(cGMP) im Blutplasma bei Tauben (Columba livia f. dom.)
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Tierärztliche Hochschule Hannover Untersuchungen zur Konzentration von zyklischem Guanosinmonophosphat (cGMP) im Blutplasma bei Tauben (Columba livia f. dom.) mit experimentell gesteigerter Nachlast und linksventrikulärer Dilatation des Herzens INAUGURAL–DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines DOKTORS DER VETERINÄRMEDIZIN - Doctor medicinae veterinariae (Dr. med. vet.) vorgelegt von Marko Legler Nordhausen Hannover 2009 Wissenschaftliche Betreuung: Univ. Prof. Dr. M. Fehr Klinik für Heimtiere, Reptilien, Zier- und Wildvögel 1. Gutachterin(nen)/Gutachter: Univ. Prof. Dr. M. Fehr 2. Gutachterin(nen)/Gutachter: Univ. Prof. Dr. S. Rautenschlein, PhD Tag der mündlichen Prüfung: 17. 11. 2009 Meinen Eltern, Schwestern und Großeltern 1 Einleitung .......................................................................................................................... 1 2 Literaturübersicht............................................................................................................ 3 2.1 Übersicht über die Kreislaufregulation der Vögel ..................................................... 3 2.1.1 Das Herz als zentrales Organ der Kreislaufregulation ....................................... 3 2.1.1.1 Anatomie des Vogelherzens........................................................................... 3 2.1.1.2 Die Beteiligung des Herzens an der Kreislaufregulation ............................... 6 2.1.2 2.2 Weitere Mechanismen der aviären Kreislaufregulation..................................... 7 Physiologie der natriuretischen Peptide der Vögel .................................................. 10 2.2.1 Geschichtlicher Überblick................................................................................ 10 2.2.2 Vorkommen der natriuretischen Peptide bei Wirbeltieren.............................. 12 2.2.3 Vorkommen der natriuretischen Peptide bei Vögeln ....................................... 13 2.2.4 Synthese, Speicherung und Freisetzung von ANP im Herz............................. 14 2.2.5 Biologische Funktion der natriuretischen Peptide innerhalb der aviären Kreislaufregulation........................................................................................................... 16 2.2.6 2.3 Rezeptoren der natriuretischen Peptide und ihr second Messenger................. 20 Natriuretische Peptide und cGMP in der kardialen Diagnostik ............................... 24 2.3.1 Natriuretische Peptide in der kardialen Diagnostik.......................................... 25 2.3.2 cGMP in der kardialen Diagnostik................................................................... 27 2.4 Übersicht der kardialen Erkrankungen beim Ziervogel ........................................... 29 2.4.1 Kongenitale Herzerkrankungen........................................................................ 30 2.4.2 Perikardiale Herzerkrankungen........................................................................ 30 2.4.3 Myokardiale Herzerkrankungen und Insuffizienzen........................................ 31 2.4.4 Endokardiale Herzerkrankungen...................................................................... 32 2.4.5 Arteriosklerotische Veränderungen.................................................................. 32 2.5 Diagnostik kardialer Erkrankungen beim Ziervogel................................................ 33 3 Zielsetzung ...................................................................................................................... 39 4 Material und Methodik.................................................................................................. 41 4.1 Probanden................................................................................................................. 41 4.2 Haltung der Versuchstiere........................................................................................ 42 4.3 Vorversuche ............................................................................................................. 44 4.3.1 cGMP-Blutplasmakonzentrationen verschiedener Vogelarten ........................ 44 4.3.2 Nachweis von natriuretischen Peptiden im Blutplasma ................................... 44 4.3.3 Einfluss eines synthetischen natriuretischen Peptides (chANP) auf die cGMP- Blutplasmakonzentration bei verschiedenen Vogelarten (Hühner, Brieftauben, KongoGP) 4.4 ………………………………………………………………………………...44 Hauptversuche.......................................................................................................... 47 4.4.1 Hauptversuch I: Einfluss von definierten Nachlasterhöhungen des linken Ventrikels auf den cGMP-Blutplasmaspiegel .................................................................. 47 4.4.1.1 Operationstechnik zum Subligieren herznaher Arterien zur definierten Nachlasterhöhung des linken Ventrikels...................................................................... 48 4.4.2 Hauptversuch II: Einfluss von kardiologischen Erkrankungen auf die cGMP- Bluplasmakonzentration bei Kongo-Graupapageien ....................................................... 50 4.5 Diagnostische Methodik und Probengewinnung..................................................... 52 4.5.1 Blutentnahme und Probenaufbereitung............................................................ 52 4.5.2 Elektrokardiographische Untersuchung ........................................................... 52 4.5.3 Phonokardiographische Untersuchung............................................................. 53 4.5.4 Röntgenologische Untersuchung...................................................................... 53 4.5.5 Echokardiographische Untersuchung............................................................... 53 4.6 Labordiagnostische Untersuchungsverfahren .......................................................... 54 4.6.1 Blutchemische Untersuchung........................................................................... 54 4.6.2 cGMP-Bestimmung.......................................................................................... 56 4.6.2 Bestimmung von ANP und BNP...................................................................... 57 4.7 Pathomorphologische und pathohistologische Untersuchungen................................... 57 4.8 Statistische Methoden ................................................................................................... 57 4.9 Genehmigung der Tierversuche .................................................................................... 58 5 Ergebnisse ....................................................................................................................... 59 5.1 Voruntersuchungen .................................................................................................. 59 5.1.1 Die cGMP-Blutplasmakonzentration verschiedener Vogelarten ..................... 59 5.1.2 Nachweis von natriuretischen Peptiden im Blut von Brieftauben und Kongo- GP ………………………………………………………………………………...61 5.1.3 Einfluss eines i.v. verabreichten synthetischen natriuretischen Peptides (chANP) auf die Blutplasmakonzentration von cGMP verschiedener Vogelarten......... 61 5.1.3.1 Klinik der Tiere während der Durchführung des Versuches.................... 61 5.1.3.2 5.1.4 Einfluss auf die Konzentration von cGMP im Blutplasma. ..................... 62 Einfluss eines i.v. verabreichten synthetischen natriuretischen Peptids (chANP) auf ausgewählte blutchemische Parameter der Versuchstiere.......................................... 66 5.2 5.1.4.1 Hämatokrit................................................................................................ 66 5.1.4.2 Na+- Blutplasmakonzentration ................................................................. 68 5.1.4.3 K+-Blutplasmakonzentration .................................................................... 70 5.1.4.4 P-Blutplasmakonzentration ...................................................................... 72 Hauptversuche.......................................................................................................... 74 5.2.1 Hauptversuch I: Einfluss von definierten Nachlasterhöhungen des linken Ventrikels auf den cGMP-Blutplasmaspiegel .................................................................. 74 5.2.1.1 Klinik der Tiere vor der Nachlasterhöhung, während der Operation und mit einer Nachlasterhöhung des Herzens. .................................................................... 74 5.2.1.2 Einfluss einer gesteigerten Nachlast des linken Herzens durch das Subligieren herznaher Arterien auf die Konzentration von cGMP im Blutplasma...... 76 5.2.1.3 Einfluß der Subligaturen der herznahen Gefäße auf ausgewählte blutchemische Parameter bei Brieftauben.................................................................... 79 5.2.1.3.1 Hämatokrit............................................................................................. 79 5.2.1.3.2 Na+ -Konzentration ............................................................................... 80 5.2.1.3.3 K+-Konzentration .................................................................................. 81 5.2.1.3.4 P-Konzentration .................................................................................... 83 5.2.1.3.5 Harnsäure-Konzentration ...................................................................... 85 5.2.1.3.6 CK-Konzentration ................................................................................. 88 5.2.1.3.7 AST-Konzentration ............................................................................... 91 5.2.1.3.8 LDH-Konzentration .............................................................................. 94 5.2.1.4 Einfluss einer Nachlasterhöhung des Herzens durch das Subligieren herznaher Arterien auf das EKG .................................................................................. 97 5.2.1.4.1 Herzfrequenz .......................................................................................... 97 5.2.1.4.2 Herzrhythmus ......................................................................................... 99 5.2.1.4.3 P-Zacke................................................................................................... 99 5.2.1.4.4 S-Zacke................................................................................................. 100 5.2.1.4.5 T-Welle................................................................................................. 103 5.2.1.4.6 Q-T Intervall......................................................................................... 104 5.2.1.4.7 5.2.1.5 Herzachse ............................................................................................. 105 Einfluss von Subligaturen an herznahen Arterien auf das Phonokardiogramm .................................................................................................... 109 5.2.1.6 Einfluss definierter Nachlasterhöhungen des Herzens auf die morphologisch ermittelte Verkürzungsfraktion (FS) des linken Ventrikels ....................................... 111 5.2.1.7 Röntgenologische Untersuchung............................................................... 117 5.2.1.8 Pathomorphologische und pathohistologische Untersuchungen............... 117 5.2.2 Hauptversuch II: Einfluss von kardiologischen Erkrankungen auf die cGMP- Bluplasmakonzentration bei Kongo-Graupapageien ..................................................... 119 6 Diskussion ..................................................................................................................... 120 6.1 Probanden............................................................................................................... 120 6.2 Auswirkungen der Subligaturen an herznahen Arterien auf die Klinik und die blutchemischen Parameter der Probanden ......................................................................... 121 6.3 Sonographie............................................................................................................ 124 6.4 EKG........................................................................................................................ 126 6.5 Phonokardiographie ............................................................................................... 127 6.6 cGMP in der aviären Herzdiagnostik ..................................................................... 128 6.6.1 Die cGMP−Blutplasmakonzentration verschiedener Vogelarten .................. 130 6.6.2 Einfluß eines synthetischen natriuretischen Peptids (chANP) auf die Blutplasmakonzentration von cGMP bei verschiedenen Vogelarten............................. 131 6.6.3 Einfluß einer gesteigerten Nachlast des linken Herzens auf die Konzentration von cGMP im Blutplasma .............................................................................................. 132 6.7 Ausblick ................................................................................................................. 135 7 Zusammenfassung........................................................................................................ 137 8 Summary ....................................................................................................................... 139 9 Literaturverzeichnis..................................................................................................... 141 10 Anhang .......................................................................................................................... 173 11 Tabellenverzeichnis...................................................................................................... 192 12 Abbildungsverzeichnis ................................................................................................. 195 Verzeichnis häufig verwandter Abkürzungen A Arterie A.a. Arterien ADH antidiuretisches-Hormon ANP atriales natriuretisches Peptid AS Aminosäuren AST Aspartat-Amino-Transferase AV-Klappe Atrioventrikularklappe BNP brain natriuretisches Peptid bzw. beziehungsweise cGMP zyclisches Guanosinmonophosphat CK Creatinkinase C-terminal Carboxyl-Terminus CNP C-Typ natriuretisches Peptid CW-Doppler Continuous Wave Doppler DNP dendroaspisches natriuretisches Peptid ERPF effektiver renaler Plasmafluss GFR glomeruläre Filtrationsrate RER rauhes endoplasmatisches Reticulum RNP renales natriuretisches Peptid chRNP chicken renales natriuretisches Peptid ANP atriales natriuretisches Peptid chANP chicken atriales natriuretisches Peptid EDTA Ethylendiamintetraessigsäure EKG Elektrokardiogramm ex. let. tab. exitus letalis ad tabulum f. dom. forma domestica FS Fractional Shortening (Verkürzungsfraktion) GP Graupapagei GTP Guanosintriphosphat h Stunde hANP humanes atriales natriuretisches Peptid hBNP humanes brain natriuretisches Peptid Htk Hämatokrit i.v. intra venös K Kalium KM Körpermasse LDH Lactatdehydrogenase LVDs systolischer linksventrikulärer Diameter LVDd diastolischer linksventrikulärer Diameter min Minute MNP micrurus natriuretisches Peptid N Nervus Na Natrium N-terminal Amino-Terminus NP natriuretische Peptid NPR atriuretischer Peptid Rezeptor P Phosphor PKG Phonokardiogramm PW Pulsed Wave Doppler Tr. brachio. Truncus brachiocephalicus Uric Harnsäure V Vena VNP Ventrikel natriuretisches Peptid z.B. zum Beispiel 1 Einleitung Das Herz-Kreislaufsystem der Vögel ist vortrefflich an die vielfältigen natürlichen physiologischen Anforderungen dieser Organismen angepasst und erlaubt es den über 9000 Vertretern der zweitartenreichsten Klasse innerhalb der Wirbeltiere nahezu sämtliche Lebensräume auf der Erde zu besiedeln. Das Herz sowie das Blutkreislaufsystem der Vögel zeigen gegenüber den Säugetieren einige Besonderheiten, die sich in einem gesteigerten Verhältnis der Herzmasse zum Körpergewicht, einer höheren Herzschlagfrequenz, einem gesteigerten Herzminutenvolumen sowie einem erhöhten Blutdruck zeigen. All dies sind nötige anatomische und physiologische Anpassungen, um den erhöhten energetischen Grundumsatz des Vogelkörpers zu gewährleisten und damit die maximale Leistungsfähigkeit des Organismus zu erzielen. Diese physiologischen Besonderheiten erlauben es den Vertretern dieser Wirbeltierklasse letztendlich aktiv zu fliegen, eine körperliche Leistung, die in der Klasse der Säugetiere nur die Ordnung der Fledermäuse zu erbringen vermag. Wie leistungsfähig der Bauplan des Vogelkörpers ist, wird bei der Betrachtung einiger extremer, fast unvorstellbarer Leistungen ersichtlich. Der Kaiserpinguin (Aptenodytes forsteri) ist in der Lage, bis zu 500 Metern tief zu tauchen, der Sperbergeier (Gyps ruepellii) steigt bis zu 11000 Metern Höhe auf und die Küstenseeschwalbe (Sterna paradiseaea) legt auf ihren jährlichen Wanderungen etwa 40000 Kilometer zurück. Auch den in Gefangenschaft gehaltenen Wildvögeln, als so genannte Stuben- oder Ziervögel, ist mit der Leistungsfähigkeit ihrer Organe ein Leben in freier Wildbahn möglich. Die Käfighaltung bringt jedoch einige Probleme mit sich, die sich auch im Bereich des HerzKreislaufsystems bemerkbar machen. Die Käfigbewohner sind häufig zur physischen Untätigkeit gezwungen, die Ernährung der Tiere ist in vielen Fällen nicht artgerecht und die Haltungsbedingungen nicht den klimatischen Gegebenheiten des Verbreitungsgebietes der jeweiligen Art angepasst. So ist es nicht verwunderlich, dass Klinik und Pathologie zeigen, dass Herzerkrankungen beim