Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Auswirkungen des anabolen Steroids Durateston® auf die Hoden peripubertärer Pferdehengste und Nachweis dieser Substanz

Zingrebe, Bettina

Effects of the anabolic steroid Durateston® on testicular morphology and function in pu­bescent colts were examined. Selected testicular parameters (size, volume and weight) were measured. A histological examination of testicular tissue was performed prior to (via biopsy) as well as following castration to check on spermatocytogenesis. An atrophy-degeneration-score (ADS), designed specifically for this study, was used to quantify the histopathological findings. To check the endocrinium, a GnRH-stimulation-test was performed on each colt before castration. In an attempt to detect anabolic steroids, namely Durateston®, tail hair was analyzed. 14 Colts aged 24-27 months were selected for this study and split into one control (n = 7) and two trial groups. Trial group A (n = 3) consisted of colts to be gelded 4 weeks following the last injection of Durateston®, while in trial group B (n = 4) the interval between last injection and castration was 12 weeks. The control group’s colts were examined and gelded during the same period. The horses in the trial groups received four injections of 10 ml Durateston®, each given intramuscularly, 3 weeks apart. From each colt two separate testicular biopsies were taken from two locations under general anesthesia using an automated design immediately prior to castration. Also, postoperative samples were obtained from each testis using three testicular loca­tions (cranial, central and caudal), as well as the epididymis. All samples were trans­ferred into 4 % formole saline for fixation. The ADS was developed in close resemblance to SIGG (1979) and YUAN and McENTEE (1987). The score ranges from 0 to 7. In adequately developed pubescent colts score-values between 0.2 and 0.5 can be expected. An ADS of 7 is defined as complete atrophy/degeneration of testicular tissue. Compared to the control group, the trial groups showed significantly (ρ ≤ 0,045) smaller testicles, in Volume as well as weight-wise. In the trial group, all but one colt’s tail hair tested positive for naturally non-existent Testosteronepropionate, whereas neither Testosterone, Nandrolone nor any metabolites thereof could be detected in the control group. Following GnRH-Stimulation, the control group showed insignificantly higher levels of LH and FSH compared to the trial group. Production of androgenic hormones was significantly lower in the trial groups, particularly in group A, than in the control group. The trial groups’ mean ADS was significantly (ρ ≤ 0.042) higher at 4.84 ± 0.69 than the control’s at 0.26 ± 0.05. Thus, the trial groups’ spermatocytogenesis was significantly reduced. Irrespective of biopsy site (r = 0.99) and sampling technique (intra vitam vs post operationem) (r = 0.98), histopathological results correlated well, showing that histomorphological alterations affect the whole testicular tissue. This study showed that targeted and controlled application of Durateston® in pubescent colts has an obvious effect on testicles. Durateston® significantly reduced size, volume and weight as well as spermatocytogenesis. Following Durateston® injections, the testicles showed a reduced response to hormonal stimulation. The observed effects were shown more clearly 4 weeks following the last injection than 12 weeks after. Analyzing tail hair can be useful in detecting testosteronepropionate (content of Durateston®), albeit with limited specifity. As biopsy results were very representative, this confirms this examination technique’s value as a reliable method to assess fertility in stallions. Further studies involving clinical as well as histological parameters are needed to show whether the effects of Durateston® on testicles are reversible.

