Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Kurz- und mittelfristige Effekte der intermittierenden Applikation von humanem Parathormon hPTH (1-37) auf den Calcium-, Phosphor- und Knochenstoffwechsel beim Pferd

Scheidt, Kristina

The aim of this study was to investigate the influence of an intermittent administration of human parathyroid hormone (1-37) on bone metabolism, calcium and phosphorus homeostasis in horses under standardized conditions. Another aspect of this study was the determination of diurnal variation and postprandial kinetic of the following parameters: intact parathyroid hormone, osteocalcin, PICP, ICTP, ionized blood calcium, total plasma calcium and inorganic phosphorus.   To investigate diurnal variation four Standardbred trotter geldings (average age: 8 ±2.45 years) were used. Over a duration of 24 hours blood was collected every hour.   Further on hPTH (1-37) in a dosage of 0.5 μg/kg body mass/day was applicated subcutaneous daily to four two- to 15-year-old studs (average age: 10 ±5.9 years) over a period of four days to investigate tolerance and short-term effects of the administration. Blood samples were collected twice a day during this application period.   Five Standardbred trotter geldings at the age of two to 21 years (average age: 10 ±7.0 years) got a daily subcutaneous injection of 0.5 μg hPTH (1-37)/kg body weight over a period of 28 days. Blood samples were collected four times a day every 8 hours on day 1, 14, 18, 24 and 28 of the application period. The first sample collection of each day was directly prior to hPTH (1-37)-application. Previous to the application period a control period with the same provocal length has been carried out. To collect the faeces and urine the horses wore a collecting harness during the second half of both testing periods.       Following parameters were analyzed: - blood:                        intact parathyroid hormone, osteocalcin, PICP, ICTP, ionized calcium, total plasma calcium, inorganic phosphorus, pH (all testing periods) - urine and faeces:        calcium, phosphorus (only 2nd half of examination of medium-term effects)     The following results were obtained:   Diurnal variations and postprandial kinetics: 1.      An increase of mean ionized blood calcium concentration could be observed within four hours after feeding (p<0.05). 2.      There were no alterations in mean plasma concentration of intact PTH, osteocalcin, PICP, ICTP, total plasma calcium and anorganic phosphate.   Medium-term effects of hPTH (1-37) application: 1.      A significant decrease of mean calcium retention compared with control period could be observed on day 14 till 18 of application period. Renal calcium elimination was significantly increased at the same time, but there were no differences in faecal elimination or calcium intake coming along with. 2.      Between day 14 and 18 and also day 24 and 28 of application, the phosphorus retention was increased (p<0.05). Simultaneously, a significant decrease of renal phosphorus elimination was detected. Based on an increased faecal phosphorus elimination the phosphorus retention was significantly lower between day 14 till 18 of application period compared with day 14 to 18 of control period. 3.      During the entire testing period of 28 days, no significant changes in intact PTH concentration could be determined. 4.      On the first and 28th application day a significant increase of ionized blood calcium could be found eight hours after administration. In comparison  with control group a lowered (p<0.05) ionized blood calcium concentration could be seen under application on day 14 and 24 just before administration of hPTH (1-37). 5.      Total plasma calcium concentration did not show up any significant differences between control and application group during the whole testing period.   6.      On each day of application eight hours post injectionem a significant increase of inorganic phosphorus plasma concentration was noticed. Also on every sample time of the first day of application a significant increase of inorganic phosphorus could be determined. 7.      Osteocalcin plasma concentration was increased significantly 24 hours post injectionem on every application day. On day 14 and 18 of application this increase was also present just before hPTH administration. 8.      In the course of the 28 days of administration, PICP plasma concentration was increased immediately before hPTH injection on each testing day. At application day 18 and 28 an increase of PICP plasma concentration could be observed 16 hours post injectionem whereas on days 14, 24 and 28 of administration PICP plasma concentration was lowered in comparison with control period (p<0.05). 9.      Only at the 18th administration day a significant increase of plasma ICTP concentration was detected 16 and 24 hours after application.   A moderate medium-term effect of hPTH (1-37) administration on bone metabolism and Ca-P-balance could be observed although the conclusions about anabolic or catabolic processes remained open.