Ziervogelpatienten keine Seltenheit sind und nach Untersuchungen von BRAUN et al. (2002) über 36% der untersuchten Papageien makroskopische Herzveränderungen aufweisen. Die Diagnostik solcher Erkrankungen bereitet in der Praxis auf Grund der Herzanatomie und vor allem bedingt durch die 1 physiologischen Anpassungen des Vogelherzens erhebliche Schwierigkeiten. Eine aufwendige Technik ist erforderlich, um zumindest eine Verdachtsdiagnose stellen und eine gezielte Therapie einleiten zu können. Zum Einsatz kommen derzeit Röntgen, Blutplasmachemie, EKG, PKG und Sonographie, seltene Verwendung finden die Angiokardiographie und die Computertomographie (DE WIT und SCHOEMAKER, 2005). Bedingt durch die starken individuellen physiologischen Schwankungen der Herz- und Kreislaufparameter können häufig nur hochgradige pathologische Veränderungen diagnostiziert werden. Eine weitere Möglichkeit in der aviären Kardiologie könnte die Verwendung natriuretischer Peptide und ihres second Messengers zur Diagnostik von Herzerkrankungen sein (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Die kardialen natriuretischen Peptide, eine stammesgeschichtlich alte Hormonfamilie, werden aus Kardiozyten nach Dehnung der Vorhöfe und Ventrikel als Folge einer gesteigerten Volumenbelastung des Herzens (DE BOLD, 1985; GRAY, 1993) freigesetzt und übernehmen wichtige Aufgaben in der Kreislaufregulation zur Entlastung des Herzens (GREGG und WIDEMAN, 1986). Zyklisches Guanosinmonophosphat (cGMP) stellt den klassischen second Messenger für natriuretische Peptide im Säugergewebe dar und konnte auch für Vögel als Überträgersubstanz identifiziert werden (BRENNER und GERSTENBERGER, 1999). In der Humanmedizin können mit Hilfe der natriuretischen Peptide eine Herzinsuffizienz diagnostiziert und der Schweregrad sowie die Prognose der Erkrankung abgeschätzt werden. Mittels der cGMP-Bestimmung im Blutplasma ist das gesamte natriuretische System des Herzens und des vaskulären Systems beurteilbar. Bei manifester, symptomatischer Herzinsuffizienz beträgt so die diagnostische Sensitivität dieses Blutparameters 90%, bei einer diagnostischen Spezifität von 90% (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Mit diesem Hintergrund sollen in dieser Arbeit die physiologische cGMP- Blutplasmakonzentration bei Tauben (Columba livia f. dom.) sowie anderer Vogelarten ermittelt und das Verhalten der cGMP-Plasmakonzentration bei pathologischen HerzKreislaufsituationen bestimmt werden. Es ist zu klären, ob sich die cGMP- Blutplasmakonzentration als ein geeigneter Parameter zur Diagnostik von Herzinsuffizienzen in der Ziervogelmedizin einsetzen lässt. 2 Literaturübersicht 2 Literaturübersicht 2.1 Übersicht über die Kreislaufregulation der Vögel Unter Kreislaufregulation versteht man alle Kontrollvorgänge, die den normalen Ablauf der Kreislauffunktion unter Ruhebedingungen sowie unter wechselnden Anforderungen, wie körperliche und thermische Belastungen, gewährleisten. Hierzu gehören die Aufrechterhaltung eines adäquaten Perfusionsdruckes (arterieller Blutdruck), die Einstellung der jeweils erforderlichen Gesamtstromstärke (Herzzeitvolumen), einschließlich ihrer regionalen Verteilung auf die Organstromgebiete, sowie die Kontrolle des Blutvolumens. Zur Steuerung dieser Vorgänge, die das Prinzip einer biologischen Regelung mit negativer Rückkopplung erfüllen, bedient sich der Vogelorganismus ähnlich dem Säugetier der nervalhumoralen Beeinflussung des Herzens und der glatten Gefäßmuskulatur sowie lokalmetabolischer, endothelialer und myogener Mechanismen. Diese Vorgänge stehen wiederum unter den übergeordneten Strukturen im Hypothalamus, dem Kleinhirn und der Hirnrinde (POWELL und MITCHEL; 1999). Eine ausführliche Darstellung der aviären Kreislaufregulation findet sich bei POWELL und MITCHELL (1999). Im folgenden Kapitel soll ausschließlich die Darstellung einiger wichtiger Aspekte der Regulationsmechanismen zum besseren Verständnis der Arbeit erfolgen. 2.1.1 Das Herz als zentrales Organ der Kreislaufregulation 2.1.1.1 Anatomie des Vogelherzens Das vom Perikard umschlossene Herz liegt im kranialen Abschnitt der einheitlichen Leibeshöhle. In der Herzbeutelhöhle befinden sich einige Tropfen einer serösen Flüssigkeit. Die Herzbasis, die der Lunge zugewandten Vorkammerabschnitte, befindet sich auf Höhe der zweiten Rippe. Die Herzspitze zeigt in Richtung des Brustbeins und liegt in einer durch die fünfte und sechste Rippe gezogenen Querebene. Die kraniale Herzfläche ist dem Sternum, die 3 Literaturübersicht kaudodorsale der Leber zugewandt, so dass die Herzspitze von den Leberlappen umschlossen wird. Der rechte Herzrand ist konkav geformt, während der linke Herzrand gerade oder konvex ist. Die Längsachse des Herzens verläuft von kraniodorsal nach kaudoventral und weist eine leichte Neigung nach rechts auf (NICKEL et al., 1992). Die relative Masse des kegelförmigen Herzens (bezogen auf die Körpermasse (KM); 1,1−1,5% der KM bei Tauben) ist größer als die der Säugetiere. Die rechte Vorkammer, Atrium dextrum, besitzt eine dünnere Wand als die linke. Netzartig verzweigte Muskelbalken ragen in die Vorkammern hinein. Das Septum interatriale trennt die beiden Atrien. In diesem Bereich befindet sich im embryonalen Stadium eine Perforation, welche dem Foramen ovale der Säuger entspricht. Mit Eintritt der Lungenatmung schließt sich diese Perforation. Die hintere und die rechte vordere Hohlvene münden in den artspezifisch unterschiedlich ausgebildeten Sinus venosus, der gegen die Vorkammer durch eine Valva sinuatrialis abgesetzt ist. Die linke vordere Hohlvene mündet direkt in den Hohlraum des rechten Atriums. Typisch für das Vogelherz ist ein tubulärer Recessus der rechten Vorkammer, der sich nach links über die Mitte bis zum Bulbus aortae erstreckt. Das rechte Herzohr zieht rechts um die Aorta und den Truncus pulmonalis und bildet bei der Taube mit dem linken Herzohr eine Brücke über den kranialen Abschnitt dieser Gefäße. Die rechte Vorkammer ist über das Ostium atrioventrikulare dextrum mit der rechten Kammer verbunden (Hummel, 2000). In die kleinere linke Vorkammer, Atrium sinister, münden die beiden Lungenvenen, welche sich mit dem Eintritt in die linke Vorkammer zu einem Gefäß, Camera pulmonalis verbinden, das sich zur linken Atrioventrikularöffnung hin vorstülpt. Das linke Herzohr zieht links um den Truncus pulmonalis. Um den Ursprung von Aorta und Arteria (A.) pulmonalis, befinden sich knorpelige Faserringe, die das Herzskelett bilden (NICKEL et al., 1992). Die rechte Herzkammer, Ventriculus dexter, reicht nicht bis zur Herzspitze und ist der linken Kammer aufgelagert, so dass sie sich im Querschnitt sichel- oder halbmondförmig darstellt. Ihr trichterförmiger kranialer Abschnitt führt zum Ostium pulmonale. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Säuger- und Vogelherz besteht in der Ausbildung der rechten Atrioventrikularklappe (AV-Klappe). Diese besteht aus einer dreieckigen Muskelplatte, die sich von der Seitenwand des rechten Ventrikels abspaltet. Ihr freier Rand beginnt am Ostium pulmonale und zieht der Kontur der Kammer folgend nach apikal. Ein kleinerer 4 Literaturübersicht Muskelbalken verbindet den freien Rand mit dem Septum. Die Öffnung des Ostium pulmonale wird durch die Valvulae semilunares verschlossen. Das Septum interventrikulare trennt die rechte von der linken Kammer (SALOMON, 1993). Die linke Herzkammer, Ventriculus sinister, hat eine wesentlich dickere Wand, z.B bei Wellensittichen, Melopsittacus undulatus, und bei Königssittichen, Alisterus s. scapularis, etwa das Dreifache der Wand des rechten Ventrikels im mittleren Wandareal (STRAUB et al., 2002), und ist im Querschnitt fast kreisförmig. An der Herzspitze ist die Muskelwand jedoch verhältnismäßig dünn. Längsverlaufende Muskelleisten ragen von ihr ausgehend in das Kammerlumen. An der Kammerbasis verschmelzen diese zu drei Musculi papillares, von denen Chordae tendinae zu den Segeln der AV-Klappe ziehen. Diese ist bei ähnlichem Aufbau im Gegensatz zum Säuger aber nicht zwei sondern dreizipflig. Während das kraniale und das kaudale Segel klein ausgebildet sind, ist das septumständige Segel auffallend groß. Jedes Segel erhält Sehnenfäden von den zwei angrenzenden Papillarmuskeln. Als Vestibulum aortae bezeichnet man den kranialen, zum Ostium aortae führenden Abschnitt der linken Kammer. Im Ostium aortae befindet sich die Valva aortae, die aus drei Valvulae semilunares besteht. Schon kurz nach dem Ursprung der Aorta gehen der rechte und linke Truncus brachiocephalicus von der Aorta ascendens ab. Der Truncus brachiocephalicus (Tr. brachio.) sinister bzw. dexter dient der Versorgung von Kopf, Hals, Flügeln und insbesondere der starken Flugmuskulatur. Die beiden symmetrischen Arterienstämme divergieren nach ihrem Ursprung zur Medialseite der ersten Rippe. Dort umlaufen sie als A. subclavis kranial den Processus craniolateralis sterni und teilen sich in die schwache A. axillaris und den viel stärkeren Truncus pectoralis. Noch innerhalb der Leibeshöhle, zischen den Ventrikeln des Klavikularluftsacks, entspringt als erster Ast des Tr. brachio. beidseits die beim Vogel nur kurze A. carotis communis (SCHWARZE und SCHRÖDER 1985; NICKEL et al., 1992; SALOMON, 1993; HUMMEL, 2000). 5 Literaturübersicht 2.1.1.2 Die Beteiligung des Herzens an der Kreislaufregulation Eines der großen Stellglieder der Kreislaufregulation ist die Herzleistung. Trotz der auch beim Vogel bestehenden Autonomie der Herzaktionen ist eine Anpassung der Herztätigkeit an die wechselnden Bedürfnisse des Organismus enorm wichtig. Im Rahmen der Kreislaufregulation können die Häufigkeit der Impulsbildung des Schrittmachers (Sinusknoten) und damit die Schlagfrequenz des Herzens, die Geschwindigkeit der Erregungsleitung sowie die Kraft der Herzmuskelkontraktionen bei gegebener Vordehnung der Muskulatur (Kontraktilität des Herzens) modifiziert werden. Über die aus der Nebenniere stammenden Katecholamine im Blutplasma (Adrenalin und Noradrenalin) ist der Organismus in der Lage, die Frequenz der Depolarisationen der Schrittmacherzellen (BOLTON und BOWMAN, 1969; DE SANTIS, 1975) und damit die Herzfrequenz sowie die Kontraktionskraft der Herzmuskelzellen (DE SANTIS, 1975) zu steigern. Die Wirkung der Katecholamine erfolgt vermutlich über β-Rezeptoren am Erfolgsorgan (BOLTON, 1967). Des Weiteren besteht eine starke Innervation des Herzens mit sympathischen und parasympathischen (Nervus vagus) Nervenfasern. Der Sympathikus bildet ein intracordiales Nervengeflecht in allen vier Abteilungen des Herzens. Der kardiale Teil der Venae cavae wird von diesem Nervenplexus ebenfalls innerviert (BENNETT und MALMFORS, 1970). Die Region der äußeren Wand des rechten Atriums ist hierbei am stärksten versorgt. Auf Grund dieser Beobachtungen wird der vermutliche Sitz des Sinusknotens in diesem Myokardareal vermutet (BENNETT und MALMFORS, 1970). Der sympathische Haupttransmitter im Herzen ist Noradrenalin. Eine Aktivierung des Sympathikus führt zu einer Steigerung der Herzkraft, der Erregungsleitungsgeschwindigkeit (BOLTON und RAPER, 1966) und der Herzfrequenz (MAC DONALD und COHEN, 1970). Der Parasympathikus besteht im Herzen aus Zellkörpern, die mit dem N. vagus verbunden sind und den Transmitter Acetylcholin zur Überleitung verwenden. Alle vier Herzkammern sind parasympathisch innerviert, wobei auch hier eine Steigerung der Versorgung im Bereich der rechten Vorkammer auftritt (HIRSCH, 1963; YOSUF, 1965). Der Parasympathikus setzt die Kontraktilität der Myozyten von Atrien und Ventrikeln herab (FOLKOW und YONCE, 1967). Die Übertragung der Erregungsleitung am atrioventrikulären Übergang wird 6 Literaturübersicht verlangsamt (GOLDBERG et al., 1983) und die Herzfrequenz, über eine Verminderung der Aktivität der Pacemaker–Zellen des Sinusknotens, wird ebenfalls gesenkt (JOHANSON und REITE, 1964). Die Anpassung des Schlagvolumens an veränderte Füllungen des Herzens und Aortendrücke erfolgt autonom durch die Änderung der Vordehnung der Herzmuskulatur (Frank-StarlingMechanismus). Bei einer vermehrten Füllung des Herzens (erhöhte Vorlast) erfolgt regulatorisch eine Steigerung des Schlagvolumens, wohingegen eine Erhöhung des Aortendruckes (erhöhte Nachlast) zu einer Verminderung des Schlagvolumens führt (JONES et al., 1983; SMITH und JONES, 1992). Eine wichtige Aufgabe des Frank-StarlingMechanismus ist es auch, die beiden Schlagvolumina der Herzkammern exakt auszugleichen, so dass keine Stauung und kein Volumenmangel in Lungen- sowie Körperkreislauf entstehen können. 2.1.2 Weitere Mechanismen der aviären Kreislaufregulation Vögel verfolgen im Rahmen Mindestdurchblutung aller Organe. der Kreislaufregulation die Sicherstellung der Dies erfordert die Optimierung von Herzaktion und Blutdruck sowie die Verteilung des Blutstromes nach den aktuellen Bedürfnissen des Gesamtorganismus. Um dieses zu erreichen, gibt es neben der Anpassung der Herzleistung, wie bereits erläutert, die Kontrolle des Blutflusses sowie die Regulation des Flüssigkeitshaushaltes. Die periphere Kontrolle des Blutflusses erfolgt über eine Änderung des Tonus der glatten Gefäßmuskulatur, wobei die Arterien und Arteriolen mit großen Wanddicken die größten Wirkungen erzielen. Im Bereich der Gefäße gibt es verschiedene Mechanismen die zu einer Erweiterung oder Verengung des Gefäßlumens führen. So besitzen einige Organe, wie beispielsweise die Nieren, eine Autoregulation der Gefäßweite. Hierbei kommt es nach einer blutdruckinduzierten Gefäßerweiterung kompensatorisch durch myogene Mechanismen zu einer Vasokonstriktion, um den Druck im nachfolgenden Versorgungsgebiet (Filtrationsdruck) konstant zu halten (POWELL und MITCHELL, 1999). 7 Literaturübersicht Humorale Faktoren, wie O2- oder CO2-Druck, Laktat, Elektrolyte oder der pH im Blut, beeinflussen ebenfalls die Gefäßweite. So führen eine hohe Kalium-Ionen Konzentration und ein niedriger O2-Druck zu einer Vasodilatation (GOODEN, 1980). Zu den humoralen Faktoren zählen ebenfalls gefäßaktive parakrine Substanzen. So wird bei gesteigerter Schubspannung am Endothel die Bildung von NO aus L-Arginin induziert, welches zu einer Vasodilatation in diesem Bereich führt (HASEGAWA et al., 1993). Alle Gefäße bis auf die Kapillaren sind vom autonomen Nervensystem innerviert, wobei die Venen die stärkste Versorgung aufweisen. Die Innervation der Vena cava nimmt zum Herzen stark zu (BENNETT, 1974) und so kommt es durch die nervale Versorgung zu einem regelrechten Pumpen des Blutes zum Herzen, zur Gewährleistung eines kontinuierlichen Blutflusses (DJOJOSUGITO et al., 1969). An den peripheren Gefäßen greifen ebenfalls frei im Blut zirkulierende Katecholamine aus den adrenalen Zellen der Nebennieren an. Adrenalin und Noradrenalin erzielen ihre Wirkung über α- und β- Rezeptoren (BOLTON und BOWMAN, 1969). Noradrenalin führt z. B. über α-Rezeptoren zu einer Vasokonstriktion und über β-Rezeptoren zu einer Vasodilatation, wobei eine höhere Affinität zu α-Rezeptoren besteht (BUTLER et al, 1986). Die Nieren als zentrales Organ zur Regulation des Flüssigkeitshaushaltes besitzen ebenfalls vor allem in der langfristigen Kreislaufregulation einen hohen Stellenwert. Ähnlich dem Säuger (WILSON, 1989; HENDERSON und DEACON, 1993) werden auch beim Vogel aus juxtaglomerulären Zellen bei einer systemischen Hypotonie, Hypovolämie sowie verminderter Natrium-Ionen-Konzentration im Blutplasma und im distalen Nieren-Tubulus sowie über eine Stimulation von β-Rezeptoren das Hormon Renin freigesetzt (WILSON, 1989; HENDERSON und DEACON, 1993). Renin führt im Blutplasma zu einer Freisetzung von Angiotensin I durch eine Spaltung des Proteins Angiotensinogen, einem alphaPlasmaprotein. Ein in der Wand von Blutgefäßen lokalisiertes Angiotensin-ConvertingEnzym (HENDERSON und DEACON, 1993) spaltet vom Angiotensin I das biologisch hoch wirksame Angiotensin II ab. Angiotensin II bewirkt unter anderem an hypothalamischen Neuronen die Induktion des Durstgefühls (EVERED und FITZSIMONS, 1981) und über die Freisetzung von Noradrenalin aus der Nebenniere eine Steigerung des Blutdruckes über eine Vasokonstriktion (BUTLER et al., 1986). 8 Literaturübersicht Die Freisetzung von Aldosteron ebenfalls aus Zellen der Nebennierenrinde (ROSENBERG et al., 1988), die durch Angiotensin II postiv beeinflusst wird, führt zu einer gesteigerten NaIonen-Retention aus dem Dünndarm und zu einer Verminderung der Na-Ionen-Ausscheidung in den Nieren. Weiterhin kommt es bei hypovolaemischen Kreislaufverhältnissen zu einer Freisetzung von aviärem antidiuretischen Hormon (ADH) aus dem Hypophysenhinterlappen, welches zu einer Gefäßverengung der afferenten glomerulären Arteriolen führt (BRAUN, 1982) Wichtigster Gegenspieler dieser hormonellen Mechanismen sind in physiologischen sowie pathologischen Kreislaufsituationen die natriuretischen Hormone des Herzens, die bei Hypertonie im Blutkreislauf vermehrt synthetisiert und freigesetzt werden. Ihre Physiologie soll im nachfolgenden ausführlich erläutert werden. 9 Literaturübersicht 2.2 Physiologie der natriuretischen Peptide der Vögel 2.2.1 Geschichtlicher Überblick Die Familie der natriuretischen Peptide (NP) umfasst eine Gruppe von homologen Peptidhormonen, deren Struktur durch einen molekülinternen Peptidring aus 17 Aminosäureresten, der durch eine Disulfidbindung zwischen zwei Cysteinresten entsteht, charakterisiert ist (TAKEI, 2000). Abbildung 1: Struktur der humanen natriuretischen Peptidfamilie. Die bei allen Peptiden identischen Aminosäuren sind gekennzeichnet (Brockhoff et al., 2000). Die Hormone dieser Familie übernehmen wichtige Aufgaben in der Regulation des HerzKreislaufsystems, des Flüssigkeits- und Elektrolythaushaltes sowie im Zellwachstum über systemische und parakrine Wirkmechanismen (BRENNER et al., 1990; ESPINER et al., 1995; LORETZ und POLLINA, 2000; TAKEI, 2000; TOOP und DONALD, 2004). 