Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchung zur Pharmakokinetik des Arzneistoffes Dexamethason hinsichtlich der Dopingrelevanz beim Pferd

Milewski, Maren Irina

It was the objective of this survey to give a stated view about how long the glucocorticoid dexamathasone can be detected and quantified after a single intravenous and a single intramuscular administration of dexamethasone-21-isonicotinate. This could be achieved by means of a pharmacological study on twelve horses and the following analysis of plasma and urine samples. A suitable method for the analysis of plasma and urine combined with measurement by HPLC/MS/MS was developed and validated at the institute of Biochemistry at the Deutsche Sporthochschule in Cologne before. Fluocortolon was chosen as the internal standard. The validation contained the criteria selectivity, linearity, accuracy, precision, stability and recovery. The limit of quantification in plasma was fixed at 0,25 ng/ml and 1 ng/ml in urine. The limit of detection was fixed at 0,12 ng/ml in plasma and 0,67 ng/ml in urine.   In the present study dexamethasone-21-isonicotinate, as Voren® Suspension, was administered intravenously to six horses at a singular dosage rate of 0,02 mg/kg body weight, dexamethasone-21-isonicotinate in form of Voren®-Depot was administered intramuscularly to another six horses in a singular dosage of 0,06 mg/kg body weight. After the administration of Voren® Suspension the limit of detection in plasma was reached after 72,25 hours and in urine after 144,25 hours. The limit of detection after administration of Voren®-Depot was reached in plasma after 168,25 hours and in urine after 552 hours. Besides qualifying the concentration of dexamethasone in plasma and urine samples the concentration of hydrocortisone and glucose in plasma was determined with the intention to evaluate the effect of glucocorticoid on these parameters. A significant increase in blood glucose could not be shown. The average duration of suppressive effect after the application of Voren® Suspension longs for 6 days and after the application of Voren®-Depot for 9 days. The biological effect of the glucocorticoid dexamethasone could therefore be shown. The duration of the glucocorticoid effects calculated on the basis of the suppressive effect of hydrocortisone can merely be regarded as an indication but not as an assurance for starting a horse in a competition which was administrated with dexamethasone-21-isonicotinate.   Pharmacological calculations regarding plasma half-life-time, volume of distribution and clearance could not be made because of very low concentrations of dexamethasone in plasma. Furthermore it was not possible to make pharmacokinetic calculations with the pharmacokinetic-pharmacodynamic model of TOUTAIN and LASSOURD (2002) for the drug dexamethasone. This model can only be used for drugs whose biological half-life-time is in accordance with its half-life-time of elimination.   In this study a definite and in each particular case certainty providing statement concerning the excretion times of dexamethasone could not be given because of the limited possibility of pharmacological calculations and the too small number of probands with also interindividual variability. As an alternative we tried to develop a basic model of resolution for the group of glucocorticoids by parallel contemplation of the hydrocortisone level and the determined concentrations of dexamethasone.

Ziel der durchgeführten Arbeit war es, mittels einer pharmakologischen Studie an zwölf Pferden und sich anschließender Analyse von Plasma- und Urinproben eine Aussage darüber machen zu können, wie lange das Glucocorticoid Dexamethason nach einmaliger intravenöser und einmaliger intramuskulärer Applikation von Dexamethason-21-isonicotinat nachgewiesen und quantifiziert werden kann. Geeignete Analysemethoden für Plasma und Urin kombiniert mit einer HPLC/MS/MS-Methode wurden im Institut für Biochemie der Deutschen Sporthochschule Köln im Vorfeld entwickelt und validiert. Als interner Standard diente Fluocortolon. Die Validierung beinhaltete die Parameter Selektivität, Linearität, Richtigkeit, Präzision, Stabilität und Wiederfindung. Die Quantifizierungsgrenze lag im Plasma bei 0,25 ng/ml und im Urin bei 1 ng/ml. Die Nachweisgrenze belief sich im Plasma auf 0,12 ng/ml, im Urin auf 0,67 ng/ml.   In dieser Studie wurde Dexamethason-21-isonicotinat in Form von Voren® Suspension sechs Pferden einmalig intravenös in einer Dosierung von 0,02 mg /kg Körpergewicht verabreicht, weitere sechs Pferde wurden einmalig intramuskulär mit Dexamethason-21-isonicotinat in Form von Voren®-Depot in einer Dosierung von 0,06 mg/kg Körpergewicht behandelt. Nach Applikation von Voren® Suspension war die Nachweisgrenze im Plasma nach 72,25 Stunden unterschritten, im Urin nach 144,5 Stunden. Die Nachweisgrenze wurde nach der Voren®-Depot-Behandlung im Plasma nach 168,25 Stunden und im Urin nach 552 Stunden erreicht.   Neben der Bestimmung der Dexamethasonkonzentrationen in Plasma und Urin wurden weiterhin die Cortisol- und die Glucosekonzentrationen im Plasma ermittelt, um den Glucocorticoideinfluss auf diese Parameter beurteilen zu können. Eine signifikante Erhöhung des Blutglucosespiegel der einzelnen Pferde konnte nicht gezeigt werden. Die Cortisolsuppression hielt nach der intravenösen Verabreichung von Voren® Suspension im Mittel über 6 Tage an, nach der  Voren®-Depot-Applikation wurde ein gemittelter suppressiver Effekt über 9 Tagen beobachtet. Die biologische Wirkung des Glucocorticoids Dexamethason wurde somit mit Hilfe der Cortisolkonzentration gezeigt. Die anhand der Cortisolsuppression bemessene und angegebene Dauer der Dexamethasonwirkung kann jedoch lediglich als ein Anhaltspunkt, nicht als Garantie, für den erneuten Einsatz eines mit Dexamethsaon-21-isonicotinat behandelten Tieres in einem Wettkampf angesehen werden.   Pharmakokinetische Berechnungen bezüglich Halbwertszeit, Verteilungsvolumen und Clearance konnten aufgrund der nur sehr niedrigen Plasmakonzentrationen an Dexamethason nicht durchgeführt werden. Auch die pharmakokinetischen Berechnungen nach dem PK/PD-Modell von TOUTAIN und LASSOURD (2002) sind im Falle von Dexamethason bzw. von Glucocorticoiden nicht möglich, da dieses Modell nur bei Stoffen Anwendung finden kann, deren biologische Halbwertszeit der Eliminationshalbwertszeit entspricht.   Eine generelle und für den Einzelfall Sicherheit bietende Aussage bezüglich der Ausscheidungszeit für Dexamethason war in dieser Studie aufgrund der eingeschränkten Möglichkeit der pharmakokinetischen Berechnung, sowie aufgrund der begrenzten Tierzahl, mit weiterhin interindividuellen Unterschieden, nicht möglich. Alternativ wurde anhand von paralleler Betrachtung und Gegenüberstellung der ermittelten Dexamethasonkonzentrationen in Plasma und Urin und des Cortisolspiegels versucht, einen Ansatz eines möglichen Lösungsmodells für die Gruppe der Glucocorticoide zu erarbeiten.

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Milewski, Maren Irina: Untersuchung zur Pharmakokinetik des Arzneistoffes Dexamethason hinsichtlich der Dopingrelevanz beim Pferd. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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