Ziel dieser Studie war es, die kurz- und mittelfristigen Auswirkungen einer intermittierenden hPTH (1-37)-Gabe auf den Knochenstoffwechsel und den Calcium- und Phosphor-Haushalt beim Pferd zu untersuchen. Ein weiterer Aspekt dieser Studie war die Überprüfung des diurnalen Verlaufs und der postprandialen Kinetik der Parameter intaktes Parathormon, Osteocalcin, PICP, ICTP, ionisiertes Calcium, Gesamtcalcium und anorganisches Phosphat.   Bei der Untersuchung der Circadianrhythmik und der postprandialen Effekte wurden vier Pferde mit einem Durchschnittsalter von 8 ±2,45 Jahre eingesetzt. Über einen Zeitraum von 24 Stunden erfolgte stündlich eine Blutprobenentnahme bei den Pferden. Zur Untersuchung der Verträglichkeit und der kurzfristigen Effekte der Applikation wurde vier Stuten zwischen zwei und 15 Jahren einmal täglich über einen Zeitraum von vier Tagen hPTH (1-37) in einer Dosierung von 0,5 μg/ kg KM subcutan appliziert. Den Pferden wurden zweimal täglich, in einem je zwölfstündigen Abstand, Blutproben entnommen. Das Hormonfragment wurde direkt im Anschluss an die erste täglich Probenentnahme appliziert. Fünf Traberwallachen im Alter zwischen zwei und 21 Jahren (Durchschnittsalter: 10 ±7,0 Jahre) wurde täglich 0,5 μg/ kg KM hPTH (1-37) über einen Zeitraum von 28 Tagen subcutan injiziert. Den Pferden ist im Verlauf dieser Applikationsphase an fünf Beprobungstagen (Tag 1, 14, 18, 24 und 28 der Applikation) jeweils viermal täglich in einem achtstündigen Intervall Blut entnommen worden, wobei die erste Blutentnahme des jeweiligen Beprobungstages unmittelbar vor der Injektion des Hormonfragments stattfand. Dem Applikationszeitraum wurde eine 28-tägige Kontrollperiode vorausgeschaltet, in der den Pferden zu den gleichen Zeitpunkten wie während der Applikationsphase Blutproben entnommen wurden. Zum Auffangen des von den Tieren abgesetzten Kots und Harns zur Ermittlung der Calcium- und Phosphor-Bilanz trugen die Pferde während der zweiten Hälfte der beiden Untersuchungsphasen Sammelgeschirre.     Folgende Parameter wurden bestimmt: -           Blut:                       Intaktes Parathormon, Osteocalcin, PICP, ICTP, ionisiertes                                           Calcium, Gesamtcalcium, anorganisches Phosphat, pH-Wert (in                                           allen Versuchsphasen) -           Kot und Harn:        Calcium, Phosphor (nur 2.Hälfte der Untersuchung der                                           mittelfristigen Effekte)     Folgende Ergebnisse wurden erzielt:   Circadianrhythmik   1.      Die mittlere Konzentration an ionisertem Calcium im Vollblut stieg innerhalb von vier Stunden nach den Fütterungen signifikant an (p<0,05). 2.      Weder die mittlere Plasmakonzentration an intaktem Parathormon noch die mittleren Konzentrationen von Osteocalcin, PICP, ICTP, Gesamtcalcium und anorganischem Phosphat im Plasma sowie der mittlere pH-Wert wiesen eine circadiane Rhythmik oder postprandiale Kinetik auf (Zeit n.s).     Mittelfristige Effekte der hPTH (1-37)-Applikation:   1.      Die mittlere Calciumretention war mit 4,24 ±7,42 mg/kg KM/Tag zwischen Tag 14 und Tag 18 der Applikationsphase verglichen zum gleichen Zeitraum der Kontrollphase mit 17,36 ±8,99 mg/kg KM/Tag signifikant (p<0,05) niedriger. Im Vergleich zur Kontrollgruppe konnte der Abfall der Calciumbilanz im Untersuchungszeitraum zwischen dem 24. und 28. Applikationstag statistisch nicht mit p<0,05 abgesichert werden. Veränderungen der Calciumaufnahme oder der fäkalen Elimination von Calcium konnten nicht beobachtet werden. 