10 Literaturübersicht Die endokrine Funktion der Herzmuskulatur durch die Produktion eines „atrialen natriuretischen Faktors“ und die Beteiligung an der Flüssigkeits- und Kreislaufregulation sowie an pathophysiologischen Vorgängen der Herzinsuffizienz wurde schon sehr früh postuliert. Bereits 1956 beschrieb der Morphologe KISCH das Vorkommen elektronendichter Granula in den Vorhöfen von Meerschweinchenherzen und PALADE wies 1961 auf die Ähnlichkeit der membranbegrenzten Granula mit den Sekretgranula endokriner Gewebe hin. Umfassende elektronenmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass diese spezifischen Granula in den Vorhof-Kardiomyozyten aller untersuchten Säugetiere (Feldmaus (Microtus arvalis); Hamster (Misocricetus auratis); Meerschweinchen (Cavia porcellus), Ratte (Rattus norvegicus); Kaninchen (Oryctolagus cuniculus f. dom.); Hund (Canis lupus familiaris), Schwein (Sus scrofa f. dom.) und Mensch (JAMIESON und PALADE, 1964) sowie in den Kammer-Kardiomyozyten von Amphibien, Reptilien und Vögeln (BENCOSME und BERGER, 1971) vorkommen. In den siebziger Jahren wurden der Proteincharakter der Granula (HUET und CANTIN, 1974; DE BOLD und BENCOSME, 1975) und ein Zusammenhang mit dem Wasser- und Elektrolythaushalt vermutet (MAIRIE et al., 1976; De BOLD, 1979). So ließ ein völliger Wasser- und Natriumentzug bei Ratten die Zahl der Granula beträchtlich ansteigen, während Natrium- und Desoxykortikosterongaben zu einer Abnahme der Granula führten. DE BOLD et al. konnten 1981 die endokrine Funktion des Herzmuskels nachweisen. Die intravenöse Gabe von Rattenvorhofextrakt rief bei einer anderen Ratte eine prompte, massive und kurz dauernde Diurese und Natriurese sowie einen Blutdruckabfall hervor. Nach seinem Vorkommen und seiner natriuretischen Wirkung wurde das neu entdeckte Hormon als atrialer natriuretischer Faktor (ANF) bezeichnet. Weiter gebräuchliche Bezeichnungen für dieses Hormon sind atriales natriuretisches Peptid (ANP) oder Atriopeptin, dem ersten entdeckten Vertreter der Familie der natriuretischen Peptide (DE BOLD, 1985). Schon kurze Zeit später wurden die Aminosäuresequenz und die funktionelle Struktur von ANP sowie die Bildung in den Herzmuskelzellen und die Freisetzung erstmals erkannt (FLYNN und DAVIES, 1985; KANGAWA und MATSUO, 1984). Später wurden sie für eine Reihe von Tierarten, wie die Ratte (KANGAWA et al., 1984; MAKI et al., 1984; SEIDMAN et al., 1984; ZIVIN et al., 1984; FLYNN et al., 1985b; LEWICKI et al., 1986; ALLEN und GELLAI, 1987), den Mensch (NAKAYAMA et al., 1984; OIKAWA et al., 1984, SEIDMAN et al., 1984; ZIVIN et al., 1984; LEWICKI et al., 1986), den Hund und das 11 Literaturübersicht Kaninchen (OIKAWA et al., 1985), die Maus (SEIDMAN et al. 1984) sowie das Rind (VLASUK et al., 1986) ermittelt. Eine Reihe weiterer strukturell verwandter Peptide dieser Familie konnten seit dem bei verschiedenen Tierarten festgestellt werden. Ein „brain natriuretisches Peptid“ (BNP) wurde von SUDOH et al. (1988) erstmals im Gehirn von Schweinen entdeckt. Die Hauptexpression dieses Peptides erfolgt jedoch im Herzen (PAPER, 2002; PFISTER et al., 2002). Aus diesem Grund spricht man auch vom B-Typ natriuretischen Peptid. Weiterhin konnte ein C-Typ natriuretisches Peptid (CNP) im Gehirn vom Schwein, dem Ochsenfrosch (Lithobates catesbeianus) und Knochenfischen 1990 entdeckt werden (SUDOH et al., 1990, PRICE et al., 1990 und Takei et al., 1990). Ein vierter Hauptvertreter der Familie der NP konnte im Ventrikel des Aal- und Forellenherzens (TAKEI et al., 1991; TAKEI und HIROSE, 2002) identifiziert werden und wurde als „Ventrikel-NP“ (VNP) bezeichnet. Weitere Vertreter dieser Familie befinden sich im Gift von Schlangen als ein dendroaspisches NP (DNP) bei Dentroaspis angusticeps und als micrurus NP (MNP) bei Micrurus corallinus (SCHWEITZ et al., 1992; HO et al., 1997). SCHULZ-KNAPPE et al. (1988) konnten aus menschlichem Urin ein weiters Peptid isolieren, welches die gleiche Aminosäuresequenz wie ANP aufweist, am N-terminalen Ende jedoch um einige Aminosäurereste länger ist, das Urodilatin. Da es bislang im Blut nicht nachgewiesen werden konnte, scheint es ausschließlich in der Niere gebildet und in das Lumen der Nierentubuli sezerniert zu werden (SCHERMULY et al., 2001). 2.2.2 Vorkommen der natriuretischen Peptide bei Wirbeltieren Das Hormonsystem der NP hat sich im Laufe der Evolution in allen Klassen der Vertebraten bis hin zu strukturellen Einzelheiten der Peptidmoleküle und somit der entsprechenden funktionellen Rezeptoren erhalten. Die Evolution vom Knorpelfisch zum Säugetier führte jedoch zu einer Differenzierung der NP unter den Klassen der Vertebraten. Diese Differenzierung spiegelt die Anpassung an die vielfältigen unterschiedlichen osmotischen Lebensräumen der einzelnen Klassen und Arten der Wirbeltiere wieder (VENTURA et al., 2006). Genetische Untersuchungen lassen vermuten, dass die Familie der NP sich auf ein ursprüngliches NP-Gen zurückführen lassen (INOUE et al., 2003), aus dem sich in einem 12 Literaturübersicht ersten Schritt durch Chromosomenduplikation vier CNP-Gene (CNP-1, 2, 3, 4) noch vor der Entwicklung der Knochenfische entwickelt haben. Durch weitere Gen- und Chromosomenduplikationen sind die NP: ANP, BNP und VNP entstanden (INOUE et al., 2003). So findet man bei einer evolutionären frühen Art wie Eptatretus burgeri das so genannte hagfish-NP (hfNP), welches auf einem CNP-Gen beruht, jedoch die Struktur eines ANP aufweist (KAWAKOSHI et al., 2006). Die Anzahl und Typen der NP variieren innerhalb der Klassen der Vertebraten, was vor allem in den unterschiedlichen Fischklassen deutlich wird und die verschiedenen osmoregulatorischen Strategien widerspiegelt. So findet man beispielsweise beim Kugelfisch (Takifuge rubripes) ANP, BNP, CNP 1-4. Knochenfische besitzen neben einer artspezifischen Anzahl und Typen der CNP´s weiterhin ANP und BNP (TOOP und DONALD, 2004). Zusätzlich konnte das NP VNP im Aal (Anguilla anguilla; TAKEI et al., 1991), in der Forelle (Salmo trutta fario; TAKEI et al., 1994), im Stör (Acipenser oxyrinchus oxyrinchus; KAWAKOSHI et al., 2004) und Flösselhecht (Polypterus endlicheri; VENTURA et al., 2006) nachgewiesen werden. In der Evolution sind den Tetrapoden die CNP-2- sowie die VNP-Gene verlorengegangen, Amphibien besitzen neben ANP und BNP die Gene für CNP-3 und CNP-4 (YOSHIHARA et al., 1990). Dagegen finden sich beim Vogel die NP BNP (MIYATA et al., 1988; AKIZUKI et al., 1991), CNP-3 (HOUWELING et al., 2005) und nach neueren Genomanalysen auch CNP-1 (TRAJANOVSKA et al., 2007). Säugetiere weisen ANP, BNP und CNP-4 auf (TAKEI, 2000; INOUE et al., 2003). 2.2.3 Vorkommen der natriuretischen Peptide bei Vögeln Als Hauptvertreter der NP konnte bei Vögeln in Analogie zum Säugetier (DE BOLD et al., 1981; BRENNER et al., 1990) ein Hormon im Herzen mit einer systemischen Wirkung auf die Flüssigkeits- und Herzkreislaufregulation identifiziert werden (MIYATA et al., 1988; BARBATO und WIDEMAN, 1990; TOSHIMORI et al., 1990). Ebenfalls in Analogie zum Säugetier wurde das neu entdeckte Peptidhormon als ANP bezeichnet (MIYATA et al., 1988; GREGG und WIDEMAN, 1986). Strukturelle Analysen dieses Hormons ergaben für Hühner (Gallus domesticus) ein Peptidhormon mit 29 Aminosäuren, mit der für die Familie charakteristischen 17 Aminosäuren Ringstruktur und einem C- und N-terminalen Ende mit 13 Literaturübersicht jeweils sechs Aminosäureresten (MIYATA et al., 1988). Die Aminosäuresequenz des „Chicken ANP“ (chANP) ergab im Vergleich mit anderen bisher bekannten NP die größte Übereinstimmung mit der Sequenz des Porcinen BNP (MIYATA et al., 1988). Auch Genanalysen weisen darauf hin, dass es sich beim ANP der Vögel um ein NP vom B-Typ handelt (TRAJANOVSKA et al., 2007). Immunhistochemische Untersuchungen an Herzen von Hühnern (Gallus gallus f. dom.) und Wachteln (Coturnix coturnix japonica) zeigen ein Vorkommen von ANP in den meisten Vorhof- und Kammerherzmuskelzellen (TOSHIMORI et al., 1990; MIFUNE et al., 1996). Neben dem Hauptsyntheseort dieses Hormones im Herzen können weitere Organe, wie das Gehirn (GARDNER et al., 1987), das Rückenmark und autonome Ganglien (MORII et al., 1987), die Niere (McKENZIE et al., 1991), der Gastrointestinaltrakt (VOLLMAR et al., 1988; GERBES et al., 1991), die Pulmonal- und Hohlvenen (TOSHIMORI et al., 1988; SOLA et al., 1990) sowie die Aorta und Arteria carotis (WANG et al., 1991) als Syntheseort vermutet werden. Drei weitere noch weitgehend unerforschte Vertreter der NP konnten bei Vögeln isoliert werden. Zum einen konnte im Gehirn des Huhnes eine hohe Konzentration von CNP in Analogie zum Gehirn des Schweins (SUDOH et al., 1990) festgestellt werden (ARIMURA et al., 1991). CNP-1 konnte ausschließlich im Gehirn nachgewiesen werden, wohingegen CNP-3 in Gehirn, Herz und Niere synthetisiert wird (TRAJANOVSKA et al., 2007). In der Niere findet sich ein weiteres NP, dass nach seinem Syntheseort als „Renales NP“ (RNP) bezeichnet wurde. Die Aminosäuresequenz dieses Hormons weist wenig Homologie mit bereits bekannten NP auf und ist noch weitgehend unerforscht (TRAJANOVSKA et al., 2007). 2.2.4 Synthese, Speicherung und Freisetzung von ANP im Herz Die Translation der ANP-Messenger-RNA (mRNA), die mit den höchsten Konzentrationen in den Zellen des Ventrikelmyokards nachgewiesen wird, führt zur Bildung eines PreProhormones, das beim Huhn (Gallus gallus f. dom.) aus 140 Aminosäuren besteht. Am Nterminalen Ende dieses Peptides befindet sich eine Signalsequenz aus 24 Aminosäuren, die eine entscheidende Rolle für den Transport im rauhen endoplasmatischen Retikulum (RER) spielt. Nach der Bindung der Signalsequenz an die Membran des RER und der damit 14 Literaturübersicht verbundenen Abspaltung erfolgt die Ausschleusung des Prohormones oder γ-ANP aus dem RER. Beim Huhn besteht das γ-ANP aus 116 Aminosäuren. Dieses Prohormon wird als Granula im Zytoplasma der Herzmuskelzellen gespeichert. Erst bei der Freisetzung der Granula in die Zirkulation entsteht die biologisch aktive Form und ANP wird vom Cterminalen Ende abgespalten (Abbildung 2; AKIZUKI et al., 1991). Die eigentliche Aktivierung ist beim Vogel nicht erforscht. Laut WILDEY et al. (1988) findet die Aktivierung von ANP beim Säugetier nicht in der Muskelzelle statt. Auf Grund von immunelektronenmikroskopischen Untersuchungen vermutet man eine exozytotische Ausschleusung aus den Muskelzellen von γ-ANP mit anschließender rezeptorvermittelter Aufnahme in die Endothelzellen der Gefäße sowie des Endo- und Epikards. In den Endothelzellen erfolgt die enzymatische Spaltung des Prohormones mit der anschließenden exozytotischen Freisetzung von ANP ins Blut (CANTIN et al., 1990; GILLOTEAUX et al., 1991). Abbildung 2: Synthese von α-ANP beim Huhn (Bereiche enzymatischer Spaltungen und die dazugehörigen Aminosäuren (↑); AKIZUKI et al., 1991). 15 Literaturübersicht 2.2.5 Biologische Funktion der natriuretischen Peptide innerhalb der aviären Kreislaufregulation Die Hauptaufgabe der NP ist eine Antagonisierung des Renin-Angiotensin-Aldosteron Systems und der damit verbundenen wichtigen Beteiligung an der Regulation des Flüssigkeits- sowie des Natrium-Kaliumhaushaltes (BROCKHOFF et al., 2000). Die Freisetzung von ANP aus der Herzmuskulatur ins Blut wird ähnlich wie beim Säugetier (DIETZ, 1984; LEDSOME et al., 1985; METZEL et al., 1986) vor allem durch eine Dehnung der Vorhof- und Ventrikelwände des Herzens induziert und ist somit stark abhängig vom zirkulierenden Blutvolumen im Blutkreislaufs sowie den Druckverhältnissen in Vorhöfen und Ventrikeln. Eine Dehnung der Herzmuskulatur kann experimentell beispielsweise über eine massive i.v. Flüssigkeitsverabreichung induziert werden. Eine solche Volumenexpansion von 14,4% und 21,3% führt in „Rhode Island red hens“ (Gallus gallus f. dom.) zu einer expansionsabhängigen Steigerung der physiologischen ANP-Plasmakonzentration (33,4 – 136,0 pg/ml) um 190% bzw. 257% (GRAY, 1993). Ähnliche Ergebnisse zeigen sich bei Pekingenten (Anas platyrhynchos f. dom.). Eine Hypervolämie führt dort zu einer Erhöhung und eine Hypovolämie zu einer Verminderung der ANP-Plasmakonzentration (GRAY et al., 1991). Die Erfolgsorgane von ANP zur Regulation des Flüssigkeits- und Elektrolythaushaltes sind vor allem die Nieren, das Blutgefäßsystem und die Nebennieren. Die Hauptwirkung von ANP an der Niere besteht aus einer Diurese in Zusammenhang mit einer moderaten Natri- und Kaliurese (GREGG und WIDEMAN, 1986; SPRINGATE et al., 1987, SCHÜTZ et al., 1992, GRAY, 1993). Die Verabreichung eines synthetischen chANP führte in „Rhode Island red hens“ und Pekingenten zu einer dosis-abhängigen Steigerung des Urinflusses und einer vermehrten Natrium- sowie Kaliumausscheidung (SCHÜTZ et al., 1992; GRAY, 1993). Die Verabreichung eines polyklonalen Antikörpers gegen chANP führte in der Pekingente zu einer 90%igen Reduzierung des physiologischen ANP-Plasmaspiegels und einer damit einhergehenden 30%igen Verminderung des Harnflusses und einer Natriumausscheidung über 30 Minutem. (GRAY, 2003b; GRAY, 1994). Die diuretische sowie natriuretische Wirkung scheint für die aviären NP im Gegensatz zu NP der Säugetiere 16 Literaturübersicht geringer ausgebildet zu sein (GREGG und WIDEMAN, 1986). Bindungsstellen für ANP in der Vogelniere befinden sich sowohl im Bereich der Nierenglomeruli als auch im Bereich der Sammelröhren (SCHÜTZ et al., 1992). Die Nierenfunktion bei Pekingenten wird vor allem durch eine gesteigerte glomeruläre Filtrationsrate (GFR), den effektiven renalen Plasmafluß (ERPF) sowie der fraktionalen Wasserexkretion (Schütz et al., 1992) modifiziert. Vergleichbare Studien an Hühnern mit Säuger-ANP zeigten jedoch unterschiedliche Ergebnisse in der Änderung der GFR und dem ERPF im Vergleich zu Pekingenten (GREGG und WIDEMANN, 1986). Die Verteilung der Bindungsstellen für ANP in der Pekingente deuten darauf hin, dass die Wirkungen der NP an der Niere über die gleichen Mechanismen, wie die bei den Säugetieren bereits beschriebenen (BRENNER et al., 1990), ablaufen. Die Steigerung der GFR bei Ratten und Hunden wird im Rahmen der ANP-Wirkung durch einen gesteigerten Filtrationsdruck hervorgerufen. Der gesteigerte Filtrationsdruck beruht auf einer Dilatation der afferenten Arteriolen und einer Konstriktion der efferenten Gefäße der Glomeruli (MAACK et al., 1984 und 1986; OHISHI et al., 1988). Die kardiovaskulären Wirkungen der NP, die sich im Wesentlichen an einer Blutdrucksenkung und einem Anstieg des Hämatokrits erkennen lassen, sind die Summe der Einzelwirkungen (GENEST et al., 1988; BRENNER et al., 1990). Die NP führen über eine Relaxation der glatten Muskelzellen vorkontrahierter Gefäße zu einer Vasodilatation und einer damit verbundenen Abnahme des peripheren Gefäßwiderstandes (WINQUIST et al., 1984; PARKES et al., 1988). Die Wirkung der NP auf die glatten Muskelzellen der Vögel ist schon sehr früh erkannt wurden. CURRIE et al. (1983) testeten an isolierten Hühnerdärmen die relaxierende Wirkung der NP aus Vorhofextrakten des Menschen, der Ratte sowie des Schweines. MIYATA et al. (1988) konnten ebenfalls die relaxierende Wirkung von Vorhofextrakt des Huhnes (chANP) auf die glatte Muskulatur des Hühnerdarmes nachweisen. Die Vasodilatation konnte zudem an vorkontrahierten Aortenbögen für chRNP und chANP gezeigt werden (TRAJANOVSKA et al., 2007). Neben dem Einfluss von ANP auf die Gefäßlumina ist dieses Hormon in der Lage, die Permeabilität der Gefäßendothelien zu erhöhen und somit das intravasale Flüssigkeitsvolumen zu verringern. Aus dieser Volumenreduktion resultiert ein klinisch erkennbarer Anstieg des Hämatokrits (HUXLEY et al., 1987; WILLIAMSON et al., 1989). Der Hämatokrit der Vögel ist ein klinisch relevanter Parameter, der Änderungen des 17 Literaturübersicht Blutvolumens widerspiegelt (STALLONE und BRAUN, 1986). GRAY et al. (1991) konnten jedoch bei ihren Untersuchungen an Pekingenten nach einer Infusion von chANP in einer Dosierung von 100 ng/ kg pro min über zehn Minuten keinen Anstieg des Hämatokrits feststellen. Eine arterielle blutdrucksenkende Wirkung von chANP und Herzextrakt des Huhnes konnte von GREGG und WIDEMAN (1986) mittels in vivo Versuchen mit Hühnern dargestellt werden. Sowohl die Reduzierung des peripheren Gefäßwiderstandes als auch die Abnahme des intravasalen Flüssigkeitsvolumens senken die Vorlast des Herzens. Aus dieser Vorlastsenkung resultiert eine Abnahme des Herzminutenvolumens, die wesentlich an der Blutdrucksenkung beteiligt ist (ACKERMANN et al., 1984; BREUHAUS et al., 1985; LAPPE et al., 1985; ALLEN und GELLAI, 1987). Die Regulation des Blutdruckes sowie des Blutvolumens scheint auch beim Vogel in Analogie zum Säugetier (FLÜCKIGER et al., 1986; LARAGH und ATLAS, 1988) eine der Hauptaufgaben von ANP zu sein. Neben einer direkten kardiovaskulären und renalen Wirkung hat ANP weitere endokrine Funktionen zur Beeinflussung des Salz- und Flüssigkeitshaushaltes (LARAGH und ATLAS, 1988). So sind hier vor allem die NP als Antagonisten des Renin-Angiotensin-AldosteronSystems anzusprechen. Das Mineralokortikoid Aldosteron spielt eine entscheidende Rolle in der Natriumrückresorption in der Niere. Eine Senkung des Aldosteronplasmaspiegels durch ANP ist mit verantwortlich für die natriuretische und diuretische Wirkung der NP (LARAGH, 1985; CLINKINGBEARD et al., 1990; JOHNSTONE et al., 1990). ANP beeinflusst die Aldosteronfreisetzung auf verschiedenen Ebenen. In den Glomerulosazellen der Nebenniere werden die Aldosteronbiosynthese und weiterhin die basale sowie die durch Angiotensin II, Kalium oder ACTH stimulierte Aldosteronfreisetzung gehemmt (CHARTIER et al., 1984; DE LEAN et al., 1984; GOODFRIEND et al., 1984). Durch eine zusätzliche Hemmung der Reninfreisetzung aus den juxtaglomerulären Zellen der Niere (BURNETT et al., 1984; MAACK et al., 1984) wird folglich weniger Angiotensin II gebildet und somit die Aldosteronfreisetzung zusätzlich gehemmt. In Experimenten mit Pekingenten und α-ch-ANP konnten GRAY et al. (1991) die antagonistische Wirkung von ANP auf das Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems zeigen. Die beste Wirkung von ANP wird erzielt bei belasteten dehydrierten Tieren, bei denen die Freisetzung der relevanten Hormone stimuliert ist. In diesen Fällen kann eine deutliche Reduktion der Aldosteron- sowie der Angiotensin-II-Konzentration im Plasma erzielt werden. 