Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Veränderungen von Knochenmarkern und intaktem Parathormon im Blut im Verlaufe eines Trainings bei Warmblutpferden

Lange, Andreas

The aim of this study was to investigate the effects of a common training programme (a combination of dressage, jumping, cross-country, and endurance) on the development of bone markers as indicators of bone metabolism and intact parathyroid hormone (PTH) in Warmblood horses. Beside the long-term changes in the course of the training period, short-term reactions during exercise were in the focus of interest.   Ten five years old Warmblood horses (BW 540 ± 40 kg) completed a five month lasting training period of three subsequent phases under field conditions: break in period, technique training, and endurance. During the endurance period horses were subdivided into two groups. Beside endurance training five horses received three times a week a dressage lecture (Group A), whereas five other horses had to climb a hill at walking speed. In a regular interval exercise capacity was tested on a high speed treadmill by performing a standardized exercise test (SET).   The following parameters in blood were analysed before and after SET, as well as weekly during the training period under field conditions: total plasma calcium, ionised calcium, inorganic phosphorus, pH, intact PTH, osteocalcin, carboxyterminal propeptide of type I collagen (PICP), and carboxyterminal telopeptide of type I collagen (ICTP).   The following results were obtained: Long-term changes during training under field conditions The development of total plasma calcium was similar for both groups. In the beginning of the technique training (week 7) total plasma calcium increased from 3.0 ± 0.2 mmol/l up to 3.4 ± 0.2 mmol/l for group A (time p<0.05) and 3.0 ± 0.2 mmol/l up to 3.4 ± 0.1 mmol/l for group B (time p<0.05). A decrease in total plasma calcium was observed in the last training period (endurance training, week 16-19) down to 2.4 ± 0.2 mmol/l for group A (time p<0.05) and 2.3 ± 0.1 mmol/l for group B (time p<0.05). The course of ionised calcium in blood was comparable between the two groups. At the end of break in period (week 6) blood ionised calcium dropped down from 1.61 ± 0.03 mmol/l to 1.52 ± 0.03 mmol/l for group A (time p<0.05) and 1.60 ± 0.07 mmol/l to 1.51 ± 0.05 mmol/l for group B (time p<0.05). The fall in ionised calcium was followed by a rise up to 1.53 ± 0.06 mmol/l (group A, time p<0.05) and 1.48 ± 0.07 mmol/l (group B, time p<0.05) at the beginning of endurance training. Changes in plasma inorganic phosphorus were similar for both groups during training programme. The changeover from break in period to technique training was accompanied by an increase in inorganic phosphorus from 0.8 mmol/l up to 1.1 mmol/l (time p<0.05). During endurance training (week 16-19) inorganic phosphorus decreased again down to 0.9 mmol/l (time p<0.05). Mean Intact PTH showed a significant rise at the beginning of technique training in both groups from 16.4 ± 7.8 pg/ml to 26.3 ± 29.1 pg/ml (time p<0.05), whereas mean intact PTH dropped again during endurance training (time p<0.05) with no significant differences between the groups. A significant decrease was monitored for osteocalcin in plasma at the end of break in period (week 4: group A: 22.5 ± 2.9 ng/ml, group B: 21.0 ± 4.8 ng/ml, week 5: group A: 17.5 ± 5.7 ng/ml, group B: 16.0 ± 3.2 ng/ml, time p<0.05, group n.s.). The decrease in osteocalcin concentration was followed by an increase at the beginning of technique training and basal values were reached again (time p<0.05). During technique training (week 10-12) PICP concentrations in plasma dropped significantly from 499 ± 159 µg/l to 321 ± 70 µg/l for group A and from 530 ± 161 µg/l to 379 ± 169 µg/l for group B (group n.s.). During endurance training there was a mean increase up to 445 ± 117 µg/l for both groups (time p<0.05). During break in period ICTP in plasma decreased transiently from 8.4 ± 2.3 µg/l down to 6.7 ± 0.8 µg/l (time p<0.05) and increased again to basal levels during technique period. A second fall in ICTP in plasma was noticed during endurance training with significant lower ICTP concentrations for control group (group A with dressage lessons) compared to group B with climbing sections (time p<0.05, group p<0.05).   Short-term reactions during standardized exercise tests (SET) Total plasma calcium stayed constant during SETs. A significant drop in mean ionised calcium in blood was analyzed during SETs (start exercise: 1.59 ± 0.06 mmol/l, end exercise: 1.43 ± 0.09 mmol/l, time p<0.05). Plasma intact PTH concentrations showed a rise in the course of standardized exercises, but these changes failed to get significant. No exercise related modifications were monitored for plasma osteocalcin and plasma PICP. During SETs tests an increase in ICTP concentrations were analysed for both groups, but these changes were only significant for group A.   In the present study bone markers and intact PTH were affected by a moderate training programme in five years old Warmblood horses. The selected bone markers indicated changes in bone formation (osteocalcin and PICP) as well as modifications in bone resorption (ICTP). However, the added dressage lessons seemed to induce a more pronounced bone resorption in comparison to hill climbing at a low speed.