2.      Unter der Gabe von hPTH (1-37) konnte zwischen Tag 14 und 18 sowie zwischen Tag 24 und 28 eine signifikante Erhöhung der Phosphorretention festgestellt werden (p<0,05). Gleichzeitig konnte eine signifikante Einschränkung der renalen Phosphorelimination beobachtet werden (p<0,05). Durch eine vermehrte fäkale Elimination von Phosphor zwischen Tag 14 und 18 der Applikation (p<0,05) erniedrigte sich die Phosphorretention in diesem Zeitraum signifikant im Vergleich zur Kontrollgruppe.   3.      Zu den einzelnen Beprobungszeitpunkten konnten keine signifikanten behandlungsbedingten Unterschiede der intakten PTH-Konzentration ermittelt werden. 4.      Am ersten und 28. Applikationstag konnte acht Stunden post injectionem ein Anstieg der Konzentration an ionisiertem Calcium im Vollblut festgestellt werden (Behandlung p<0,05, Zeit p<0,05). Dieser Anstieg war innerhalb der Applikationsgruppe auch an den anderen Beprobungstagen zu diesem Zeitpunkt tendenziell zu erkennen, konnte aber statistisch nicht abgesichert werden. Eine im Vergleich zur Kontrollphase erniedrigte Ca2+-Konzentration konnte am 14. und 24. Behandlungstag unmittelbar vor der Applikation beobachtet werden (Behandlung p<0,05, Zeit n.s.). 5.      Die Gesamtcalciumkonzentration im Plasma zeigte während der Versuchsphase keine signifikanten Veränderungen zwischen der Kontroll- und Versuchsgruppe auf (Behandlung n.s.). 6.      Jeweils acht Stunden nach der hPTH (1-37)-Applikation konnte eine signifikante behandlungsbedingte Erhöhung der Plasmakonzentration an anorganischem Phosphat beobachtet werden (p<0,05). Während des ersten Applikationstages war während der drei Beprobungszeitpunkte nach der PTH-Applikation die P-Konzentration im Vergleich zur Kontrollgruppe mit p<0,05 signifikant erhöht. 7.      Im Verlauf der 28-tägigen Applikationsphase konnte jeweils 24 Stunden nach Applikation sowie an den Applikationstagen 14 und 18 auch unmittelbar vor der Injektion, verglichen mit der Kontrollgruppe, eine erhöhte Osteocalcinkonzentration ermittelt werden (p<0,05). 8.      Unmittelbar vor der erneuten Applikation von hPTH (1-37) konnte eine erhöhte PICP-Konzentration an den Beprobungstagen 1, 18, 24 und 28 ermittelt werden. Am 18. und 28. Applikationstag wiesen die 16 Stunden post injectionem gemessenen PICP-Konzentrationen im Vergleich zur Kontrollgruppe ebenfalls signifikant erhöhte Werte auf. Acht Stunden nach Applikation konnte an drei Applikationstagen (Tag 14, 24 und 28) ein signifikanter Abfall der Konzentration beobachtet werden, der auch an den beiden anderen Beprobungstagen festgestellt, jedoch an diesen Tagen statistisch nicht abgesichert werden konnte. 9.      Ein behandlungsbedingter Unterschied mit p<0,05 konnte nur am 18. Applikationstag 16 und 24 Stunden nach der Injektion in Form eines Anstieges der ICTP-Konzentration im Plasma beobachtet werden.       Die Ca-P-Bilanz sowie der Knochenstoffwechsel werden durch eine intermittierende Gabe von hPTH (1-37) beim Pferd stimuliert, wobei keine eindeutige Aussage über katabole bzw. anabole Effekte zu treffen ist.

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Scheidt, Kristina: Kurz- und mittelfristige Effekte der intermittierenden Applikation von humanem Parathormon hPTH (1-37) auf den Calcium-, Phosphor- und Knochenstoffwechsel beim Pferd. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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