Untersuchungen zum B-Typ natriuretischen Peptid bei Papageien, Greifvögeln und Eulen mit besonderem Schwerpunkt auf dem Graupapagei
Das B-Typ natriuretische Peptid (BNP) wird in der Human- und Kleintiermedizin als Parameter zur Diagnostik, Therapiekontrolle und Prognose von Herzerkrankungen eingesetzt. Beim Vogel ist das Peptid bisher nur für wenige Arten wie das Huhn (Gallus gallus f. domestica) und die Taube (Columba livia f. domestica) beschrieben. Mit der vorliegenden Arbeit konnte BNP und sein Prepropeptid inklusive des N-terminalen-Pro-BNP (NT-pro-BNP) bei insgesamt 12 Papageienarten, 3 Greifvogelarten und 3 Eulen nachgewiesen und ihre Aminosäuresequenz beschrieben werden. Hierzu wurde aus Herzen von verstorbenen Vögeln RNA isoliert. Diese wurde anschließend in cDNA umgeschrieben und mittels Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) vervielfältigt. Die PCR-Produkte wurden per Gelelektrophorese aufgetrennt, ausgeschnitten und aufgereinigt. Im Anschluss wurden die Produkte mittels Sanger Sequenzing sequenziert. Die erhaltenen Nukleotidsequenzen wurden in Aminosäuresequenzen umgeschrieben und die Ergebnisse wurden untereinander und mit bereits bekannten Sequenzen von anderen Vogelarten, Säugern und Reptilien verglichen. Die Ergebnisse ergaben eine bei 16 von 18 untersuchten Arten identische mature peptide region (BNP) mit einer Länge von 29 Aminosäuren, die identisch mit der bereits vom Huhn bekannten Sequenz war. Nur der Wellensittich (Melopsittacus undulatus) und der Rosellasittich (Platycercus eximius) zeigten geringfügige Abweichungen in der Aminosäuresequenz im Vergleich zu den restlichen Arten, ebenso wie die aus früheren Studien anderer Autoren bereits bekannte Sequenz der Taube. In der Signal Sequenz wie auch im Bereich des NT-pro-BNP zeigten sich bei allen untersuchten Spezies Unterschiede in einzelnen Aminosäuren, während der überwiegende Anteil der Sequenz aber auch hier bei einem Großteil der Spezies identisch war. Im Vergleich untereinander stimmten die Sequenzen jeweils zu mindestens 85% überein und an 69% der 140 Aminosäurepositionen waren die Ergebnisse bei allen Spezies identisch. Bei zwei Spezies, dem Steinadler (Aquila chrysaetos) und dem Kappengeier (Necrosyrtes monachus), konnte eine verkürzte Aminosäuresequenz von nur 139 Aminosäuren festgestellt werden, die bei allen anderen Spezies an Position 70 bestimmte Glutaminsäure fehlte bei den beiden Arten. Weitere Studien zu anderen in der Vogelpraxis regelmäßig vorgestellten Arten sind erforderlich, um die Grundlage für eine Untersuchung des diagnostischen Potentials von NT-pro-BNP und BNP beim Vogel zu schaffen. Zusätzlich wurde die BNP-Konzentration bei Kongo-Graupapageien (Psittacus erithacus, n=22) im Blutplasma bestimmt. Dies geschah mittels einem für das Huhn erhältlichen kompetitiven Enzyme-linked-Immunosorbent Assay (ELISA) basierend auf der mature peptide region. Hierbei wurden bei der Gruppe von Graupapageien ohne klinische Anzeichen einer kardiovaskulären Erkrankung (n=10) geringere BNP-Konzentrationen im Plasma gemessen als bei der Gruppe von Graupapageien mit Befunden einer kardiovaskulären Erkrankung oder einer nachgewiesenen Hypokalzämie (n=12). Die Konzentrationen lagen bei 30.36 ± SD 15.17 pg/ml (median: 27.03, Xmin: 9.44, Xmax: 60.27) für erstere Gruppe und 98.31 ± SD 121.92 pg/ml (median: 45.04, Xmin: 10.08, Xmax: 411.94) für zweitere Gruppe, mit einer statistischen Signifikanz von 0.056 (Mann-Whitney-U-Test). Weitere Untersuchungen zur physiologischen Konzentration von BNP beim Graupapagei und der Beeinflussung dieser durch kardiovaskuläre und nicht kardiovaskuläre Erkrankungen wie auch physiologischer Faktoren wie dem Geschlecht, Alter und Gewicht sind notwendig, um das diagnostische Potential genauer zu definieren.
The B-type natriuretic peptide (BNP) is used as a diagnostic tool, a parameter for guiding therapy and as a prognostic marker for cardiac diseases in human and small animal medicine. In birds, to date BNP has only been described for few species such as chicken (Gallus gallus f. domestica) and pigeon (Columba livia f. domestica) . The present study detected BNP and its Prepropeptid, including the N-terminal-pro-BNP (NT-pro-BNP) in 12 species of parrots, 3 species of birds of prey and 3 owl species. The amino acid sequence was sequenced and described. RNA was isolated from the hearts from deceased birds. Afterwards, it was transcribed into cDNA and replicated using polymerase chain reaction (PCR). The PCR products were then run through gel electrophoresis, cut out and purified. Subsequently, the products were seqencend using sanger sequencing. The resulting nucleotide sequences were transcribed into amino acid sequences and compared within the examined species and already known sequences from other bird species, as well as some mammal and reptile species. Results showed an identical 29 amino acids long mature peptide region (BNP) in 16 out of 18 examined species, which was also identical to the one already known from chicken. Only the budgerigar (Melopsittacus undulatus) and eastern rosella (Platycercus eximius) showed minor deviations in the amino acid sequence when compared to the other species. Likewise did the pigeon sequence known from earlier studies of other authors. The signal sequence, as well as the sequence of the NT-pro-BNP, showed some differences in single amino acids between all examined species whilst the major part of the sequence was identical throughout most species. In comparison with each other, all examined sequences shared a similarity of at least 85% and 69% of the 140 amino acid positions were identical in all species. Two species, in particular the golden eagle (Aquila chrysaetos) and hooded vulture (Necrosyrtes monachus) showed a shortened amino acid sequence of only 139 amino acids. The glutamic acid, present in all other species at the 70th position, was missing in both of those species. Further research including more species regularly presented to the avian medicine practitioner are required to buildt the foundation for studies about the diagnostic potential of NT-pro-BNP and BNP in birds. Additionally, the concentration of BNP in the blood plasma was examined in congo grey parrots (Psittacus erithacus, n=22). Therefore, a competitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) originally designed for chicken, based on the sequence of the mature peptide region, was used. In this study, the measured concentrations of the group of grey parrots without clinical symptoms of a cardiovascular disease (n=10) were lower than concentrations of the group with findings of a cardiovascular disease or a detected hypocalcaemia (n=12). The first group showed concentrations of 30.36 ± SD 15.17 pg/ml (median: 27.03, Xmin: 9.44, Xmax: 60.27), whilst the second group showed concentrations of 98.31 ± SD 121.92 pg/ml (median: 45.04, Xmin: 10.08, Xmax: 411.94) with a statistical significance of 0.056 (Mann-Whitney-U-Test). Continuing studies about the physiological concentration of BNP in grey parrots and the influence of cardiovascular and other diseases as well as the impact of physiological factors such as sex, age and body weight are necessary to determine the diagnostic potential.
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