Im Rahmen dieser Studie sollte unter Feldbedingungen überprüft werden, inwieweit sich ein praxisübliches Training (Kombination aus Dressur-, Springen-, Gelände- und Ausdauertraining) unter dem Reiter auf die Reaktionen von Knochenmarkern als Indikatoren des Knochenstoffwechsels und des intakten Parathormons (PTH) bei Warmblutpferden auswirkt. Neben den langfristigen Veränderungen im Zusammenhang mit den langsam gesteigerten Trainingsanforderungen interessierten im Rahmen dieser Studie auch die kurzfristigen Veränderungen des Knochenstoffwechsels.   Zehn fünfjährige Warmblutwallache (KM 540 ± 40 kg) absolvierten ein aus drei Abschnitten (Anreitphase, Techniktraining und Ausdauertraining) bestehendes fünfmonatiges Training unter dem Reiter unter Feldbedingungen. Während der Ausdauertrainingsphase (3. Trainingsphase) wurden die Pferde in zwei Gruppen eingeteilt, eine Kontrollgruppe (Gruppe A, 5 Pferde), die ein Dressurtraining an drei Tagen in der Woche absolvierte und eine Berggruppe (Gruppe B, 5 Pferde), die an diesen Wochentagen ein Konditionstraining am Berg durchführte. Im regelmäßigen Abständen wurde die Leistungsfähigkeit der Pferde auf einem Hochgeschwindigkeitslaufband mittels standardisierter Stufenbelastungstests überprüft.   Folgende Parameter im Blut wurden während der Stufentests zu definierten Zeitpunkten (Beginn und Ende der Belastung) und in wöchentlichen Abständen über den gesamten Trainingszeitraum unter Feldbedingungenanalysiert: Gesamtkalzium, ionisiertes Kalzium, anorganisches Phosphat, pH, intaktes PTH, Osteocalcin, Carboxyterminales Propeptid des Typ I Kollagen (PICP) und Carboxyterminales Telopeptid des Typ I Kollagen (ICTP).   Folgende Ergebnisse wurden erzielt: Langfristige Reaktionen im Verlauf des Feldtrainings Der Verlauf des Gesamtkalziums ist für beide Pferdegruppen im gesamten Trainingszeitraum ähnlich. Zu Beginn des Techniktrainings (7. Trainingswoche) stiegen die Werte von 3,0 ± 0,2 mmol/l auf 3,4 ± 0,2 mmol/l für Gruppe A (Zeit p<0,05) sowie von 3,0 ± 0,2 mmol/l auf 3,2 ± 0,1 mmol/l für Gruppe B (Zeit p<0,05) und fallen dann in der letzten Trainingsphase (Ausdauertraining 16.-19. Trainingswoche) wieder von 3,1 ± 0,2 mmol/l auf 2,4 ± 0,1 mmol/l für Gruppe A (Zeit p<0,05) sowie von 3,0 ± 0,2 mmol/l auf 2,3 ± 0,1 mmol/l für Gruppe B ab (Zeit p<0,05). Über den gesamten Zeitraum des Trainingsprogramms verlief die Konzentration des ionisierten Kalziums für beide Gruppen parallel. Am Ende der Anreitphase (6. Trainingswoche) kam es zu einem Abfall des ionisierten Kalziums von 1,61 ± 0,03 mmol/l auf 1,52 ± 0,03 mmol/l (Gruppe A, Zeit p<0,05) und von 1,60 ± 0,07 mmol/l auf 1,51 ± 0,05 mmol/l (Gruppe B, Zeit p<0,05), zum anderen gab es einen Anstieg mit Beginn des Ausdauertrainings von 1,4 ± 0,06 mmol/l auf 1,53 ± 0,06 mmol/l (Gruppe A, Zeit p<0,05) und von 1,39 ± 0,03 mmol/l auf 1,48 ± 0,07 mmol/l (Gruppe B, Zeit p<0,05). Die Entwicklung des anorganischen Phosphats wies ebenfalls für beide Gruppen einen weitgehend parallelen Verlauf auf. Es kam am Übergang von der Anreitphase zum Techniktraining (6. Trainingswoche) zu einem deutlichen Anstieg der mittleren Konzentration des anorganischen Phosphats von 0,8 mmol/l auf 1,1 mmol/l (Zeit p<0,05). Im Verlaufe des Ausdauertrainings (16.