18 Literaturübersicht In normal hydrierten Vögeln ist nur ein Abfall des Aldosteronplasmaspiegels zu verzeichnen. Dies deckt sich mit den Untersuchungen an Säugetieren (CHARTIER und SCHIFFRIN, 1987; SHENKER, 1988). Der Nachweis von ANP-Rezeptoren an Glomerulosazellen der Nebennieren der Pekingente legt in Analogie zum Säugetier die Vermutung nahe, dass die Aldosteronsynthese und somit die Angiotensin-II-Wirkung durch postrezeptor-vermittelteMechanismen des ANP gehemmt werden (ROSENBERG et al., 1988). Die Verabreichung von polyklonalen Antikörpern gegen aviäres ANP (chANP) führte bei in vivo Versuchen an Pekingenten zu einer deutlichen Steigerung der Angiotensin-II-Plasmakonzentration und verdeutlicht somit die Interaktion der beiden Hormone und hier vor allem die hemmende Wirkung von ANP auf die Angiotensin-II-Plasmakonzentration. Eine Beeinflussung der Plasmakonzentration des Adrenokortikotropen Hormons (ACTH) und des Adiuretin (ADH) durch α-ch-ANP erfolgte bei bisherigen Versuchen an Vögeln nicht (GRAY et al., 1991). Auch ein in vivo Einsatz von polyklonalen Antikörpern gegen aviäres ANP zeigte keine Beeinflussung dieser Hormone (GRAY, 1994). Die Ergebnisse der Untersuchungen an Vögeln decken sich somit mit denen der Säugetiere (LEE et al., 1987; METZEL et al., 1989). Die Synthese der NP in extrakardialen Geweben führt zu der Annahme, dass diese Peptide weitere wichtige physiologische Aufgaben in Regelkreisläufen auch mit lokaler Wirkung erfüllen. Die Isolierung bespielsweise von CNP aus dem Gehirn von Hühnern in einer relativ hohen Konzentration von 3 pmol/g Gehirn und einer fast identischen Struktur mit dem porcinen CNP führt zu der Vermutung, es könnte sich um ein Neuropeptid im Zentralen Nervensystem handeln (ARIMURA et al., 1991). Die Aufgaben dieses Peptides sind bei weitem noch nicht vollständig geklärt und bedürfen einer weiteren Erforschung. Einen Zusammenhang zwischen ANP der Säugetiere und der Funktion als Neurotransmitter oder Neuromodulator (PAPKA et al., 1985; DEBINSKI et al., 1986 und 1987; QUIRION et al., 1986; MORII et al., 1987) mit einer eventuellen Beteiligung an der Beeinflussung kardiovaskulärer Zentren und einer damit einhergehenden Beteiligung an der zentralen Kontrolle des Blutdrucks (KAWATA et al., 1985; JACOBOWITZ et al., 1985; SAPER et al., 1985; SKOFITSCH et al., 1985) konnte gezeigt werden. Ein Vorkommen der NP in verschiedenen Organen, in denen ein aktiver Elektrolyt- und Wassertransport stattfindet (Magen-Darm-Trakt, Pankreas, Speichel- und Schweißdrüsen, 19 Literaturübersicht sowie der Salzdrüse der Enten), lässt vermuten, dass auch hier eine Beteiligung an der Regulation des Wasser- und Elektrolythaushaltes erfolgt (CHABOT et al., 1987; TAINIO et al., 1987; VUOLTEENAHO et al., 1988; VOLLMAR et al., 1988; EHRENREICH et al., 1989; GERBES et al., 1991; GRAY et al., 1997). Das Vorkommen und die Wirkungen der NP in diesen Organen sind jedoch für den Vogel noch weitgehend unerforscht. In der Niere des Huhnes konnte ein eigenständiges NP festgestellt werden (RNP) mit einem deutlichen Aminosäuresequenzunterschied zu anderen natriuretischen Hormonen. Die Expression erfolgt ausschließlich im Nierengewebe und ein Vorkommen im Blut konnte bisher nicht nachgewiesen werden. Dieses Hormon bewirkt ebenfalls eine Vasodilatation und besitzt nachgewiesene Rezeptoren an den Nierenzellen, so dass von einer lokalen Wirkung auf die Funktion der Nieren ausgegangen werden kann (TRAJANOVSKA et al., 2007). 2.2.6 Rezeptoren der natriuretischen Peptide und ihr second Messenger Für die Vögel vermutet man drei natriuretische Peptidrezeptoren (NPR). Nach ihrer molekularen Struktur handelt es sich bei dem NPR-A und dem NPR-B um eine wandständige (partikuläre) Guanylylzyklase, die aus einer extrazellulären Andockstelle, einer transmembranären Region sowie einem intrazellulären Ende besteht, welches die Umwandlung von Guanosintriphosphat (GTP) in cGMP katalysiert (CHINKERS und GARBERS, 1989; SCHÜTZ et al., 1992; TRAJANOVSKA et al., 2007). NPR-A ist vor allem ein Rezeptor für ANP und BNP, wohingegen CNP vor allem den NPR-B als Bindungsstelle nutzt (SUGA et al., 1992). Der Rezeptor für RNP ist bisher nicht bekannt (TRAJANOVSKA et al., 2007). Die allosterische Bindung eines Liganden an die extrazelluläre Seite des Rezeptors reguliert die spezifische zytoplasmatische katalytische Aktivität (HANKS et al., 1988). Neben diesen Rezeptoren, denen man ein second-MessengerSystem zuordnen kann, konnte man einen weiteren Rezeptor (NPR-C) nachweisen, der kein intrazelluläres katalytisches Ende besitzt. Der NPR-C wird derzeit als sogenannter ClearenceRezeptor angesehen, der in erster Linie die Plasmakonzentration der NP regulieren soll (Abbildung 3; ALMEIDA et al., 1989). Die Bindung der NP an ihre spezifischen Rezeptoren führt zu einer Umwandlung von GTP in cGMP und somit zu einer intrazellulären Konzentrationserhöhung des second Messengers 20 Literaturübersicht (CHINKERS und GARBERS, 1989; SCHÜTZ et al., 1992, BRENNER und GERSTENBERGER, 1999; TRAJANOVSKA et al., 2007). Wie cGMP die Wirkung auf zellulärer Ebene übermittelt, ist noch weitgehend unerforscht. So bewirkt ANP beispielsweise beim Säugetier eine deutliche Abnahme der intrazellulären Kalziumkonzentration (HASSID, 1986; MEISHERI et al., 1986) und es wäre es denkbar, dass cGMP-abhängige Kinasen Proteine phosphorylieren, die für die Kalziumaufnahme in intrazelluläre Speicher oder den Kalziumtransport aus der Zelle verantwortlich sind (CORNWELL und LINCOLN, 1988, BRENNER et al., 1990). In den glatten Muskelzellen, wie beispielsweise der Blutgefäße, ist cGMP vermutlich für eine Dephosphorylierung der leichten Myosinketten verantwortlich, was wiederum eine Voraussetzung für die Relaxation der Muskelzellen ist (MURAD, 1986; BRENNER et al., 1990). Abbildung 3: Schematische Darstellungen der NPR. Von links nach rechts der NPR-A und der NPR-B mit einem ähnlichen Aufbau gefolgt vom NPR-C ohne intrazelluläre katalytische Domäne (TREMBLEY et al. 2002). Der größte Teil des cGMP verlässt die Zelle und kann deshalb in Plasma und Urin nachgewiesen werden (HAMET et al., 1984). Diese Plasma- und Urinkonzentrationen ermöglichen in der Humanmedizin die Diagnostik erhöhter Werte der NP, wie sie bespielsweise in Folge einer Herzinsuffizienz auftreten (siehe Kap. 2.3.2). 21 Literaturübersicht Mittels autoradiographischer Untersuchungen wurden in zahlreichen Organen Bindungsstellen für NP festgestellt (BIANCHI et al., 1985). Die Verteilung der Rezeptoren in den einzelnen Organen ist beim Vogel noch in weiten Teilen unerforscht. Erste Ergebnisse liegen für die Niere, dem zentralen Organ der Volumen- und Osmoregulation, vor. So weist die Pekingente in autoradiographischen Untersuchungen für CNP eine hohe Rezeptordichte im Bereich der Nephrone vom Reptilientyp als auch vom Säugertyp sowie den Arteriolen der Niere auf. Geringere Rezeptordichten finden sich im Bereich der Henleschen Schleife (BRENNER und GERSTENBERGER, 1999). Ähnliche Untersuchungen für ANP ergeben vor allem für die Nephrone vom Reptilientyp und für die Sammelrohre (SCHÜTZ et al., 1992) hohe Rezeptordichten. Für ein weiteres wichtiges Organ in der Kreislaufregulation, das Herz, ergeben sich Bindungsstellen für ANP nach CERRA et al. (1993) für die Wachtel (Coturnix coturnix japonica) im Bereich der Vena cava caudalis, den Aortenbogen sowie den endomuralen Gefäßen der Ventrikelwand, die allerdings die geringste Dichte an Rezeptoren aufweisen. Bindungsstellen im Bereich der Aorta ergeben sich ebenfalls aus den Untersuchungen von TRAJANOVSKA et al. (2007). Das Vorhandensein von Rezeptoren im Bereich der glatten Muskulatur des Darmes zeigt sich in den Experimenten von CURRIE et al. (1983). Die Untersuchungen von KOCSIS et al. (1995) lassen auch rezeptorvermittelte Aktivitäten in den Nebennieren für Vögel erkennen. Die NP haben im Blut sehr kurze Halbwertzeiten, die für Säugetiere mit zwei bis vier Minuten angegeben werden (LUFT et al., 1986; YANDLE et al., 1986, TAKEMURA et al., 1990). GRAY (1993b) konnte für die Pekingente eine Halbwertzeit im Plasma von 1,2 Minuten ermitteln und damit auch für die Vertreter der Klasse der Vögel eine extrem kurze Halbwertzeit darstellen. Für die Eliminierung der NP aus dem Plasma sind bisher drei Mechanismen bekannt: die enzymatische Inaktivierung durch eine Endopeptidase, die Bindung an einen Clearance-Rezeptor (MAACK et al., 1987; ABASSI et al., 1992) sowie die Eliminierung über die Niere und somit über den Harn (LUFT et al., 1986; MISSBICHLER et al., 1990). Clearence-Rezeptoren lassen sich ebenfalls in der Niere der Pekingente nachweisen (BRENNER und GERSTENBERGER, 1999). Nach der Bindung an einen solchen Rezeptor ist keine Wirkung der NP feststellbar (MAACK et al., 1987). Die Peptide werden in die Zelle aufgenommen und enzymatisch abgebaut (ALMEIDA et al., 1989). Durch ihre hohe 22 Literaturübersicht Konzentration in den Gefäßendothelien und ihre hohe Affinität zu allen NP (TRAJANOVSKA et al., 2007) besitzen diese Rezeptoren eine wesentliche Rolle in der Regulation der Plasmakonzentration der NP. Die Bedeutung und die Wirkung der Endopeptidasen für die Pharmakokinetik der NP der Vögel sind noch weitgehend unbekannt. Die Wirkung der membranständigen Endopeptidase soll jedoch in einer Spaltung der Ringstruktur der NP bestehen (OLINS et al., 1987; TAMBURINI et al., 1989). Die Eliminierung von intakten NP über den Urin durch die Niere spielt für den Vogel eine untergeordnete Rolle. GRAY (1995) konnte eine Clearencerate von 0,2 % über den Urin aus dem Blut für ANP in der Pekingente nachweisen. Eine Abhängigkeit der Ausscheidungsrate im Urin von der Plasmakonzentration ergab sich in diesen Untersuchungen nicht (GRAY, 1995). 23 Literaturübersicht 2.3 Natriuretische Peptide und cGMP in der kardialen Diagnostik Seit der Entdeckung der NP durch DE BOLDT und Mitarbeiter 1981 und dem damit hergestellten Zusammenhang zwischen der Freisetzung eines Hormones aus dem Myokard und der Kreislaufregulation, haben sich auf der ganzen Welt Arbeitsgruppen mit der Physiologie, der diagnostischen, prognostischen sowie therapeutischen Bedeutung dieser Hormone in der Humanmedizin (BROCKHOFF et al., 2000) oder auch in der Kleintiermedizin (KOIE et al., 2001) beschäftigt. Hier soll deshalb nur ein Überblick der diagnostischen und prognostischen Bedeutung der NP vor allem für die Beurteilung von Herzinsuffizienzen gegeben werden. Als Herzinsuffizienz wird die eingeschränkte Leistungsfähigkeit des Herzens, die Blutversorgung dem jeweiligen Bedarf anzupassen, bezeichnet. Charakterisiert ist die Insuffizienz hierbei durch ein herabgesetztes Herzminutenvolumen und ein erhöhtes enddiastolisches Füllungsvolumen. Die Ursachen hierfür können vielfältig sein und beinhalten unter anderem Kardiomyopathien, Erkrankungen des Klappenapparates, angeborene Herzfehler sowie Erkrankungen der Koronargefäße oder Bluthochdruck. Die Folgen sind Stauungserscheinungen im großen (Rechtsherzinsuffizienz) oder kleinen Kreislauf (Linksherzinsuffizienz). Als ein Beispiel der pathophysiologischen Vorgänge einer Herzinsuffizienz kann die gesteigerte Synthese und Sekretion von ANP sowie BNP im menschlichen Myokard angeführt werden. Unter physiologischen Bedingungen gelten der linke und rechte Vorhof als Hauptsekretionsort für ANP. Im Rahmen schwerer Ischämien und bei chronisch herzinsuffizienten Patienten findet die Hauptsekretion im linken Ventrikel statt, damit ist die Freisetzungsrate gesteigert (BROCKHOFF et al., 2000). Aus diesen pathophysiologischen Veränderungen ergeben sich die eigentlichen diagnostischen Möglichkeiten. Ähnliche Vorgänge zeigen sich bei der Kardiomyopathie der Hamster (FRANCH et al., 1986; DING et al., 1987; CANTIN et al., 1988; EDWARDS et al., 1988; THIBAULT et al., 1989), des Hundes (TAKEMURA et al., 1991, KOIE et al., 2001) sowie bei der Herzinsuffizienz der Ratte (TSUNODA et al., 1986; MENDEZ et al., 1987; MORII et al., 1986; CHIEN et al., 1988; HODSMAN et al., 1988; DREXLER et al., 1989) und des Rindes (TAKEMURA et al., 1990b). 24 Literaturübersicht 2.3.1 Natriuretische Peptide in der kardialen Diagnostik Zahlreiche Untersuchungen aus der Humanmedizin ergaben bei chronisch herzinsuffizienten Menschen infolge der Volumenbelastung und der erhöhten myokardialen Wandspannung eine Erhöhung des Plasmaspiegels der kardialen NP (HARTTER et al., 1985; NAKAOKA et al., 1985; RIEGGER et al., 1985; SHENKER at al., 1985; TIKKANEN et al., 1985; BURNETT et al., 1986; CODY et al., 1986, OGAWA et al., 1986; RAINE et al., 1986; YOSHIMI et al., 1987; FYHRQUIST und TIKKANEN, 1988; MARUMO et al., 1988; MALATINO et al., 1989; ANDO et al., 1990, FISCHER et al., 1991; BROCKHOFF et al., 2000; CLERICO et al., 2000; HAMMER-LERCHER et al., 2001; PAPER, 2002). Als Ursachen für die chronischen Herzinsuffizienzen können dilatative Kardiomyopathien, Erkrankungen des Klappenapparates oder Herzinfarkte diagnostiziert werden. Von den NP gelten BNP und sein N-terminales Prohormonfragment als die besten Marker zur Diagnostik von Herzinsuffizienzen des Menschen (HAMMER-LERCHER et al., 2001; DE LEMOS et al., 2001; PFISTER et al., 2002; FRAQUELLI und CONTE, 2002; MAISEL et al., 2002). Für diesen hohen diagnostischen Stellenwert ist vor allem der Hauptsyntheseort, der linke Ventrikel, verantwortlich. So besteht eine direkte Korrelation von erhöhten Plasmakonzentrationswerten von BNP und NT-pro-BNP und einer linksventrikulären Dysfunktion (PFISTER et al., 2002). Ähnliche Ergebnisse lassen sich für ANP und das NTpro-ANP (TAKEMURA et al., 1991, HAMMERER- LERCHER et al., 2001) aufzeigen. Allerdings ist hierbei die labordiagnostische Praktikabilität zu berücksichtigen. Für die Bestimmung der NP und ihrer Pro-Hormone eignet sich EDTA-Blutplasma. Daraus erfolgt ein Nachweis mithilfe von Radio- und Enzymimmunoassays (kompetitiv, Sandwich-Prinzip) mit und ohne vorherige Extraktion, über C18− bzw. C8–Säulen (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Die größeren Peptide in Form von NT-pro-BNP und NT-pro-ANP werden äquimolar in die Zirkulation freigesetzt, besitzen jedoch mit 1-2 h eine deutlich längere Halbwertzeit und erreichen eine um 50-fach höhere Plasmakonzentration. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass sie im Gegensatz zu den NP im EDTA-Plasma auch über mehrere Tage im Postversand ohne Kühlung stabil sind (PUSCHENDORF und MAIR). Somit gelten neben den NP auch die Peptide NT-pro-ANP und NT-pro-BNP als adäquate Laborparameter, die in 25 Literaturübersicht Diagnostik, Verlaufs- und Therapiekontrolle bei Herzinsuffizienzen routinemäßig eingesetzt werden (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Gegenüber ANP (Halbwertzeit von 3 Minuten) besitzt BNP im Blut eine deutlich längere Halbwertzeit von etwa 20 Minuten. Darüber hinaus ist es im EDTA-Plasma bei Raumtemperatur sechs Routineuntersuchungen Stunden verwenden haltbar und lässt sich (HAMMERER-LERCHER deshalb et auch al., bei 2001; PUSCHENDORF und MAIR, 2005). BNP zeigt deshalb im Vergleich zu ANP eine bessere labordiagnostische Praktikabilität. Die Indikation zur Bestimmung von BNP stellt sich beim Menschen zur Diagnostik von Herzinsuffizienzen, aber auch zur Therapie- und Verlaufskontrolle sowie zur Prognoseabschätzung. Besonderen Stellenwert in der Diagnostik hat BNP bei ventrikulären Dysfunktionen nach einem Myokardinfarkt, vor allem zur Prognoseabschätzungen, jedoch auch bei der hypertrophen obstruktiven Kardiomyopathie, der linksventrikulären Hypertrophie sowie der dilatativen Kardiomyopathie. Es besteht eine direkte Korrelation zwischen der Ausprägung der Schwere der Insuffizienz des linken Ventrikels und der BNP sowie der NT-pro-BNP Konzentration im Blutplasma (DE LEMOS et al., 2001; FRAQUELLI und CONTE, 2002; MAISEL et al., 2002; PFISTER et al., 2002; WIECZOREK et al., 2002). Wichtig ist auch der Einsatz von NP in Rahmen der Therapie. Die Wirkung der NP scheint bei schweren Herzinsuffizienzen erheblich abgeschwächt zu sein. Dies ist möglicherweise mit einem stark aktivierten Renin-Angiotensin-Aldosteron-System und einer Downregulation der NPR zu erklären. Weiterhin hängt insbesondere die diuretische Wirkung der NP direkt von der Nierendurchblutung ab (MUNZEL et al., 1991). Je schlechter die glomeruläre Filtrationsrate, umso stärker ist die „NP-Resistenz“ bei herzinsuffizienten Patienten. So führen Infusionen von ANP und BNP bei Patienten mit einer leichten bis mittelschweren Herzinsuffizienz zu einer Reduktion der links- und rechts-atrialen Füllungsdrücke und zu einem Abfall der Renin- und Aldosteron-Spiegel im Plasma, während das Herzminutenvolumen sowie die Natrium- und Wasserausscheidung gesteigert werden. Ähnlich positive Effekte wurden bei Patienten mit arterieller Hypertonie beobachtet (MUNZEL et al., 1991; YOSHIMURA et al., 1991). Probleme bereitet allerdings die Art der Anwendung der NP. Orale Therapien mit ANP-Analoga sowie nasale Inhalationen waren 26 Literaturübersicht bisher wenig erfolgreich. Somit steht derzeit nur die intravenöse Verabreichung zur Verfügung. Tierexperimentelle Untersuchungen zu einer Therapie mit dem ANP-Gen sind derzeit noch in der Entwicklungsphase (BROCKHOFF et al., 2000). 