Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Das Equine Cushing-Syndrom

Sommer, Katja

The Equine Cushing syndrome (ECS) has been considered a rare disease confined to old horses and ponies in the past. Through a lot of scientific dissertations and the latest findings as well as a better informed veterinary profession ECS however was diagnosed more frequently. Younger horses (up to 10 years) occasioned to be a serious group of patients. In the present study ACTH-Bioassay was developed with porcine adrenocortical cells, to be able to measure the biological activity of endogenous ACTH in equine plasma samples. Subsequently the biological-immunoreactive-ratio of endogenous ACTH (ACTH-BI-ratio) was rated. By establishing the ACTH-BI-ratio, it shall be clarified on the field of diagnostics, why there is no adequate cortisol secretion of the adrenocortical cells in spite of high basal ACTH measurements, as are often found in plasma of affected ECS horses. The cortisol levels are mainly found in the reference range or are even reduced. The stimulation of adrenocortical cells is consequently not in proportion to the endogenous ACTH-secretion of the pars intermedia of the pituitary. In addition this paper explains why clinical symptoms are manifest in affected horses in spite of low base cortisol values.   ACTH-Bioassay with porcine adrenocortical cells Only adrenal glands of young slaughter pigs were used, because of the better quality of the cells. The dissolution of the tissue took place in a tissue chopper by adding of collagenase and a special culture medium. The blood samples had to be used in the bioassay untreated, because the steroid absorption on activated carbon as well as the steroid extraction with solvent for the removal of endogenous cortisol has inhibitory effects on the porcine cells. For the bioassay however all kinds of blood samples (serum/plasma) could be used, as neither serum components nor blood additives (EDTA, Lithium-Heparin and Aprotinin) influence the bioassay.   Biological-immunoreactive-ratio of endogenous ACTH (ACTH-BI-ratio) For determination of biological activity of the endogenous ACTH five plasma samples each of ECS affected, already treated and healthy horses were applied into the ACTH-Bioassay and their biological ACTH activity was determined as equivalent of Synacthen® (ACTH1-24) by means of the ACTH calibration curve. Subsequently the biological activity was put in proportion to the immunoreactive activity of the endogenous ACTH. As well as in vitro as in vivo there is only a relatively low cortisol secretion of the adrenocortical cells in spite of high ACTH plasma concentration. The reason for this lies in the difference between the biological activity and the immunoreactivity of the endogenous ACTH. The biological-immunoreactive-ratio of endogenous ACTH of the plasma samples examined in this study ranged with the ECS affected horses between 1:15,3 and 1:84,9, with the already treated horses between 1:1,4 and 1:21,4 and with the healthy horses between 1,4:1 and 1:3,2. Consequently there is significantly more biologically inactive ACTH secreted from the tumorous deformed pars intermedia of the pituitary gland. An other possible explanation could be, that there could exist ACTH antagonists or inhibitors in a horse, that decrease the activity of the adrenal cortex. In this context high insulin levels and increased release of peptides of the tumorous deformed pars intermedia, as a -MSH, b -MSH, CLIP, b -END, g 3-MSH, b -LPH and N-terminal peptides, are mentioned as possible factor. Finally faulty high measured basal ACTH values could be a reason for the disproportion between ACTH and cortisol plasma concentration. As a cause the measurement of ACTH like amino-acid sequences from other pro-opiolipomelanocortin (pro-OLMC-) peptides as well as ACTH molecular aggregations caused by heparin are discussed. Unaccountably there occurred a marked stimulation of the porcine cells in one of the treated horses and in two of the healthy horses as well in spite of low measured basal ACTH values (reference range) in IMMULITE®. The biological- immunoreactive-ratio of endogenous ACTH in this samples ranged between 1:1,4, 1:3,1 and 1:2,6. The theory that the endogenous ACTH could have divided into biological active substances, which lead to stimulation of the porcine cells, during storage, could be defeated in the course of a study on stability of ACTH. Consequently it has to be taken into consideration, that the bioassay with porcine adrenocortical cells is not absolutely compatible with equine blood samples. Through this bioassay it is only possible to demonstrate tendencies regarding ACTH stimulated cortisol secretion of the porcine cells.   Development of clinical ECS signs In ECS affected horses clinically evident ECS signs show, in spite of physiologically or even decreased cortisol plasma levels. Consequently other biological active substances like pro-OLMC-peptides (a -MSH, b -MSH, b -END, b -LPH, g -LPH, CLIP and g 3-MSH) or ACTH fragments, which are released from the tumorous intermediate lobe of the pituitary gland altered in quality or in quantity, have to participate in the development of clinical signs. Next to the endocrinously caused clinical signs, a part of the signs could be caused by the growth of the tumour alone. Through the expansion of the neoplasm pressure is put on the hypothalamus, whereby capillary and neural connections between hypothalamus and pituitary gland are damaged and consequently a dysfunction of the hypothalamus results.