-19. Trainingswoche) fiel in beiden Gruppen das anorganische Phosphat wieder von 1,1 ± 0,1 mmol/l auf 0,9 ± 0,1 mmol/l ab (Zeit p<0,05). Die PTH-Konzentration stieg zu Beginn des Techniktrainings (9. Trainingswoche) von 16,4 ± 7,8 pg/ml auf 26,3 ± 29,1 pg/ml an (Zeit p<0,05), wogegen das Ausdauertraining (16.-19. Trainingswoche) einen Abfall des PTHs aufwies (Zeit p<0,05). Unterschiede zwischen den beiden Gruppen konnten nicht mit p<0,05 abgesichert werden. Die Osteocalcinkonzentration fiel in der vorletzten Woche (5. Trainingswoche) der Anreitphase in Gruppe A von 22,5 ± 2,6 ng/ml auf 17,5 ± 5,7 ng/ml (Zeit p<0,05) und in Gruppe B von 21,0 ± 4,8 ng/ml auf 16,0 ± 3,2 ng/ml (Zeit p<0,05). Zu Beginn des Techniktrainings konnte ein erneuter Anstieg auf das Ausgangsniveau beobachtet werden. Die PICP-Konzentration im Plasma fiel zu Beginn des Techniktrainings (10.-12. Trainingswoche) von 499 ± 159 µg/l auf 321 ± 70 µg/l (Gruppe A, Zeit p<0,05) und von 530 ± 161 µg/l auf 379 ± 169 µg/l (Gruppe B, Zeit p<0,05). Danach stiegen die Werte im Mittel für beide Gruppen zu Beginn des Ausdauertrainings (16. Trainingswoche) wieder auf 445 ± 117 µg/l an (Zeit p<0,05). Signifikante Unterschiede mit p<0,05 zwischen den Gruppen traten im Versuchszeitraum nicht auf. Nach anfänglichem Konzentrationsabfall des ICTP von 8,4 ±2,3 µg/l auf 6,7 ± 0,8 µg/l (Verlauf Anreitphase) stiegen die Werte wieder mit Beginn des Techniktrainings (10.-13. Trainingswoche) auf 8,4 ± 1,2 µg/l für beide Gruppen an. Während des Ausdauertrainings (16.-19. Trainingswoche) kam es in beiden Gruppen zu einem Konzentrationsabfall (Zeit p<0,05). Hier fällt auf, dass sich die ICTP-Kozentrationen in Gruppe B (Berggruppe) auf deutlich niedrigerem Niveau bewegen als in Gruppe A (Kontrollgruppe, Gruppe p<0,05).   Kurzfristige Reaktionen während der Stufentests Die Gesamtkalziumkonzentration blieb im Verlauf der Stufentests weitgehend unverändert. Während der Stufentests fiel die Konzentration des ionisierten Kalziums im Vollblut von 1,59 ± 0,06 mmol/l auf 1,43 ± 0,09 mmol/l (Zeit p<0,05). Unterschiede zwischen den Gruppen konnten nicht beobachtet werden. Das intakte PTH stieg während der Stufentests im Verlauf der Belastung an, aufgrund der individuellen Variation konnte dieser Effekt nicht mit p<0,05 abgesichert werden. Die Osteocalcin- und PICP-Konzentrationen im Plasma zeigten bei den Stufentests keine signifikanten Veränderungen. Belastungsbedingt stiegen die ICTP-Konzentrationen während der Stufentests an, allerdings konnte diese Veränderung nur für Gruppe A (Dressurtraining in der 3. Trainingsphase) während des 2., 3. und 4. Stufentests mit p<0,05 abgesichert werden.   In der vorliegenden Studie konnten bei fünfjährigen Warmblütern trainingsbedingte Veränderungen der Knochenmarker und des intakten PTHs beobachtet werden. Aufgrund der moderaten Trainingsintensität kann allerdings abschließend nicht beurteilt werden, inwieweit resorptive bzw. formative Prozesse am Knochen zu einer verringerten bzw. erhöhten Knochenstabilität geführt haben. Auffallend ist allerdings, dass ein Dressurtraining vermehrt resorptive Veränderungen des Knochenstoffwechsels aufwies als ein moderat durchgeführtes Training am Berg.

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Lange, Andreas: Veränderungen von Knochenmarkern und intaktem Parathormon im Blut im Verlaufe eines Trainings bei Warmblutpferden. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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