2.3.2 cGMP in der kardialen Diagnostik In der Humanmedizin geht man davon aus, dass die im Plasma messbare Freisetzung von cGMP im Wesentlichen auf die Wirkung der NP (ANP, BNP, CNP) und ihre biologisch wirksamen Spaltprodukte zurückzuführen ist. Mittels einer cGMP-Bestimmung können somit das gesamte natriuretische System des Herzens (ANP und BNP) sowie des vaskulären Systems (CNP) über den second Messenger dieser Hormone gemessen werden (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Obwohl cGMP vermutlich in allen Zellen nachweisbar ist, hängt sein extrazelluläres Auftreten im Blut vor allem von der Bindung der NP an ihre Rezeptoren und der Aktivierung der membranständigen Guanylylzyklase ab (GERZER et al., 1985; SEYMOUR et al., 1985; ARDAILLOU et al., 1986; PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Bei manifester symptomatischer Herzinsuffizienz beträgt die diagnostische Sensitivität 90% bei einer diagnostischen Spezifität ebenfalls von 90% (VORDERWINKLER et al., 1991). Wegen seiner guten Stabilisierbarkeit durch EDTA, eines spezifischen PhosphodiesteraseInhibitors und des Vorhandenseins hochspezifischer monoklonaler Antikörper ist cGMP für die labordiagnostische Routineuntersuchung von Herzerkrankungen in der Humanmedizin geeignet (HIRATA et al., 1987; PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Indikationen zur Bestimmung von cGMP ergeben sich vor allem in der Diagnostik der Herzinsuffizienz sowie in der Verlaufs- und Therapiekontrolle dieser Erkrankung. Eine weitere Indikation liegt bei chronischen Dialysepatienten und der damit verbundenen notwendigen Beurteilung des Trockengewichtes des Blutes sowie der Einstellung der Überwässerung vor. Die Bestimmung von cGMP im Plasma erfolgt mit Hilfe von Radioimmunoassays oder Enzymimmunoassays mit oder ohne Äthanol-Extration (PUSCHENDORF und MAIR, 2005) Als Untersuchungsmaterial wird hierbei EDTA Plasma verwendet. In diesem Medium ist cGMP bei -20°C über sechs Monate, bei -80°C ein Jahr und bei Raumtemperatur fünf Tage 27 Literaturübersicht haltbar und wird wenig vom präanalytischen und analytischen Umgang mit der Probe beeinflusst (VORDERWINKLER et al., 1991). In der Beurteilung der Herzinsuffizienz, entsprechend seiner Bedeutung als second Messenger der NP des Herzens, besteht eine gute Übereinstimmung zwischen der cGMP Freisetzung und dem Ausmaß der Herzinsuffizienz (HIRATA et al., 1987; HAUPTLORENZ et al., 1989; VORDERWINKLER et al., 1991). Somit erlaubt die Messung des cGMP-Spiegels im Blut eine Beurteilung der einzelnen Herzinsuffizienzstadien (NYHA-Stadien). Hierbei wird jedoch die linksventrikuläre Dysfunktion asymptomatischer Patienten durch die cGMP-Bestimmung erst nach einer Belastung besser erfasst als in Ruhe. Nach der Belastung (Steigerung bis zur Erschöpfung oder anderer Abbruchkriterien) haben asymptomatische Patienten mit einer linksventrikulären Dysfunktion signifikant höhere Werte als vergleichbare gesunde Menschen (JACOB et al., 1994; FRIEDL et al., 1996; PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Außer in der Herzinsuffizienzdiagnostik sind NP und ihr second Messenger bei chronischen hämodialysierten Patienten drastisch erhöht. Während der Hämodialyse nehmen die ANP-, BNP- und cGMP-Konzentrationen im Plasma deutlich ab. Die cGMP- Plasmakonzentration nach einer Hämodialyse spiegelt gut den Hydratationszustand eines Dialysepatienten wieder. Bei gleichzeitiger Herzinsuffizienz bleiben die cGMP-Werte auch bei ausreichender Flüssigkeitsreduktion, in Abhänigkeit vom Schweregrad der Herzerkrankung, erhöht (FRIEDL et al., 1996; PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Erkrankungen anderer Organe können ebenfalls den Plasmaspiegel von cGMP beinflussen. So konnten beispielsweise variable Werte bei Vorliegen maligner Tumoren festgestellt werden, so dass progressiv wachsende Tumore die Herzspezifität des extrazellulären cGMP einschränken (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). 28 Literaturübersicht 2.4 Übersicht der kardialen Erkrankungen beim Ziervogel Für die Haltung von Ziervögeln gibt es nach wie vor keinen einheitlichen Standard, deshalb werden die Tiere in den verschiedensten Haltungssystemen untergebracht. Überwiegend erlauben viele Haltungen eine artgerechte und adäquate Bewegung der Vögel nicht. Insbesondere gilt dies für die private Käfighaltung von großen Papageien, wie Graupapageien, Amazonen, Aras sowie Kakadus. Zudem ist für die meisten exotischen Ziervögel die genaue Zusammensetzung der natürlichen Nahrungskomponenten weitgehend unbekannt und die Ersatznahrungen folglich häufig nicht adäquat. Die Unterbringung in unseren geographischen Breitengraden entspricht für einen Großteil der exotischen Ziervögel nicht den klimatischen Ansprüchen der jeweiligen Art (z.B. tropische Papageien). Aus diesen Umständen resultieren vielfach verschiedene haltungsbedingte Organschädigungen, u. a. auch kardiovaskuläre Erkrankungen. Ein weiterer prädisponierender Faktor ist neben der inadäquaten Haltung der hohe physiologische Blutdruck dieser Tiere (PEES et al., 2006). Einige postmortem durchgeführte Studien bestätigen den hohen Prozentsatz von Herzerkrankungen bei Ziervögeln. OGLESBEE und OGLESBEE (1998) konnten bei 26 von 296 untersuchten Papageien makroskopische und mikroskopische Herzveränderungen feststellen. In einer Studie von BRAUN et al. (2002) wurden bei der Untersuchung von 107 Papageien, im Rahmen der Routinediagnostik, bei 36,4% der Tiere makroskopische Veränderungen des Herzens und der großen Gefäße nachgewiesen. Hierbei konnte bei 14,9% eine Perikarditis, bei 14,9% eine Hypertrophie oder Dilatation des Myokardiums, bei 0,9% eine Endokarditis valvularis und bei 10,3% in der Aorta bzw. den Aa. pulmonalis arteriosklerotische Veränderungen diagnostiziert werden. Histologisch wiesen sogar 99% der untersuchten Proben pathologische Veränderungen auf, die vor allem als lympho-histozytäre Entzündungen, bakterielle Infiltrationen sowie Einlagerungen von Fettzellen ins Myokard charakterisiert werden konnten (BRAUN et al., 2002; STRAUB et al., 2000). Als Ursachen für Herzerkrankungen beim Vogel werden kongenitale, infektiöse, toxische oder idiopathische Ätiologien angeführt. Eine Vielzahl von Herzerkrankungen entsteht sekundär durch Erkrankungen und das Versagen anderer Organe, wie beispielsweise der Lunge oder der Leber. Aber auch Neoplasien sowie systemische Infektionen können zu 29 Literaturübersicht Herzerkrankungen führen (KRAUTWALD-JUNGHANNS et al., 2001a; KRAUTWALDJUNGHANNS und STRAUB, 2001b; KRAUTWALD-JUNGHANNS et al., 2004; SHIVAPRASAD, 1995) 2.4.1 Kongenitale Herzerkrankungen Kongenitale Herzerkrankungen kommen vermutlich auf Grund der hohen physiologischen Leistung, die das Herz beim Vogel erbringen muss, äußerst selten vor. Da diese Erkrankungen häufig schon in der Embryonalentwicklung oder im Nestlingsalter zum Tod der Tiere führen, werden sie erst post mortem im Rahmen einer Sektion festgestellt oder bleiben unentdeckt. In der Literatur finden sich dazu einige Fallberichte, wie beispielsweise ein Ventrikelseptumdefekt bei Kakadus (SCHMIDT et al. 2003), einen Defekt der rechten Atrioventrikularklappe mit einer Dilatation des rechten Ventrikels bei einer Amazone (PEES, 2001) und eine Ectopia cordis bei einer Brieftaube sowie einer Gimpeltaube (KUMMERFELD et al., 1990; LEGLER et al., 2009). 2.4.2 Perikardiale Herzerkrankungen Herzbeutelentzündungen (Pericarditis) als Organmanifestationen entstehen im Verlauf von Infektionskrankheiten sowie degenerativen Erkrankungen. Als Beispiel kann hier eine generalisierte Trichomonadeninfektion bei Tauben, die unter anderem auch zu einer Pericarditis granulomatosa führen kann (KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007), angesprochen werden. Die Entstehung einer Pericarditis granulomatosa kann weiterhin die Folge einer generalisierten Lungen-Luftsackmykose sein. Bakteriell bedingte Perikarditiden führen dagegen zu einer Pericarditis exsudativa. Eine Pericarditis urica tritt als degenerative Erkrankung im Rahmen einer Visceralgicht auf (KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). Ein Hydropericard ist häufig die Folge einer exudativen Pericarditis, beispielsweise im Rahmen einer Polyomavirusinfektion der Psittazide (LUMEIJ und RITCHIE, 1994). Als eine weitere Ursache der Pericarditis kann eine stauungsbedingte Genese im Rahmen einer Herzinsuffizienz angeführt werden (PEES et al., 2001). Dagegen tritt ein Hämopericard vor 30 Literaturübersicht allem nach stumpfen Traumen sowie nach Gewebs- oder Gefäßrupturen in folge von sklerotischen oder infarktbedingten Veränderungen auf (PEES et al., 2001; KRAUTWALDJUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). 2.4.3 Myokardiale Herzerkrankungen und Insuffizienzen Störungen der myokardialen Kontraktilität können primär, idopathisch, als dilatative Kardiomyopathie (CZARNECKI, 1984; WILSON et al., 1987) oder sekundär infolge einer systemischen Infektion (Myokarditis, z.B. Reovirusinfektion der Psittaciden), einer toxischen Einwirkung (z.B. Furazolidonvergiftungen, WILSON et al., 1987; Bleivergiftungen), metabolischer Störungen (Vitamin E- und Selenmangel, Eisenspeichererkrankung; DORRESTEIN, 1988) sowie eines tumorösen Geschehens sein (GRATZEL und KOEHLER, 1968; WILSON et al., 1987; PEES et al., 2006). Verminderte Pumpleistungen des Herzens, die beim Vogel meist als Rechts- oder Globalinsuffizienzen auftreten, können die Folge einer pulmonalen Hypertonie, von valvulären Vitien, myokardialen Erkrankungen, Arrhythmien oder Intoxikationen sein (KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). Zeigen die Mechanismen der Kreislaufregulation keine Wirkung tritt eine Dekompensation ein. Eine myokardiale Hypertrophie soll als Kompensation die eingeschränkte Atrium- und Ventrikeltätigkeit ausgleichen. Führt dies zu keinem Effekt kommt es schließlich zu einer Insuffizienz des Myokards. Die Folgen sind eine herabgesetzte Blutversorgung der Organe mit Stauungen in Leber, Lunge oder peripherem Kreislauf. Eine Rechtsherzinsuffizienz tritt beispielsweise in Folge einer pulmonalen Kongestion oder Hypertension und sekundärer Belastung des rechten Ventrikels auf (z.B. bei Lungenmykosen der größeren Psittaziden). Die rechtsventrikulären Myokardveränderungen beziehen die rechte AV-Klappe in den meisten Fällen mit ein, in deren Folge durch eine hypertrophische Wulstbildung eine Insuffizienz der Klappe entsteht (KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). Eine Linksherzinsuffizienz wird unter anderem in Zusammenhang mit der Hämochromatose der Beos beobachtet und geht sehr häufig mit einer Leberfibrose und einer begleitenden Aszitis einher (DORRESTEIN und VAN DER HAGE, 1988). 31 Literaturübersicht 2.4.4 Endokardiale Herzerkrankungen Die Veränderungen des Endokardiums, speziell der AV-Klappen, sind häufig idiopathischen Ursprungs (PEES et al., 2006). Diese Veränderungen treten jedoch gehäuft in Zusammenhang mit einer systemischen Infektion (Streptokokken, Staphylokokken, Pastorella multocida sowie E. coli und in seltenen Fällen Erysipelotrix rhusiopathiae) auf (BEEHLER et al., 1980; RANDOLPH et al., 1984; LUMEIJ und RITCHI, 1994; KRAUTWALD-JUNGHANNS et al., 2004; KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). Unabhängig von der Ursache können sich aus diesen Klappenveränderungen schwere Klappeninsuffizienzen mit der Folge einer Herzinsuffizienz entwickeln, die bei einem Linksherzversagen zu einem Rückstau in den Lungenkreislauf (Lungenödem) und bei einem Rechtsherzversagen zu einem Rückstau in den Körperkreislauf (Leberstauung) führen (KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). 2.4.5 Arteriosklerotische Veränderungen Arteriosklerotische Veränderungen sind die häufigsten pathologischen Veränderungen der Gefäße bei Psittaziden (BRAUN et al., 2002; FRICKE et al., 2003). Als Ursachn werden verschiedene Faktoren, wie eine Hyperlipidemie, endotheliale Entzündungen, Toxine, Immunkomplexe sowie eine Hypertonie und Stressfaktoren diskutiert (PEES et al., 2006). Die tatsächliche Ätiologie blieb bisher jedoch unklar. Die Folgen einer Arteriosklerose bestehen vor allem in einer Nachlasterhöhung des Herzens und in Durchblutungsstörungen peripherer Organe (PEES et al., 2006). Klinisch sichtbar kann dies z. B. an unilateralen Federbildungsstörungen oder Ekzemen im Bereich der Flügel werden. 32 Literaturübersicht 2.5 Diagnostik kardialer Erkrankungen beim Ziervogel Die Diagnostik von Herzerkrankungen bereitet in der Routinediagnostik auf Grund der vogeltypischen Herzanatomie und vor allem der Herzphysiologie, die sich in erster Linie durch eine hohe Herzfrequenz äußert, nach wie vor Schwierigkeiten. Erst im letzten Jahrzehnt gelang es vor allem durch die technologischen Entwicklungen (PKG, EKG, Sonographie) Herzerkrankungen beim Vogel auch ante mortem zu diagnostizieren und somit den Einsatz einer gezielten Therapie vorzubereiten. Allerdings fehlen für viele Vogelarten aktuell noch die Referenzwerte, zu dem zeigen sich bei vielen Ziervogelarten vor allem in Hinblick auf die Größe der Tiere die deutlichen Grenzen in der Diagnostik (DE WIT und SCHOEMAKER, 2005; PEES et al., 2006; KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). Die Voraussetzungen für eine gezielte Diagnostik sind die eingehende Anamnese und klinische Untersuchung. Die klinischen Symptome bei Herzerkrankungen sind vielfältig und wenig charakteristisch. So können unter anderem eine Dyspnoe, periodisch auftretende Schwächen, Synkopen Leistungsbereitschaft, eine und epileptiforme abdominale Anfälle, Schwellung sowie Würgen, Lethargie verminderte und/oder Lähmungserscheinungen auftreten (LUMEIJ und RITCHIE, 1994). Vögel mit akuten Kreislaufproblemen sind Notfallpatienten, bei denen die Diagnostik oft Probleme bereitet, da sie möglichst wenig gehändelt werden sollten. Alle diagnostischen Prozeduren haben möglichst schnell und schonend für den Patient zu erfolgen (PEES et al., 2006). Die röntgenologische Untersuchung hat als Basisdiagnostik die größte diagnostische Bedeutung in der kardiologischen Vogelmedizin. Die Beurteilung des Herzens erfolgt in den Standardprojektionen Latero-lateral und Ventro-dorsal (KRAUTWALD-JUNGHANNS, 2007a). In dieser Untersuchung ergeben sich sichtbare Veränderungen in der Herzsilhouette und -größe (ENSLEY et al., 1997; BEEHLER et al., 1980; RÜBEL et al., 1991; KRAUTWALD et al., 1992; JOHNSON et al., 1992). Die Ätiologie einer Herzvergrößerung und die Funktion des Herzens können so jedoch nicht beurteilt werden (PEES et al., 2006). Allerdings können sich Hinweise auf eine mögliche Herzerkrankung durch sekundäre Veränderungen, wie ein Lungenödem, eine Stauung der Lungengefäße, eine Hepatomegalie sowie eine Hydropsaszites ergeben (LUMEIJ und RITCHIE, 1994). Eine erhöhte Dichte und 33 Literaturübersicht Verbreiterung der großen herznahen Gefäße und der Aorta lassen die Diagnose einer Arteriosklerose zu. Eine Quantifizierung der Ergebnisse des Röntgenbildes findet sich bei PEES et al. (2006), es wurde das Verhältnis zwischen Herzbreite und Thoraxbreite sowie Herzbreite und Sternumlänge ermittelt. So ergibt sich für mittelgroße Psittaziden eine Breite der Herzsilhouette von 36−41% der Sternumlänge und 51−61% der Thoraxbreite (HANLEY et al., 1997). Zur Angiokardiographie finden sich in der Literatur nur einige Angaben. So konnte zum Beispiel der diagnostische Wert dieser Untersuchungstechnik bei der Diagnose eines Aneurysmas der rechten Coronararterie eines Weißhaubenkakadus (Cakadua alba) nachgewiesen werden (VINK-NOOTEBOOM et al., 1998). Der klassischen Auskultation kommt als Diagnostikum in der aviären Kardiologie kein allzu hoher Stellenwert zu, da sich bedingt durch die oft extrem hohe Herzfrequenz der Vögel die auskultatorische Beurteilung des Herzens als schwierig erweist. Eine Bradykardie, beispielsweise in Zusammenhang mit einem Kreislaufkollaps und Arrhythmien des Herzens lassen sich so jedoch diagnostizieren (STONE, 1988). RANDOLPH et al. (1984) konnten im Zusammenhang mit einer bakteriellen Endokarditis bei einem erkrankten Emu ein systolisches Herzgeräusch feststellen. Die gleichen Erfahrungen machte ISAZA et al. (1992) bei einem Gelbbrustara. Wiederum bei Emus, die an einer vermutlich durch Vitamin E- und Selenmangel hervorgerufenen Myokardiopathie litten, erbrachte unter anderem auch die Auskultation einen pathophysiologischen Befund (VAN DER HEYDEN, 1994). Ein Phonokardiogramm (PKG) ergänzt die schwierige Auskultation und das EKG hervorragend, weil es in der Lage ist, die Herztöne trotz der hohen Herzfrequenz der Vögel visuell darzustellen. In Kombination mit einem EKG können die aufgezeichneten Herztöne und auftretenden Herzgeräusche zeitlich der Herzmuskelarbeit zugeordnet werden. Physiologischerweise findet man im PKG einen 1. Herzton (Kompressionston) am aufsteigenden S-Schenkel und einen zweiten Herzton (Klappenton) am absteigenden Schenkel der T-Welle (Abbildung 4). Geräusche zwischen den beiden Herztönen oder zeitliche Verzögerungen gegenüber dem EKG weisen auf Funktionsstörungen, wie 34 Literaturübersicht Klappenfehler und Arteriosklerosen sowie Herzmuskelschäden, hin (JEFFREY et al., 1999; KUMMERFELD und SCOPE, 2007; LEGLER et al., 2009). 