Das Equine Cushing-Syndrom (ECS) galt lange Zeit als eine selten vorkommende und nur bei alten Pferden und Ponys auftretende Erkrankung. Durch eine Vielzahl an wissenschaftlichen Abhandlungen und neu gewonnenen Erkenntnissen sowie einer verbesserten Aufklärung der Tierärzteschaft wurde das ECS in den letzten Jahren jedoch immer häufiger diagnostiziert. Dabei stellen auch jüngere Pferde (bis 10 Jahre) eine ernstzunehmende Patientengruppe dar. In der vorliegenden Studie wurde ein ACTH-Bioassay mit porcinen Nebennierenrindenzellen entwickelt, um die biologische Aktivität von endogenem ACTH in equinen Plasmaproben messen zu können. Anschließend wurde das biologisch-immunreaktive ACTH-Verhältnis (ACTH-BI-Ratio) beurteilt. Durch die Ermittlung der ACTH-BI-Ratio soll im Bereich der Diagnostik geklärt werden, warum es trotz hoher ACTH-Basalwerte, wie sie im Plasma an ECS erkrankter Pferde häufig vorkommen, zu keiner adäquaten Cortisol-Sekretion der Nebennierenrindenzellen kommt. Die Cortisolwerte befinden sich dabei überwiegend im Referenzbereich oder sind sogar erniedrigt. Die Stimulation der Nebennierenrindenzellen steht somit nicht im Verhältnis zur endogenen ACTH-Sekretion aus der Pars intermedia der Hypophyse. Des weiteren wurde in dieser Arbeit erläutert, warum sich bei erkrankten Pferden trotz niedriger Cortisol-Basalwerte klinische ECS-Symptome manifestieren.   ACTH-Bioassay mit porcinen Nebennierenrindenzellen Aufgrund der besseren Zellqualität wurden für die Versuche nur Nebennieren von jungen Schlachtschweinen verwendet. Die Auflösung der Zellverbände erfolgte in einem Gewebszerkleinerer unter Zugabe von Kollagenase und speziellem Kulturmedium. Die Blutproben mußten unbehandelt im Bioassay eingesetzt werden, da sich die Steroidabsorption an Aktivkohle sowie die Steroidextraktion mit Lösungsmitteln für die Entfernung des endogenen Cortisols auf die porcinen Zellen hemmend auswirkten. Jedoch konnten für den Bioassay alle Arten an Blutproben (Serum/Plasma) verwendet werden, da weder Serumbestandteile noch Blutzusätze (EDTA, Lithium-Heparin und Aprotinin) den Ablauf des Assays beeinflußten.   Biologisch-immunreaktives Verhältnis von endogenem ACTH (ACTH-BI-Ratio) Für die Ermittlung der biologischen Aktivität des endogenen ACTHs wurden jeweils 5 Plasmaproben an ECS erkrankter, bereits therapierter sowie gesunder Pferde im ACTH-Bioassay eingesetzt und deren biologische ACTH-Aktivität als Äquivalent von Synacthen® (ACTH1-24) mit Hilfe der ACTH-Eichkurve berechnet. Anschließend wurde die biologische Aktivität mit der immunreaktiven Aktivität des endogenen ACTHs ins Verhältnis gesetzt. Sowohl in vitro als auch in vivo kommt es trotz hoher ACTH-Plasmakonzentrationen nur zu einer verhältnismäßig geringen Cortisol-Ausschüttung der Nebennierenrindenzellen. Dies liegt an der unterschiedlichen biologischen und immunreaktiven Aktivität des endogenen ACTHs. Das biologisch-immunreaktive Verhältnis des ACTHs der in dieser Studie untersuchten Plasmaproben lag bei den an ECS