In dieser Studie wurden die Auswirkungen des Anabolikums Durateston® auf ausge­wählte Hodenparameter wie Größe, Volumen und Gewicht bestimmt. Zur Überprüfung der Spermatogenese wurden vor (Biopsie) und nach der Kastration Gewebeproben für die histopathologische Untersuchung entnommen und anhand eines hierfür entwickelten Atrophie-Degeneration-Score-Systems (ADS) bewertet. Für die Überprüfung der endokrinen Hodenfunktion wurde vor der Kastration der Tiere ein Stimulationstest durchgeführt. Eine Schweifhaaranalyse diente der Detektion von Anabolika, insbeson­dere des Duratestons®. Für diese Studie wurden 14 Hengste im Alter von 24 bis 27 Monaten ausgewählt und in eine Kontrollgruppe (n =  7) und zwei Versuchsgruppen eingeteilt. Die Versuchsgruppe A (n = 3) umfasste die Hengste, die vier Wochen nach der letzten Durateston®-Gabe untersucht und kastriert wurden, und die Versuchsgruppe B (n = 4) umfasste die Heng­ste, die zwölf Wochen postapplicationem kastriert wurden. Die Tiere der Kontrollgruppe wurden im gleichen Zeitraum untersucht und kastriert. Die Behandlung der Hengste der Versuchsgruppen erfolgte vier Mal im Abstand von drei Wochen intramuskulär mit einer Menge von 10 ml Durateston®. Die Bioptatentnahme erfolgte mit Hilfe einer Schuss­automatik am narkotisierten Hengst an zwei Lokalisationen der Hoden (2 Bioptate pro Lokalisation). Die postoperative Probenentnahme erfolgte an drei Lokalisationen (kran­ial, Mitte, kaudal) und am Nebenhoden. Die Proben wurden in 4%iger Formalinlösung fixiert. Das ADS-System wurde in Anlehnung an SIGG (1979) und YUAN und MC ENTEE (1987) entwickelt. Der ADS wird definiert als Werte von 0 bis 7, wobei ein Wert von 0,2 bis 0,5 einem physiologischen Entwicklungszustand eines peripubertären Hengstes entspricht. Ein Wert von 7 ist als Stadium vollständiger Atrophie / Degeneration des Funktionsgewebes des Hodens definiert. Das Hodenvolumen und das Hodengewicht sind in den Versuchsgruppen signifikant kleiner (ρ ≤ 0,045) als in der Kontrollgruppe. Die Schweifhaaranalyse ergab einen ein­deutigen Nachweis des endogen nicht vorkommenden Testosteronpropionats in den Versuchsgruppen. Bis auf eine Ausnahme wurden alle behandelten Pferde als positiv erkannt. In der Kontrollgruppe waren weder Testosteron noch Nandrolon oder deren Metabolite nachweisbar. Nach GnRH-Provokation zeigte die Kontrollgruppe eine höhere, jedoch nicht signifikant höhere Ausschüttung von LH und FSH im Vergleich zu den Versuchsgruppen. Die Androgenproduktion der Gonaden der Versuchsgruppen, besonders derjenigen der Versuchsgruppe A war im Vergleich zu der Kontrollgruppe signifikant herabgesetzt. Der durchschnittliche ADS der Versuchsgruppen, verglichen mit der Kontrollgruppe, war signifikant (ρ ≤ 0,042) höher. Der ADS lag bei den Tieren der Kontrollgruppe im Mittel bei 0,26 ± 0,05 und bei den Tieren der Versuchsgruppen bei 4,84 ± 0,69. Dies bedeutet, dass die Spermatogeneseleistung der Versuchsgruppen signifikant erniedrigt war. Bezogen auf die Lokalisationen der Probenentnahme zeigten sowohl die Befunde der Bioptate als auch die postoperativen Proben jedes Hodens eine enge Korrelation untereinander (r = 0,99), d. h. unabhängig von der Lokalisation repräsentieren die Befunde den histomorphologischen Zustand des gesamten Hodens. Die Befunde der bei­den Entnahmetechniken liefern eng korrelierende Ergebnisse (r = 0,98). In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass die gezielte und kontrollierte Anwendung von Durateston® deutliche Effekte auf die Hoden von peripubertären Hengsten ausübt. Durateston® führte in dieser Studie zu einer signifikanten Reduktion der Hodenparameter Größe, Volumen und Gewicht und zu einer signifikant einge­schränkten Spermatogenese. Die Ansprechbarkeit der Hoden auf eine hormonelle Provokation ist nach der Anwendung von Durateston® signifikant herabgesetzt. Alle beobachteten Effekte sind vier Wochen nach der letzten Durateston®-Applikation deutlicher ausgeprägt als nach zwölf Wochen. Eine Schweifhaaranalyse eignet sich mit Einschränkungen in der Spezifität zur Detektion des im Durateston® enthaltenen Testosteronpropionats. Die Hodenbiopsie liefert repräsentative Befunde und ist somit eine ausgezeichnete Methode für die Fertilitätsdiagnostik von Hengsten. Inwieweit die hier beschriebenen Veränderungen der Hoden der mit Durateston®-behandelten Hengste reversibel sind, muss anhand von weiterführenden interdisziplinären Unter­suchungen (Klinik- Pathologie) geprüft werden.

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Zingrebe, Bettina: Auswirkungen des anabolen Steroids Durateston® auf die Hoden peripubertärer Pferdehengste und Nachweis dieser Substanz. Hannover 2010. Tierärztliche Hochschule.

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