1. 2. Abbildung 4: Physiologisches PKG einer Brieftaube mit 1. und 2. Herzton. Die Elektrokardiographie (Elektrokardiogramm; EKG) war eine der ersten beschriebenen Techniken zur Diagnose (ZUCKERMANN, 1959). von Herzerkrankungen an lebenden Vogelpatienten Das EKG hat auf Grund der fehlenden Referenzwerte, einer schwierigen Standardisierung und die Abhängigkeit der Ergebnisse von Trainingszustand, Lagerung des Patienten und Zustand des Tieres (Narkose, Erregung etc.) sowie nicht zuletzt der Abhängigkeit vom Ernährungszustand den Weg in die Routindiagnostik nicht gefunden (BLANCO, 1993; KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). Bei mittleren und größeren Ziervögeln lassen sich mit relativ geringem Aufwand Elektrokardiogramme in den Standardableitungen (I, II, III, aVR, aVL, aVF) abnehmen und analog zu den gesicherten Erkenntnissen der Kleintiermedizin bewerten. Wesentliche Unterschiede bestehen in einer erheblich höheren und mit breiteren Schwankungen wechselnden Herzfrequenz sowie in der um 180° gegenüber den Kleintieren gedrehten 35 Literaturübersicht elektrischen Herzachse von -80° bis -120°. Der QRS-Komplex ist deshalb in der I. und II. Ableitung nach EINTHOVEN deutlich negativ (Abbildung 5). Systematische Untersuchungen mit einer größeren Anzahl von Tieren wurden unter anderem von LUMEIJ und STOKHOF (1985) und WARZECHA (1989) für Tauben sowie von NAP et al. (1992) für Afrikanische Graupapageien und Amazonen durchgeführt. Grundlegende Arbeiten über die Anwendung des EKG und pathologische elektrokardiographische Erscheinungen bei Vögeln wurden von STURKIE (1976), LUMEIJ und STOKHOF (1985) sowie MILLER (1986) veröffentlicht. Das EKG bietet die Möglichkeit, Arrhythmien, Hypertrophien und Dilatationen der Atrien und Ventrikel sowie Änderungen in der Elektrolytkonzentration bei metabolischen Störungen zu erkennen. Allerdings sind nicht alle pathologischen Herzveränderungen im EKG auch zu diagnostizieren (LUMEIJ und RITCHIE, 1994; SCHOEMAKER und ZANDVLIET, 2005; ZANDVLIET, 2005; PEES et al., 2006; KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). P T S Abbildung 5: Physiologisches EKG einer Brieftaube; I − III bipolare Extremitätenableitungen nach Einthoven und die unipolaren Extremitätenableitungen nach Goldberger; P-Zacke (P), S-Zacke (S), T-Welle (T). 36 Literaturübersicht Einen Einblick in die Funktion und die Beurteilung der Morphologie der funktionellen Strukturen des Herzens bietet allein die Echokardiographie (PEES und KRAUTWALDJUNGHANNS, 2005). Die Darstellungen des Herzens, in Abhängigkeit der anatomischen Verhältnisse der einzelnen Vogelarten (Ausprägung der Luftsäcke, Lage der Leber als Schallfenster) ist sowohl vom ventro-medianen als auch vom lateralen Zugang möglich (PEES und KRAUTWALDJUNGHANNS, 2005; PEES et al., 2006; KRAUTWALDJUNGHANNS, 2007b). Die Untersuchung des Herzens erfolgt im B-Mode-Verfahren zur Darstellung anatomischer Strukturen und ihrer Ausprägungen. Zusätzlich lassen sich mit Hilfe einer Doppler-sonographischen Untersuchung Blutströme und ihre Geschwindigkeiten darstellen und somit die Funktion des Herzens und hier vor allem der Herzklappen überprüfen. Bei Psittaziden, Greif- und Rabenvögeln lässt die Brustbeinform eine Darstellung des Herzens nur bei Ankopplung des Schallkopfes kaudal des Brustbeins zu. Daher beschränken sich bei diesen Vögeln die darstellbaren Schnittebenen des Herzens auf den apikalen Zwei- und Vierkammerblick. Bei anderen Vögeln, z.B Tauben und Hühnern, besteht weiterhin ein laterales Schallfenster in der Fenestra medialis bzw. den Trabeculae laterales des Brustbeins. Bei diesen Vögeln kann das Herz in jeweils vier verschiedenen Ebenen (rechtsparasternale Längs- und Kurzachsenschnitte) beurteilt werden (KRAUTWALD-JUNGHANNS, 2007b). Übersichtsarbeiten zur Echokardiographie in der Vogelkardiologie mit morphologischen und funktionellen Referenzwerten liegen z.B. von PEES und KRAUTWALD-JUNGHANNS, (2005) und PEES et al., (2006) vor. Im Schrifttum finden sich eine Reihe von Studien, die sich mit der Morphologie des Herzens und funktionellen Parametern bei verschiedenen Vogelspezies beschäftigen (RIEDEL, 1992; KRAUTWALD-JUNGHANNS et al., 1993; ENDERS et al., 1994; MARTINEZ-LEMUS, 1998; KRAUTWALD-JUNGHANNS, 1995; SCHULZ, 1995; GUMPENBERGER und SCOPE, 2001; KRAUTWALD-JUNGHANNS et al., 2001b; KRAUTWALD-JUNGHANNS, 2002; PEES et al., 2003a und 2003b; STRAUB et al., 2003a; STRAUB et al., 2003b; STRAUB et al., 2003c; ZEBISCH et al., 2004; PEES et al., 2004; PEES et al., 2005; SEDACCA et al., 2009). Die blutchemische Untersuchung und hier insbesondere die Enzyme Creatinkinase (CK), Aspartat-Amino-Transferase (AST) und Lactatdehydrogenase (LDH) geben Aufschluss über 37 Literaturübersicht die Integrität der Herzmuskelzellen. Gehen Herzmuskelzellen zu Grunde steigen die Plasmakonzentrationen dieser Enzyme an. Allerdings ist ein solcher Anstieg auch bei einem Muskeltrauma zu erkennen. Weiterhin sollten sich blutchemische Untersuchungn den Elektrolyten (z.B. Ca2+, K+, Na+) und dem Harnsäurespiegel im Plasma widmen, um vor allem den Flüssigkeitshaushalt und die Beteiligung der Nierenfunktion, bei der ebenfalls LDH-Veränderungen auftreten, am Krankheitsgeschehen zu überprüfen (KRAUTWALDJUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). 38 3 Zielsetzung Die Erfahrungen aus Klinik und Pathologie haben gezeigt, dass Herzerkrankungen beim Ziervogelpatienten keine Seltenheit sind und in etwa 6-10% des Patientengutes auftreten (OGLESBEE und OGLESBEE, 1998; STRAUB et al., 2000; BRAUN et al., 2002; KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). Die klinische Diagnostik solcher Erkrankungen bereitet in der Praxis auf Grund der Herzanatomie und vor allem der Physiologie des Vogelherzens immer noch erhebliche Schwierigkeiten. Eine aufwendige Technik ist erforderlich, um zumindest eine Verdachtsdiagnose stellen zu können. Zum Einsatz kommen derzeit das Röntgen, Blutplasmachemie, EKG, PKG und Sonographie. Bedingt durch die starken individuellen physiologischen Schwankungen können häufig nur hochgradige pathologische Veränderungen diagnostiziert werden. In der Humanmedizin können mit Hilfe der NP eine Herzinsuffizienz diagnostiziert sowie der Schweregrad und die Prognose der Erkrankung abgeschätzt werden (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Mittels der cGMP-Bestimmung im Blutplasma kann so das gesamte natriuretische System des Herzens und des vaskulären Systems gemessen werden. Bei manifester, symptomatischer Herzinsuffizienz beträgt die diagnostische Sensitivität 90%, bei einer diagnostischen Spezifität von 90%. Wegen seiner guten Stabilisierbarkeit durch EDTA, eines spezifischen Phosphodiesterase-Inhibitors, und des Vorhandenseins hochspezifischer monoklonaler Antikörper ist cGMP in der Humanmedizin für die labordiagnostische Routineuntersuchung von Herzerkrankungen geeignet (VORDERWINKLER et al., 1991; PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Der second Messenger cGMP scheint sich nach bisherigen Untersuchungen in der Stammesentwicklung für die natriuretischen Peptide erhalten zu haben, so dass eine Diagnostik der Herzinsuffizienz bei Ziervogelpatienten verschiedener Artzugehörigkeit auf der Grundlage dieses Überträgerstoffes möglich erscheint. Daher sollten in dieser Arbeit erste orientierende Werte der cGMP-Blutplasmakonzentration bei Tauben (Columba livia f. dom.) und weiteren Vogelarten ermittelt werden. Zu dem sollte die Wirkung eines synthetischen chANP auf die cGMP-Plasmakonzentration überprüft werden. sowie das Verhalten der cGMP-Blutplasmakonzentration bei einer erhöhten Nachlast (erhöhte Druckbelastung des linken Ventrikels) des Herzens ermittelt und für an einer 39 Herzinsuffizienz klinisch erkrankten Tieren bestimmt werden, um damit im positiven Fall ein neues klinisch geeignetes Diagnostikum zum Nachweis der Herzinsuffizienz für die Vogelkardiologie zu erschließen (KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). 40 Material und Methodik 4 Material und Methodik Die nachfolgend beschriebenen Untersuchungen gliedern sich in Vor- und Hauptversuch. In ersten orientierenden Vorversuchen sollte für verschiedene Vogelarten (Pute (Meleagris gallopavo f. dom., Big-6-Puten; Heidemark), Legehenne (Gallus gallus f. dom., Hybrid Lohmann), Brieftaube (Columba livia f. dom.), Blaustirnamazone (Amazona aestiva aestiva), Venezuelaamazone (Amazona amazonica amazonica), Gelbbrustara (Ara ararauna), KongoGraupapagei (Psittacus erithacus erithacus), Timneh-Graupapagei (Psittacus erithacus timneh) und den Mäusebussard (Buteo buteo) die Blutplasmakonzentration von cGMP bestimmt werden. Im Nachfolgenden wurde überprüft, ob ein natriuretisches Peptid (chANP) einen Einfluss auf die Plasmakonzentration seines second Messngers bei verschiedenen Vogelarten (Legehennen (Gallus gallus f. dom., Hybrid Lohmann); Brieftauben (Columba livia f. dom.) und KongoGraupapageien (Psittacus erithacus erithacus)) hat. Im anschließenden Hauptversuch sollte unter zwei verschiedenen Intensitäten einer experimentellen induzierten Nachlasterhöhung des linken Ventrikels bei Brieftauben (Columba livia f. dom.) das Verhalten der Plasmakonzentration von cGMP beurteilt werden. Des Weiteren lag es nahe, cGMP bei klinisch kardial erkrankten Patienten der Klinik für Heimtiere, Reptilien, Zier- und Wildvögel der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover mit deutlichen röntgenologischen Veränderungen nachzuweisen. 4.1 Probanden Als klinisch unauffällige Versuchstiere wurden insgesamt 40 Brieftauben (Columba livia f. dom.), 10 Legehennen (Gallus gallus f. dom., Hybrid Lohmann) und 3 Kongo-Graupapageien (Psittacus erithacus erithacus) verwendet. Zusätzlich konnten Blutproben zum Nachweis von cGMP im Blutplasma in der klinischen Routinediagnostik von 10 Blaustirnamazonen (Amazona aestiva aestiva), 10 Venezuelaamazonen (Amazona amazonica amazonica), 10 Gelbbrustaras (Ara ararauna), 10 41 Material und Methodik Kongo-GP (Psittacus erithacus erithacus), 10 Puten (Meleagris gallopavo f. dom.) sowie 10 Mäusebussarden (Buteo buteo) gewonnen werden. 4.2 Haltung der Versuchstiere Die Tauben wurden in zwei geräumigen Innenvolieren, die jeweils eine Größe von 5 x 3 x 3 Meter aufwiesen, gehalten. Diese in Gruppen untergebrachten Brieftauben wurden einheitlich mit einem kommerziellen Taubenfutter (WEDUCO, Alleinfutter für Tauben) ad libitum ernährt. Im späteren Versuchsablauf, so fern die Tiere klinische Symptome zeigten, erfolgte eine Unterbringung in Einzelboxen (0,6 x 0,3 Meter). Alle Tauben stammten aus einem Schlag eines Brieftaubenzüchters aus Thüringen. Sie waren unterschiedlichen Alters, zu Versuchsbeginn jedoch alle adult (4 bis 7 Jahre). Es wurden männliche und weibliche Tauben zu etwa gleichen Teilen verwendet. Die Legehennen (aus konventioneller Volierenhaltung) etwa im Alter von 4 Monaten waren in der Versuchszeit in Bodenhaltung in einer Voliere mit der Größe von (5 x 3 x 3 Meter) untergebracht und wurden einheitlich mit einem kommerziellem Legemehl (DEUKA, Legemehl für Legehennen) ad libitum gefüttert. Die untersuchten Puten der Rasse Big-6-Puten (Heidemark Mästerkreise GmbH & CO.KG) aus dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover waren sechs Wochen alt, ausschließlich männliche Tiere und dienten der kommerziellen Fleischgewinnung. Die Puten wurden mit einem handelsüblichen Mastfutter ernährt. Die für die Untersuchungen verwendeten Mäusebussarde wurden im Zeitraum von 2005 bis 2009 als Wildvögel in die Klinik für Heimtiere, Reptilien, Zier- und Wildvögel eingeliefert. Die Greifvögel waren alle adult und besaßen einen guten Ernährungszustand. Für die Untersuchungen wurden Mäusebussarde ausgewählt, die als Unfallopfer mit leichten Schädeltraumen ohne größere Verletzungen in der Klinik vorgestellt wurden. Die Haltung der Vögel erfolgte bis zur Rehabilitation durch die Wildtier- und Artenschutzstation Sachsenhagen kurzfristig in Boxen mit der Größe 1,3 x 1,3 x 1,3 Metern. Zur Ernährung der Mäusebussarde wurden Eintagsküken und Mäuse verwendet. Sämtliche Psittaziden stammten aus einer Privathaltung und wurden gruppenweise in Innenvolieren mit Zugang zu Außenvolieren gehalten. Die Papageien wurden einheitlich mit 42 Material und Methodik einer kommerziellen Sämereienmischung (Witte Molen, Sämereienmischung für Ziervögel) unter Zufütterung von Früchten ad libitum ernährt. Die Gruppen der Psittaziden waren heterogen zusammengesetzt. Die einzelnen Tiere stammten überwiegend aus ehemals privater Einzelhaltung, in der Regel aus Wohnungshaltungen. Das Alter war bei wenigen Tieren sicher dokumentiert, alle untersuchten Papageienvögel können aber als adult gelten. Sämtliche Papageien wiesen einen guten Ernährungszustand auf. Sie waren klinisch unauffällig und flugfähig. Wasser stand allen Vögeln ad libitum zur Verfügung. 43 Material und Methodik 4.3 Vorversuche 4.3.1 cGMP-Blutplasmakonzentrationen verschiedener Vogelarten Zum Nachweis einer detektierbaren Blutplasmakonzentration von cGMP wurden insgesammt 110 Blutproben von klinisch unauffälligen Vögeln (10 Puten (Meleagris gallopavo f. dom.); 10 Legehennen (Gallus gallus f. dom., Hybrid Lohmann); 10 Brieftauben (Columba livia f. dom.), 10 Blaustirnamazonen (Amazona aestiva aestiva), 10 Venezuelaamazonen (Amazona amazonica amazonica), 10 Gelbbrustaras (Ara ararauna),10 Kongo-GP (Psittacus erithacus erithacus), 10 Timneh-GP (Psittacus erithacus timneh), 10 Mäusebussarden (Buteo buteo) gewonnen und die Plasmakonzentrationen dieses second Messengers der NP ermittelt. 4.3.2 Nachweis von natriuretischen Peptiden im Blutplasma Um zu überprüfen, ob kommerzielle und gängige Testsysteme zur Bestimmung von humanem ANP und humanem BNP verwertbare Ergebnisse für die untersuchten Vogelarten erbringen können, wurden sechs Plasmaproben von drei Tauben und drei Kongograupapageien auf diese NP untersucht. 4.3.3 Einfluss eines synthetischen natriuretischen Peptides (chANP) auf die cGMPBlutplasmakonzentration bei verschiedenen Vogelarten (Hühner, Brieftauben, Kongo-GP) In diesem Versuch sollte die Wirkung eines i.v. verabreichten synthetischen NP in Form von α-chANP auf die Plasmakonzention des second Messengers überprüft werden. Hierfür wurden sechs Legehennen (Gr. A), drei Kongo-Graupapageien (Gr. B) sowie zwölf Tauben (Gr. C – E) mit chANP in unterschiedlichen Dosierungen behandelt. Die Dosierungen für die jeweiligen Gruppen wurden wie folgt gewählt: 44 Material und Methodik Versuchsgruppen Dosierungen von α-chANP (Gruppengröße) (verabreichte Volumina) Gr. A (n = 6) 60 µg/ kg KM (0,7 ml) Gr. B (n = 3) 60 µg/kg KM (0,15 ml) Gr. C (n = 3) 20 µg/kg KM (0,1 ml) Gr. D (n = 3) 40 µg/kg KM (0,2 ml) Gr. E (n = 3) 60 µg/kg KM (0,3 ml) Das α-chANP wurde in Portionen von 200µg in getrockneter Form in einer gewährleisteten Reinheit von > 95% von der Firma PHOENIX PHARMACEUTICALS, INC. erworben und bei 5°C aufbewahrt. Zur eigentlichen Verwendung wurde das Hormon mit Wasser für Injektionszwecke unmittelbar vor der Verwendung rehydriert. Um den Einfluss der Injektionsmenge und der Narkose auf die Plasmakonzentration von cGMP zu überprüfen, lagen alle Tiere vor der Hormoninjektion 20 Minuten in Narkose und einem Tier jeder Gruppe wurde die äquivalente Volumenmenge zur späteren Hormoninjektion zwanzig Minuten vor der eigentlichen Hormongabe in Form von Wasser für Injektionszweck i.v. verabreicht. Auf Grund der besseren Durchführbarkeit der Blutentnahmen wurden die Tiere mit Hilfe von Isofluran (IsoFlo®, Albrecht GmbH) und einem kommerziell erhältlichen Narkosegerät (Stephens Anaesthetic Machine; Eickemeyer Tuttlingen) über eine Maskennarkose narkotisiert (3 Vol% Isofluran Einleitung/ 1 Vol% Isofluran Erhaltung). Die Blutentnahmen erfolgten alle 10 Minuten, so dass sechs Blutwerte pro Tier ausgewertet werden konnten. Blut wurde sowohl für die Blutchemie (Htk, Na+, K+, P) als heparinisiertes Blut sowie für die cGMP-Bestimmung als EDTA-Blut gewonnen (Tabelle 1). 45 Material und Methodik Tabelle 1: Versuchsplan zu Vorversuch 4.3.3: Einfluss eines synthetischen chANP auf die cGMP Blutplasmakonzentration bei verschiedenen Vogelarten. Gruppen; Dosierung von α-chANP Gr. A (n=6); Duchzuführende Applikationen und Probengewinnungn in verschiedenen Zeitabschnitten des Versuches 0 min 10 min 20 min 30 min - 20 min - 10 min (n = 1) (n = 1) Blutentnahme Blutentnahme Blutentnahme Blutentnahme Blutentnahme Blutentnahme 60 µg/kg KM (Heparin- Gr. B (n=3); EDTA-Blut) 60 µg/kg KM Nach Gr. C (n=3); Blutentnahme Blutentnahme 20 µg/kg KM i.v. i.v. Gr. D (n=3); applikation von applikation von 40 µg/kg KM Wasser chANP in der Gr. E (n=3); Injektionszwecke entsprechenden 60 µg/kg KM in Dosierung und (HeparinEDTA-Blut) der Placebofür äquivalenten Volumina zur Hormoninjektion und (Heparin- und (Heparin- EDTA-Blut) Nach EDTA-Blut) der Hormon- bei jedem Tier der Gruppen bei jeweils einem Tier der Gruppen Gr. A: Legehennen; Gr. B: Kongo-GP; Gr. C, Gr. D, Gr. E: Brieftauben 46 und (HeparinEDTA-Blut) und (HeparinEDTA-Blut) und Material und Methodik 4.4 Hauptversuche Im Hauptversuch I sollte der Einfluss induzierter kardialer Veränderungen auf die cGMPBlutplasmkonzentration untersucht werden. Hierfür wurde bei Brieftauben durch definierte Nachlasterhöhung das Herz belastet und mögliche Konzentrationsänderungen ermittelt. Im II. Hauptversuch wurde bei Kongo-Graupapageien mit röntgenologisch feststellbaren kardiologischen Veränderungen und entsprechender klinischer Symptomatik die cGMPBlutplasmakonzentration bestimmt. 