erkrankten Pferden zwischen 1:15,3 und 1:84,9, bei den bereits therapierten Pferden zwischen 1:1,4 und 1:21,4 sowie bei den gesunden Pferden zwischen 1,4:1 und 1:3,2. Demzufolge wird von der tumorös entarteten Pars intermedia der Hypophyse wesentlich mehr biologisch inaktives ACTH ausgeschüttet. Eine weitere mögliche Erklärung wäre, dass beim Pferd auch ACTH-Antagonisten oder Inhibitoren vorhanden sein könnten, die die Aktivität der Nebennierenrinde herabsetzen. In diesem Zusammenhang wurden hohe Insulinlevel und von der tumorös entarteten Pars intermedia vermehrt sezernierte Peptide, wie a -MSH, b -MSH, CLIP, b -END, g 3-MSH, b -LPH und N-terminale Peptide, als mögliche Faktoren angeführt. Schließlich könnten auch falsch hohe gemessene ACTH-Basalwerte ein möglicher Grund für die Unverhältnismäßigkeit zwischen der ACTH- und Cortisol-Plasmakonzentration sein. Als Ursachen werden die Messung von ACTH-ähnlichen Aminosäure-Sequenzen bei anderen Pro-Opiolipomelanocortin(pro-OLMC-)Peptiden sowie heparinvernetzte ACTH- Molekülaggregationen diskutiert. Unerklärlicher Weise kam es aber auch bei einem der therapierten Pferde und bei zwei der gesunden Pferde trotz im IMMULITE® niedrig gemessener ACTH-Basalwerte (Referenz) zu einer deutlichen Stimulation der porcinen Zellen. Das biologisch-immunreaktive Verhältnis des endogenen ACTHs lag bei diesen Proben bei 1:1,4, 1:3,1 und 1:2,6. Die Vermutung, dass das endogene ACTH während der Lagerung der Proben eventuell in biologisch aktive Substanzen zerfallen sein könnte, welche zur Stimulation der porcinen Zellen führen, konnte im Rahmen einer Stabilitätsstudie widerlegt werden. Demnach muß in Erwägung gezogen werden, dass der Bioassay mit porcinen Nebennierenrindenzellen für equine Blutproben nicht bedingungslos kompatibel ist. Durch diesen Bioassay lassen sich für die ACTH-stimulierte Cortisol-Ausschüttung der porcinen Zellen lediglich Tendenzen aufzeigen.   Entwicklung der klinischen ECS-Symptomatik Bei an ECS erkrankten Pferden manifestieren sich trotz physiologischer oder sogar erniedrigter Cortisol-Plasmagehalte klinisch sichtbare ECS-Symptome. Demnach müssen noch andere biologisch aktive Substanzen, wie pro-OLMC-Peptide (a -MSH,b -MSH, b -END, b -LPH, g -LPH, CLIP und g 3-MSH) oder ACTH-Fragmente, die qualitativ oder quantitativ verändert aus dem tumorösen Hypophysenzwischenlappen freigesetzt werden, an der Entwicklung der klinischen Symptomatik beteiligt sein. Neben den endokrin bedingten klinischen Symptomen, könnte ein Teil der Symptomatik auch allein durch das Tumorwachstum verursacht werden. Durch die Expansion der Neoplasie wird Druck auf den Hypothalamus ausgeübt, wodurch kapilläre und neurale Verbindungen zwischen Hypothalamus und Hypophyse geschädigt werden und es so zu einer Entgleisung der hypothalamischen Funktionen kommt.

Zitieren

Zitierform:

Sommer, Katja: Das Equine Cushing-Syndrom. Hannover 2003. Tierärztliche Hochschule.

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:
Alle Rechte vorbehalten

Export