4.4.1 Hauptversuch I In diesem Versuch sollte über eine Steigerung der Nachlast des Herzens eine Belastung des linken Ventrikels und damit eine mögliche Freisetzung von NP induziert werden. Resulierende Konzentrationsänderungen des second Messenger (cGMP) sollten ermittelt werden. Hierfür wurden 28 Brieftauben in vier Gruppen (Gr. A, Gr. B, Gr. CI und Gr. CII) eingeteilt. Bei den Tauben wurde durch das Subligieren herznaher Arterien eine Nachlasterhöhung des linken Herzens in zwei unterschiedlichen Intensitäten vorgenommen (4.4.1.1). Die Gruppeneinteilung war hierbei wie folgt: Gr. A (n=6): Kontrollgruppe (Operation ohne Ligaturen) Gr. B (n=6): ca. 50% Subligatur des rechten Tr. brachio. nach Abgang der A. carotis communis Gr. C (CI: n=8; CII n=8): ca. 80 – 90% Subligatur des rechten Tr. brachio. nach Abgang der A. carotis communis und eine 80-90% Subligatur der Aorta im Bereich des Aortenbogens. Die Tiere der Gr. A, der Gr. B und der Gr. CI wurden vor der Belastung einer eingehenden klinischen, einer elekrokardiographischen, einer phonokardiographischen sowie blutchemischen Untersuchung unterzogen. In Abhängigkeit von der Klinik der Tiere erfolgten 47 Material und Methodik nach der Herzbelastung die gleichen Untersuchungen in regelmäßigen Abständen bis zu drei Monaten oder bis zur Euthanasie der Tiere (Untersuchung zu den Zeitpunkten 0h, 8h, 12h, 24h, 48h sowie 3Monate nach Anlegen der Ligaturen). Die Tiere der Gr. CII wurden neben der Bestimmung der cGMP Konzentration ausschließlich einer echokardiographischen Untersuchung zur Beurteilung der linksventrikulären Funktion unterzogen und beim Auftreten deutlicher Veränderungen in der Sonographie euthanasiert. Die Bestimmung der cGMP Konzentration erfolgte für alle Tiere vor und während der Phase der kardialen Belastung in Abhängigkeit von der Klinik der Versuchstauben in regelmäßigen Abständen (Untersuchung zu den Zeitpunkten 0h, 8h, 12h, 24h, 48h sowie 3Monate nach Anlegen der Ligaturen). 4.4.1.1 Operationstechnik zum Subligieren herznaher Arterien zur definierten Nachlasterhöhung des linken Ventrikels Unter einer in der Vogelmedizin standardisierten Inhalationsnarkose mit Isofluran (Einleitungskonzentration 3 Vol% und Erhaltungskonzentration 1 - 2 Vol%.) wurden die Tauben narkotisiert, auf der linken Körperseite gelagert und der rechte Flügel nach dorsal ausgebunden. Die Narkosetiefe wurde über den Zwischenzehenreflex und den Flügelspannhautreflex überprüft und auf das Toleranzstadium eingestellt. Der Zugang zu den großen Gefäßen des Herzens erfolgte auf Grund der „Rechtsaorta“ von der rechten Seite des Vogelkörpers kranial der ersten Rippe. Nach einem etwa 2 cm großen Hautschnitt und nach Eröffnung des Klavikularluftsackes wurden die Aorta descendens und der rechte Truncus brachiocephalicus dargestellt (Abbildung 6). Das Ligieren der Gefäße erfolgte nach der Methode von ROCKMAN et al. (1991). Hierfür kam eine Ligaturklemme mit den dazugehörigen Ligaclips® der mittleren Größe der Firma ETHICON ENDO SURGERY, INC. zum Einsatz. Die Ligierung der Gefäße erfolgte unter Sichtkontrolle mit einem Endoskop (T 190-2700, Dr. Fritz; Lichtquelle von STORZ, Kaltlicht-Fontäne). Der vollständige Verschluß der Ligaturklemme wurde in Anlehnung an ROCKMAN et al. (1991) mit Kirschner-Bohrdrähten zwischen den Backen der Ligaturklemme verhindert (0,8 mm Durchmesser Draht für die Aorta (80-90% Subligatur), 1,4 mm bzw. 1 mm Durchmesser Draht für den Tr. brachio. (50% bzw. 80-90% Subligatur). Die Aorta wurde hierbei aus anatomischen Gründen erst nach Abgang des rechten und linken Tr. brachio. ligiert 48 Material und Methodik (Abbildung 7). Der Wundverschluss erfolgte chirurgisch durch eine fortlaufende KürschnerNaht (Nahtmaterial: Serafit USP 5/0) der Luftsackwand und einer Hautnaht mit Einzelheften (Nahtmaterial: Serafit USP 5/0). Abbildung 6: Darstellung des Tr. brachio. (T), der Aorta (A) sowie der V. cava cranialis (V) unter endoskopischer Sichtkontrolle. T A V Abbildung 7: Ligaturen des Tr. brachio und der Aorta (↓). Die Tiere der Kontrollgruppe wurden der gleichen Operation unterzogen, jedoch ohne die Gefäße zu ligieren. 49 Material und Methodik Als Abbruchkriterien des Versuches nach der Operation galten eine schwere Störung des Allgemeinbefindens mit Dyspnoe durch Ausbildung eines Lungenödems und völlige Teilnahmslosigkeit an der Umgebung mit vollständiger Verweigerung der Futteraufnahme. Eine Minderdurchblutung von Körperanhängen und deren Folgen führten ebenfalls zum Abbruch des Versuches. Alle Tauben wurden nach Versuchsende oder nach Abbruch der Studie durch eine Injektion von 1,3 ml Narcoren (200 mg Pentobarbital-Natrium) i.v. in die Vena ulnaris unter Vollnarkose euthanasiert. 4.4.2 Hauptversuch II In einer zweiten Studie wurde die cGMP-Blutplasmakonzentration von 10 klinisch auffälligen Kongo-Graupapageien (mäßiger Ernährungszustand, verminderte Leistungsfähigkeit sowie Schweratmigkeit nach der Belastung) und einer Gimpeltaube mit einer Ectopia cordis (LEGLER et al., 2009) bestimmt. Für diese Studie wurden Papageien, die in den Jahren 2005 – 2009 in der Klinik für Zier- und Wildvögel der Stiftung Tierärztlichen Hochschule vorgestellt wurden, ausgewählt. Die Tiere zeigten röntgenologisch arteriosklerotische Veränderungen (n=6; Abbildung 8) und/ oder eine Vergrößerung der Herzsilhouette (n=4; Abbildung 9) im Röntgenbild (Herzsilhouette > 65% der Thoraxbreite; nach PEES et al., 2006). Die Gimpeltaube wies in Zusammenhang mit einer Ectopia cordis eine Insuffizienz der rechten AV-Klappe auf. Bei einem Graupapagei konnte in einer echokardiographischen Untersuchung ebenfalls eine Insuffizienz der rechten AV-Klappe festgestellt werden. Vier der untersuchten Tiere verstarben im Untersuchungszeitraum und konnten einer pathologischen Untersuchung zugeführt werden. Die hochgradigen röntgenologisch diagnostizierten arteriosklerotischen Veränderungen wurden bei drei Tieren bestätigt. Das vierte Tier wies eine hochgradige Dilatation des rechten sowie des linken Ventrikels auf, was somit die röntgenologisch sichtbare massive Vergrößerung der Herzsilhouette erklärte. Als primäre Ursache konnte in diesem Fall eine Pilzinfektion der Lunge und Luftsäcke diagnostiziert werden. 50 Material und Methodik Abbildung 8: Pathologisch-anatomisch sowie röntgenologisch diagnostizierte Arteriosklerose (↓) eines Kongo-Graupapageien. H H Abbildung 9: Röntgenologisch erkennbare hochgradige Vergrößerung der Herzsilhouette (H) eines Kongo-Graupapageien. 51 Material und Methodik 4.5 Diagnostische Methodik und Probengewinnung 4.5.1 Blutentnahme und Probenaufbereitung Die Blutentnahme erfolgte mittels einer 0,7 x 30 mm starken Kanüle (Nr.12) aus der Vena ulnaris (jeweils im Wechsel an beiden Flügeln) mit Auffangen des Blutes im freien Fluss je 0,8 ml in ein EDTA- und in ein Lithium-Heparin-Röhrchen. Nach der Blutentnahme aus der Vena ulnaris wurde mit einem Mikrohämatokritröhrchen das Blut aus dem Kanülenkonus aufgesogen und anschließend mit Wachs verschlossen und sofort zentrifugiert. Unverzüglich wurde ebenfalls das Blutplasma gewonnen (Hard spin, Stat Spin®, IDEXX). Das EDTA-Plasma wurde bis zur Bestimmung des cGMP bei -20°C (nicht länger als fünf Monate) eingefroren. Aus dem Lithium-Heparin-Plasma wurden die blutchemischen Untersuchung am selben Tag der Blutentnahme durchgeführt. 4.5.2 Elektrokardiographische Untersuchung Die elektrokardiographische Untersuchung erfolgte unter Vollnarkose (Isofluran, siehe oben) entsprechend den Empfehlungen von LUMEIJ und STOKHOF (1985) mit Hilfe des Gerätes MAC®5000 (GE Medical Systems). Hierbei lagen die Tauben auf dem Rücken, die Elektroden wurden dabei an den beiden Flughäuten und den Kniefalten mit Hilfe von Krokodilklemmen angebracht. Das Gerät erlaubte eine Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 100 mm/s. Jeweils wurden die drei bipolaren Ableitungen nach EINTHOVEN und drei unipolare Extremitätenableitungen nach GOLDBERGER erfasst. Die ausführlichere Auswertung erfolgte anhand der II. Standardableitung nach EINTHOVEN. Beurteilt wurden dazu die Amplituden der P-, der S-Zacke und der T-Welle sowie das Q-TIntervall und die Herzfrequenz. Aus der II. und III. Standardableitung nach EINTHOVEN wurde die elektrische Herzachse anhand der Amplituden EINTHOVSCHEN-Dreieck ermittelt (ZUCKERMANN, 1956). 52 der S-Zacken im Material und Methodik 4.5.3 Phonokardiographische Untersuchung Die phonokardiographische Untersuchung erfolgte mithilfe des elektrischen Stethoskops von Welch Allyn meditron sowie mit der Software The Meditron Analyzer (Version 4.0.2V). Die Auskultation wurde an der rechten und linken seitlichen Brustwand im Bereich der Projektionsfläche des Herzens durchgeführt. Das in Zusammenhang mit den Herztönen aufgezeichnete EKG in der II. Standardableitung nach EINTHOVEN erlaubte eine bessere Zuordnung der Herztöne den Phasen der Herzaktionen. Hierbei wurden über 20 Sekunden die Herztöne jeder Seite aufgenommen. Die Auswertung erfolgte in Hinblick auf Herztöne und geräusche. So wurde die Abgesetztheit der Herztöne bei einem Filter von 125Hz beurteilt und erkennbare Nebengeräusche registriert. 4.5.4 Röntgenologische Untersuchung Die röntgenologische Untersuchung erfolgte mit Hilfe des Röntgengerätes Veterinary Diagnost 40 (Philips) bei 60KV und einer Belichtungszeit von 0,12 s. Die Röntgenplatte Trimax system 3M (Folientyp feinzeichnend) in Kombination mit der Röntgenfolie Medical X-Ray Screen Film grün sensitiv fand dazu Verwendung. Die Tiere wurden direkt auf der Röntgenplatte gelagert. Es wurden die in der Vogelmedizin üblichen standardisierten laterolateralen und dorso-ventralen Röntgenaufnahmen angefertigt. Anhand dieser Röntgenaufnahmen konnte auch der Sitz der Ligaturklemmen im Verlauf des Versuches überprüft werden. 4.5.5 Echokardiographische Untersuchung Die echokardiographische Untersuchung wurde mit dem Gerät Vivid 7 Dimension BT 08, in Kombination mit der Ultraschallsonde 10S, die im B-Mode eine Arbeitsfrequenz von 4,5 – 11,5 MHz aufweist (GE Medical System) durchgeführt. Der Untersuchungsgang erfolgte nach PEES et al. (2006). Die Tauben wurden in Narkose in der Rückenlage durch die rechte Fenestra des Brustbeines geschallt. Hierbei konnte im B-Mode Verfahren im Vierkammer−Längsachsenschnitt 53 Material und Methodik (SCHULZ, 1995) der linke Ventrikel beurteilt werden. Die Funktionsbewertung des linken Ventrikels erfolgte anhand der Verkürzungsfraktion (Fraktional Shortening; FS) der Herzkammer. Die FS (%) ergibt sich aus der Formel: 100 X (LVDd – LVDs) : LVDd ; (LVDd = linksventrikulärer enddiastolischer Durchmesser; LVDs = linksventrikulärer endsystolischer Durchmesser. Die Messung von LVDd/ LVDs erfolgte unmittelbar unter der linken AVKlappe (Abbildung 32). Zur Bestimmung der Enddiastole und der Endsystole erfolgte zusätzlich die Aufnahme eines EKG in der II. EINTHOVSCHEN-Standardableitung. Die Funktion der linken AV- Klappe wurde mit Hilfe des Farbdopplers sowie des PW- als auch des CW-Dopplers überprüft. Bei Auftreten von Jets in diesem Bereich wurde wenn möglich die Geschwindigkeit des Refluxes bestimmt. 4.6 Labordiagnostische Untersuchungsverfahren 4.6.1 Blutchemische Untersuchung Der Hämatokritwert (Htk) wurde bestimmt, indem das Blut mit einem mit Heparin beschichteten Hämatokritröhrchen aufgefangen und zu ¾ gefüllt wurde. Anschließend kam eine Hettich Mikro 12-24 Zentrifuge zum Einsatz, in der das Röhrchen bei 12000 U/min 5 min zentrifugiert wurde. Der Anteil der Erythrozyten-Fraktion an der aufgetrennten Blutsäule wurde mittels einer Hämatokrit-Harfe bestimmt. Das Plasma aller Probanden wurde am Tag der Gewinnung unter Einsatz des trockenchemischen Analysensystem Vitros (ehemals Kodak Ektachem) DT60 II® bearbeitet. Folgende Parameter wurden bei 37°C untersucht: AST (Aspartat-Amino-Transferase) AST katalysiert die Reaktion: α-Ketoglutarat + L-Aspartat ↔ L-Glutamat + Oxalacetat. In einer Hilfsreaktion erfolgt durch MDH (Malatdehydrogenase) die Oxidation von NADH zu NAD+ als: Oxalacetat + NADH + H+ ↔ L-Malat + NAD+. Die Abnahme der NADH-Konzentration im Zeitablauf wird bei einer Wellenlänge von 54 Material und Methodik 340 nm photometrisch gemessen und in AST-Aktivität umgerechnet (Handbuch ©Eastman Kodak Ektachem, 1992). LDH (Laktatdehydrogenase) Die Laktatdehydrogenase in der Probe katalysiert die Reaktion von Pyruvat + NADH zu Laktat und NAD+, wobei eine Änderung der Reflektionsdichte erfolgt. Diese Änderung wird photometrisch bei einer Wellenlänge von 340 nm gemessen, sie ist proportional zur Enzymaktivität (Handbuch ©Eastman Kodak Ektachem, 1992). CK (Creatinkinase) Creatinphosphat + ADP ↔ Creatin + ATP. Die Creatinkinase setzt Creatinphosphat und ADP zu Creatin und ATP um. ATP initiiert eine chemische Kettenreaktion, die eine Änderung der Reflektionsdichte hervorruft. Dies wird photometrisch bei 680 nm gemessen und aus dem Ergebnis lässt sich die CK-Aktivität bestimmen (Handbuch ©Eastman Kodak Ektachem, 1992). URIC (Harnsäure) Harnsäure wird oxidiert, wobei sich Allantoin und Hydrogenperoxid bilden. Hydrogenperoxid reagiert mit dem Indikator Leuco-Farbe zu einem farbigen Komplex, dessen Intensität proportional zur Konzentration der Harnsäure ist und photometrisch bei 660 nm gemessen wird (Handbuch ©Eastman Kodak Ektachem, 1992). K (Kalium) Den ionenselektiven Elektroden liegt als Messprinzip die Potentiometrie zugrunde. Für Messungen sind eine Referenzelektrode sowie eine Messelektrode erforderlich. Beide sind über eine leitende Brücke miteinander verbunden. Das Potential der Messelektrode ist so zu wählen, dass es auf die Konzentration des Kations, in diesem Fall Kalium, anspricht, während die Referenzelektrode eine konstante Spannung erhält. Die Messelektrode ist an ihrer Spitze mit einer Membran ausgestattet, die die entsprechenden Kationen durchlässt. Hat die Membran Kontakt mit der Lösung, die das entsprechende Kation enthält, so wandern die Kationen über die Membran in die Elektrode und verändern das Potential. Diese Änderung 55 Material und Methodik zwischen Mess- und Referenzelektrode wird gemessen. Es besteht eine logarithmische Beziehung zwischen der messbaren Spannungsänderung und der Konzentration der Probe (Handbuch ©Eastman Kodak Ektachem, 1992). P (Phosphor/Phosphat) Im Blut kommt Phosphor als anorganisches Phosphat, organischer Ester und als Phospholipid vor. Diagnostisch von Bedeutung ist das anorganische Phosphat, das mit Ammoniummolybdat die Verbindung Ammoniumphosphomolybdat bildet. Diese wird durch Reduktionsmittel zu Molybdänblau reduziert. Die Intensität der blauen Farbe ist proportional der Phosphatkonzentration und wird photometrisch bei 660 nm gemessen (Handbuch © Eastman Kodak Ektachem, 1992). 4.6.2 cGMP-Bestimmung Die cGMP-Bestimmung erfolgte durch die Firma IBL Hamburg, Gesellschaft für Immunochemie und Immunobiologie mbH. Testprinzip: Der cGMP Radioimmunoassay (RIA) enthält alle Regenzien für die Quantitative Bestimmung von cGMP in Urin oder Plasma sowie in Gewebe- und Zellextrakten. Die Methode basiert auf dem von STEINER et al. (1972) beschriebenen RIA für zyklische Nukliotide. Die hohe Spezifität, Empfindlichkeit (5 fmol/ Röhrchen) sowie die geringe Störanfälligkeit des Tests erlaubt die direkte Bestimmung von cGMP in Plasma- und Urinproben. Bei dem IBL-Radioimmunoassay werden in einem Teströhrchen die Proben bzw. der Standard mit 125 I-markiertem cGMP und vorpräzipitiertem Antikörper (Immunkomplex aus erstem und zweitem Antikörper) über Nacht inkubiert. In dieser Gleichgewichtsreaktion konkurrieren das unmarkierte cGMP (Standard/ Probe) und der radioaktive cGMP Tracer um die Bindung an dem spezifischen Antikörper. Die Inkubation wird beendet durch das Zumischen einer kopräzipitierenden Lösung (Trennreagenz) und nachfolgender Zentrifugation. Es bildet sich ein sehr fester Niederschlag. Nach quantitativem Dekantieren 56 Material und Methodik des gut ablaufenden Überstandes (freie Aktivität) wird in dem Niederschlag die gebundene Aktivität in einem Gammacounter bestimmt. Die Menge an gebundener Aktivität ist ein Maß für den cGMP-Gehalt der Probe, der an einer simultan erstellten Standardkurve abgelesen wird. Die Proben wurden im Doppelansatz bei einer Verdünnung von 1:51 untersucht. 4.6.2 Bestimmung von ANP und BNP Die Bestimmung von ANP und BNP erfolgte aus EDTA–Plasma über das „Medizinische Labor Hannover“. ANP wurde mit dem SHINORIA ANP Kit (CIS bio international) für hANP bestimmt. Das Prinzip ist ein Solid-phase (Sandwich) immunoradiometric Assay. Zur Bestimmung von BNP wurde der BNP Test von Triage® aus der Humandiagnostik verwendet. Das Prinzip ist ein Fluoreszenz-Immunoassay. 4.7 Pathomorphologische und pathohistologische Untersuchungen Die nach dem Versuch euthanasierten Tiere wurden einer pathologisch-anatomischen Untersuchung zugeführt. Hierbei wurde die Morphologie des Herzens beurteilt. Von jeweils drei Tieren der Gr. A, Gr. B sowie Gr. C erfolgte eine pathologisch-histologische Untersuchung des Myokards des linken Ventrikels mit Unterstützung des Instituts für Pathologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover. Hierfür wurden Proben in Formalin fixiert und im Anschluss im Institut für Pathologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover nach standardisierten Methoden mit Hämatoxylin-Eosin gefärbt und mikroskopisch beurteilt. 4.8 Statistische Methoden Bei der Beschreibung der Messwerte im Vorversuch sowie im Hauptversuchen ist neben dem arithmetischen Mittelwert (x) die Standardabweichung (S) angegeben. Für die statistische Untersuchung des Verlaufs der einzelnen Untersuchungsparameter wurden Varianzanalysen und nichtparametrische Gruppenvergleiche 57 (Rangvarianzanalysen) Material und Methodik durchgeführt. Zur statistischen Berechnung diente das Programm SPSS (BÜHL und ZÖFEL, 2002). Die graphische Darstellung wurde mit Hilfe von Microsoft® Excel 5.0 durchgeführt. In Fällen, wo eine statistische Signifikanz mitgeteilt wird, beruht diese auf einer varianzanalytischen Auswertung, für die eine α-Fehlerwahrscheinlichkeit (Wahrscheinlichkeit, dass ein gefundener Effekt doch nicht in der Gesamtpopulation existiert) von α = 0,05 festgelegt wurde. 4.9 Genehmigung der Tierversuche Die Untersuchungen dieser Arbeit waren unter dem folgenden Aktenzeichen als Tierversuchsvorhaben genehmigt: 33.42502/05-05.05. 58 Ergebnisse 5 Ergebnisse 5.1 Voruntersuchungen 5.1.1 Die cGMP-Blutplasmakonzentration verschiedener Vogelarten In einer ersten orientierenden Voruntersuchung sollten die Plasmakonzentrationen verschiedener Vogelarten für cGMP im Blut bestimmt werden. In allen untersuchten Spezies ließ sich eine Plasma-cGMP-Konzentration ermitteln. Die Ergebnisse finden sich als Orientierungswerte für die untersuchten Arten in der Tabelle 2. Hierbei ergaben sich speziesspezifische Unterschiede. So konnten beispielsweise signifikante Unterschiede zwischen der Konzentration der Brieftauben (x: 45,14 ± S: 18,72; 72,84 − 20,82 pmol/ml) und der von Venezuelaamazonen (x: 257,69 ± S: 48,83; 337,22 −198,84 pmol/ml) sowie Graupapageien (x: 100,11 ± S: 21,43; 60,82 − 128,44) festgestellt werden. Die Unterarten der Graupapageien wiesen im Gegensatz dazu nahezu identische Plasmakonzentrationen auf. Dagegen konnten bei Amazonenspezies (Blaustirn- und Venezuelaamazone) signifikant unterschiedliche Werte nachgewiesen werden. Die Venezuelaamazonen zeigten dabei mit 198,84 − 337,22 pmol/ml die höchste cGMPPlasmakonzentration aller untersuchten Spezies. Die tiefsten Werte wiesen hingegen Mäusebussarde (x: 17,66 ± S: 8,24; 7,2 − 33,5 pmol/ml) und Gelbbrustaras (x: 23,86 ± S: 15,41; 5,8 − 50,9) auf. 59 Ergebnisse Tabelle 2: cGMP-Blutplasmakonzentration (pmol/ml) verschiedener Vogelarten (Mittelwert = x; Standardabweichung = S; Minimalwert = XMin; Maximalwert = XMax ) Tierart (Anzahl untersuchter x±S XMin − XMax 36,45 ± 10,29 51,09 − 22,78 139,85 ± 36,91 62,67 − 179,56 45,14 ± 18,72 20,81 − 72,83 100,11 ± 21,43 60,82 − 128,44 114,40 ± 22,20 93,34 − 162,86 77, 43 ± 32,92 36,70 − 130,22 257,69 ± 48,83 198,84 − 337,22 23,86 ± 15,41 5,8 − 50,9 17,66 ± 8,24 7,2 − 33,5 Tiere) Pute (n=10) (Meleagris gallopavo f. dom.) Legehenne (n=10) (Gallus gallus f. dom.) Brieftaube (n=10) (Columba livia f. dom.) Kongo-Graupapagei (n=10) (Psittacus erithacus erithacus) Timneh-Graupapagei (n=10) (Psittacus erithacus timneh) Blaustirnamazone (n=10) (Amazona aestiva aestiva) Venezuelaamazone (n=10) (Amazona amazinica amazonica) Gelbbrustara (n=10) (Ara ararauna) Mäusebussard (n=10) (Buteo buteo) 60 Ergebnisse 5.1.2 Nachweis von natriuretischen Peptiden im Blut von Brieftauben und Kongo-GP In Tabelle 3 finden sich die ermittelten Konzentrationen für die NP im Blut von Brieftauben und Kongo-GP, die mit Hilfe zweier in der Humanmedizin routinemäßig verwendeter Testsysteme zum Nachweis von hANP und hBNP ermittelt wurden. Die Konzentration von ANP im Blut lag für die beiden untersuchten Spezies unterhalb der Nachweisgrenze des verwendeten Testsystems. Mit Hilfe des Testes zur Bestimmung des hBNP konnten in beiden Vogelarten eine Plasmakonzentrationen für NP dargestellt werden. Tabelle 3: Natriuretische Peptid Konzentrationen im Blutplasma von Brieftauben und Kongo-GP (Testsysteme zum Nachweis von hANP und hBNP) Untersuchte Probanden hANP (pg/ml) hBNP (pg/ml) Brieftaube 1 < 2,5 0,11 Brieftaube 2 < 2,5 0,36 Brieftaube 3 < 2,5 0,28 Kongo-Graupapagei 1 < 2,5 0,44 Kongo-Graupapagei 2 < 2,5 2,85 Kongo-Graupapgei 3 < 2,5 1,74 5.1.3 Einfluss eines i.v. verabreichten synthetischen natriuretischen Peptides (chANP) auf die Blutplasmakonzentration von cGMP verschiedener Vogelarten 5.1.3.1 Klinik der Tiere während der Durchführung des Versuches Alle Probanden zeigten während des Versuches keine klinischen Auffälligkeiten und keine Narkosezwischenfälle. Nach Beendigung der Isofluran-Narkose wachten alle Tiere innerhalb eines Zeitfensters von fünf Minuten auf und zeigten auch nach dem Versuch keine klinischen Auffälligkeiten. Bei allen Probanden konnte nach der Hormon-Applikation in subjektiver Einschätzung schlechter Blut gewonnen werden als vor der Verabreichung. 61 Ergebnisse 5.1.3.2 Einfluss auf die Konzentration von cGMP im Blutplasma. Die Tabelle 4 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der Konzentration von cGMP im Plasma der untersuchten fünf Vorversuchsgruppen (Gr. A − Gr. E) im zeitlichen Verlauf des Versuches über sechs Messzeitpunkte hinweg. Nach der i.v. Applikation eines synthetischen chANP konnte bei allen Tieren der Vorversuchsgruppen ein signifikanter Anstieg der cGMP Plasmakonzentration unabhängig von der Tierart festgestellt werden. Eine auffällige Erhöhung der Plasmakonzentration durch Injektion der gleichen Volumina eines Placebos (Wasser für Injektionszwecke) ließ sich bis 20 Minuten nach der Injektion bei keinem der so behandelten Probanden der unterschiedlichen Versuchsgruppen erzeugen. Die Plasmakonzentrationen im zeitlichen Verlauf verdeutlicht die Abbildung 10. 62 Ergebnisse Tabelle 4: cGMP-Blutplasmakonzentration (pmol/ml) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP bei verschiedenen Vogelarten (Gr. A − E) Zeit Probanden Gr. A -20 min -10 min (n = 3) x±S x±S x±S x±S 94,25 ± 271,56 ± 185,14 ± 134,42 ± 60,90 104,95 106,13 64,12 77,07 ± 326,73 ± 174,99 ± 129,92 ± 34,39 26,12 23,16 36,50 49,01 ± 298,44 ± 242,47 ± 137,57 ± 4,18 55,16 80,73 53,68 30,53 ± 324,77 ± 215,25 ± 131,8 ± 2,79 33,17 26,07 57,26 52,86 ± 566,12 ± 537,68 ± 516,57 ± 6,35 48,17 36,00 43,15 applikation x x (n = 1) (n =1) 142,1 160,65 108,04 106,98 50,72 51,99 24,48 25,96 (n = 3) Gr. E 30 min applikation (n = 3) Gr. D 20 min Hormon- (n = 3) Gr. C 10 min Plazebo- (n = 6) Gr. B 0 min 57,78 53,84 Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben Die Abbildung 10 verdeutlicht weiterhin den teilweise bestehenden deutlichen Unterschied zwischen den Tierarten. Während der durchschnittliche Anstieg der cGMP Konzentration im Plasma nach einer i.v. Verabreichung von chANP in einer Konzentration von 60 µg/kg KM für die Gruppe der Hühner (Gr. A) und die der Kongo-GP (Gr. B) nahezu identisch verlief, zeigten die Brieftauben (Gr. E) einen signifikant (p = 0,024) höheren Anstieg. Darüber hinaus zeigt die Abbildung 10 den zeitlichen Verlauf der cGMP-Plamakonzentration nach der Hormonverabreichung. Bereits bei der ersten Messung, 10 min nach der 63 Ergebnisse Applikation, lag der Maximalwert vor. Nachfolgend ist ein kontinuierlicher Abfall der Konzentration bei allen Vorversuchsgruppen zu erkennen. 600 cGMP-Plasmakonzentration (pmol/ml) 500 400 Gr. A Gr. B Gr. E 300 200 100 0 -20 -10 0 10 20 30 Zeit (min) Abbildung 10: Plasmakonzentration von cGMP (pmol/ml) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (60µg/kg KM; ↓) für Hühner (Gr. A), KongoGP (Gr. B) und Brieftauben (Gr. E). 64 Ergebnisse Die Abbildung 11 verdeutlicht den Einfluss einer chANP-Applikation auf die Plasmakonzentration von cGMP bei Brieftauben. Die Gr. E wies nach der Injektion von 60µg/kg KM signifikant (p = 0,002) höhere Konzentrationen im Plasma als die Gr. D (40 µg/kg KM) oder die Gr. C (20µg/kg KM) auf. Die Gr. D und C unterschieden sich nicht auffällig voneinander. 600 cGMP-Plasmakonzentration (pmol/ml) 500 400 300 Gr. C Gr. D 200 Gr. E 100 0 -20 -10 0 10 20 30 Zeit (min) Abbildung 11: Plasmakonzentration von cGMP (pmol/ml) bei Brieftauben im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP in unterschiedlichen Konzentrationen (Gr. C: 20µg/kg KM; Gr. D: 40µg/kg KM; Gr. E: 60µg/kg KM; ↓). 65 Ergebnisse 5.1.4 Einfluss eines i.v. verabreichten synthetischen natriuretischen Peptids (chANP) auf ausgewählte blutchemische Parameter der Versuchstiere 5.1.4.1 Hämatokrit Die Tabelle 5 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) des Htk (%) der untersuchten fünf Vorversuchsgruppen (Gr. A − Gr. E) im zeitlichen Verlauf des Versuches über die sechs Meßzeitpunkte vor und nach der Applikation von chANP. Hierbei konnten keine statistisch siknifikanten Veränderungen des Htk festgestellt werden, geringgradige Erhöhungen wiesen die Gruppen A, C, D sowie E, keine Veränderung die Gruppe B auf (siehe auch Abbildung 12). Tabelle 5: Hämatokrit-Entwicklung (%) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden Gr. A -20 min -10 min (n = 3) x±S x±S x±S x±S 42 ± 43,3 ± 44,7 ± 44,17 ± 5,32 5,89 6,19 5,04 47,67 ± 47,67 ± 47,33 ± 47,67 ± 5,03 7,51 7,51 6,51 53,33 ± 55,67 ± 58 ± 56 ± 2,08 4,51 2,16 2,00 47,67 ± 54 ± 52,67 ± 49 ± 1,53 1,00 2,52 4,00 50 ± 56 ± 56,67 ± 55,67 ± 2,65 2,65 3,06 3,79 applikation x x (n = 1) (n = 1) 40 38 51 52 58 58 50 50 (n = 3) Gr. E 30 min applikation (n = 3) Gr. D 20 min Hormon- (n = 3) Gr. C 10 min Placebo- (n = 6) Gr. B 0 min 54 50 Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben 66 Ergebnisse 80 70 60 Htk (%) 50 Gr. A Gr. B 40 Gr. C Gr. D 30 Gr. E 20 10 0 -20 -10 0 10 20 30 Zeit (min) Abbildung 12: Hämatokrit-Entwicklung (%) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (↓) bei Hühner (Gr. A), Kongo-GP (Gr. B) und Brieftauben (Gr. C − E). 67 Ergebnisse 5.1.4.2 Na+- Blutplasmakonzentration Die Tabelle 6 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der Na+Plasmakonzentration der untersuchten fünf Vorversuchsgruppen (Gr. A − Gr. E) im zeitlichen Verlauf des Versuches vor und nach der Applikation eines synthetischen chANP über die sechs Messzeitpunkte hinweg. Hierbei ließen sich keine signifikanten Konzentrationsveränderungen feststellen. Die Gruppen verhielten sich nicht einheitlich. Während die Gr. A und C nach der Hormonverabreichung einen leichten Abfall zu verzeichnen hatten, ließen die Gr. D und E einen geringgradigen Anstieg erkennen. Den schwankenden Verlauf der Plasmakonzentrationen verdeutlicht die Abbildung 13. Tabelle 6: Na+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden Gr. A -20 min -10 min Placebo- Hormon- Applikation Applikation x±S x±S x±S 146 135 144 ± 137,17 ± 141,5 ± 141,67 ± 4,29 15,68 3,02 2,07 140,33 ± 139,67 ± 134,33 ± 137 ± 2,08 8,08 5,51 7,55 144,33 ± 124,67 ± 143,33 ± 142 ± 5,86 16,01 26,76 14 139,33 ± 148,33 ± 139,33 ± 139,66 ± 8,96 16,26 6,51 6,03 132,33 ± 136 ± 139,67 ± 153,33 ± 13,61 15,71 18,93 40,21 141 143 136 131 142 139 (n = 3) Gr. E (n = 3) 30 min x±S (n = 3) Gr. D 20 min x (n = 1) (n = 3) Gr. C 10 min x (n = 1) (n = 6) Gr. B 0 min 136 138 Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben 68 Ergebnisse 190 Gr. A Na+-Plasmakonzentration 170 Gr. B 150 Gr. C Gr. D 130 Gr. E 110 90 -20 -10 0 10 20 30 Zeit (min) Abbildung 13: Na+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung (↓) von chANP bei verschiedenen Vogelarten (Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben). 69 Ergebnisse 5.1.4.3 K+-Blutplasmakonzentration Die Tabelle 7 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der K+Plasmakonzentration der untersuchten fünf Vorversuchsgruppen (Gr. A − Gr. E) im zeitlichen Verlauf des Versuches vor und nach der Applikation eines synthetischen chANP in unterschiedlicher Konzentration über die sechs Messzeitpunkte hinweg. Hierbei konnte ähnlich wie für die Na+-Plasmakonzentration kein signifikanter Einfluss der Hormonapplikation auf die Kaliumkonzentration im Blut ermittelt werden. Die Mittelwertkurven sind in Abbildung 14 graphisch dargestellt. Tabelle 7: K+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden Gr. A -20 min -10 min (n = 3) x±S x±S x±S x±S 3,83 ± 3,5 ± 3,85 ± 3,65 ± 0,18 0,43 0,20 0,29 3,2 ± 2,87 ± 3,07 ± 3,07 ± 0,52 0,50 0,59 0,51 2,87 ± 2,1 ± 3,07 ± 3,07 ± 0,75 0,17 1,03 0,67 3,27 ± 3,33 ± 2,67 ± 3,1 ± 0,40 0,96 0,50 0,35 3,33 ± 3,57 ± 3,53 ± 3,43 ± 0,49 0,70 0,23 0,28 Applikation x x (n = 1) (n = 1) 3,9 3,5 3,7 3,5 2,8 2,1 3,2 3,4 (n = 3) Gr. E 30 min Applikation (n = 3) Gr. D 20 min Hormon- (n = 3) Gr. C 10 min Placebo- (n = 6) Gr. B 0 min 3,4 3 Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben 70 Ergebnisse 6 K+-Plasmakonzentration 5 4 Gr. A Gr. B Gr. C Gr. D Gr. E 3 2 1 0 -20 -10 0 10 20 30 Zeit (min) Abbildung 14: K+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung (↓) von chANP bei verschiedenen Vogelarten (Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben) 71 Ergebnisse 5.1.4.4 P-Blutplasmakonzentration Der Tabelle 8 können die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der PPlasmakonzentration der untersuchten fünf Vorversuchsgruppen (Gr. A − Gr. E) im zeitlichen Verlauf des Versuches über die sechs Messzeitpunkte hinweg, vor und nach der Applikation eines synthetischen chANP in unterschiedlichen Konzentrationen entnommen werden. In den durchgeführten Versuchen konnte keine signifikante Abhängigkeit der PKonzentration im Plasma von der Hormonapplikation festgestellt werden. Die Abbildung 15 zeigt den schwankenden Verlauf der Mittelwertkurven der untersuchten Gruppen über den zeitlichen Verlauf des Vorversuches. Tabelle 8: P-Plasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden Gr. A -20 min -10 min Placebo- Hormon- Applikation Applikation x±S x±S x±S 1,57 1,45 1,27 ± 1,22 ± 1,31 ± 1,37 ± 0,15 0,21 0,36 0,27 0,91 ± 0,4 ± 0,63 ± 0,61 ± 0,25 0,12 0,14 0,16 0,89 ± 0,94 ± 1,28 ± 1,08 ± 0,52 0,65 0,74 0,61 1,05 ± 1,07 ± 1,05 ± 1,08 ± 0,45 0,66 0,54 0,57 1,13 ± 1,27 ± 1,40 ± 1,58 ± 0,20 0,19 0,3 0,37 0,71 0,69 1,29 1,27 0,77 0,59 (n = 3) Gr. E (n = 3) 30 min x±S (n = 3) Gr. D 20 min x (n = 1) (n = 3) Gr. C 10 min x (n = 1) (n = 6) Gr. B 0 min 0,49 0,71 Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben 72 Ergebnisse 4 P-Plasmakonzentration (mmol/l) 3,5 3 2,5 Gr. A Gr. B Gr. C Gr. D Gr. E 2 1,5 1 0,5 0 -20 -10 0 10 20 30 Zeit (min) Abbildung 15: Zeitlicher Verlauf der P-Plasmakonzentration (mmol/l) vor und nach der i.v. Verabreichung (↓) von chANP bei verschiedenen Vogelarten (Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben). 73 Ergebnisse 5.2 Hauptversuche In den Hauptversuchen sollte die Konzentration von cGMP im Blutplasma bei experimentell induzierten und klinisch pathologischen Veränderungen des Herzens ermittelt werden. Im Hauptversuch I wurde dazu die Bedeutung von definierten Nachlasterhöhungen des Herzens durch Subligaturen unterschiedlicher Ausprägung am rechten Tr. brachio. und der Aorta descendens auf den cGMP Blutspiegel untersucht. Der Hauptversuch II diente der Ermittlung des cGMP-Blutplasmaspiegels bei klinisch erkrankten Kongo-Graupapageien mit arteriosklerostischen Veränderungen sowie mit deutlich röntgenologisch erkennbaren Herzvergrößerungen. 5.2.1 Hauptversuch I: Einfluss von definierten Nachlasterhöhungen des linken Ventrikels auf den cGMP-Blutplasmaspiegel 5.2.1.1 Klinik der Tiere vor der Nachlasterhöhung, während der Operation und mit einer Nachlasterhöhung des Herzens. Eine klinische Allgemeinuntersuchung erbrachte für alle Versuchstiere ein ungestörtes Allgemeinbefinden. Die Untersuchung einer Sammelkotprobe auf Salmonellen und Parasiten verlief negativ. Alle Tiere zeigten eine arteigene Futter- bzw. Wasseraufnahme, die sich in einem guten Ernährungszustand (gute Ausprägung der Brustmuskulatur) der Brieftauben widerspiegelte. Klinische Hinweise auf Erkrankungen, hier insbesondere auf vorliegende Herz-Kreislauferkrankungen konnten nicht festgestellt werden. Während der Operationen verstarben drei Versuchstiere: B5, C7, C13. Die Todesursache war für alle drei Brieftauben eine starke Blutung in folge einer Ruptur eines herznahen Gefäßes. Einmal kam es beim Setzen des Ligaturclip zur Perforation des Tr. brachio. und zweimal wurde die V. cava cranialis bei der Darstellung der Aorta verletzt. In allen drei Fällen trat der Tod unmittelbar nach Verletzung des Gefäßes ein. Nach Beendigung der Isoflurannarkose erholten sich die Versuchstauben der Gr. A und B ohne klinische Zwischenfälle aus der Narkose. Die Tiere zeigten im Untersuchungszeitraum von drei Monaten keine klinischen Auffälligkeiten. Nur das Versuchstier B4 ließ kurze Zeit nach der Operation den rechten Flügel hängen und schon kurze Zeit später trat eine 74 Ergebnisse hochgradige Ödematisierung dieser Gliedmaße auf. Verantwortlich für die klinische Symptomatik war ein unbeabsichtigter vollständiger Verschluss des Tr. brachio.. Das Tier wurde deshalb 48h nach Setzen der Ligaturlegung euthanasiert. Auf Grund der Abweichungen vom Versuchsplan wurde diese Brieftaube B4 in die statistische Auswertung der Gruppe B nicht mit einbezogen und unabhängig von der Gruppe bewertet. Die Tiere der Gr. C zeigten nach Beendigung der Isoflurannarkose in unterschiedlicher Ausprägung eine Schwäche der Hintergliedmaßen (C1/C4/C9-C11/ C14 Parese; C5/C6 erst Parese (Abbildung 16) und nach 24h Paralyse; C2/C3 sowie C12/ C13/ C15/ C16 Paralyse). Hieraus resultierte eine Euthanasie von C1, C4 und C6 nach 48h und von C2, C3 und C5 nach 24h. Es verblieben in der Gruppe CI bis zum Zeitpunkt 48h drei Tiere. Die Tiere C9-C16 (Gruppe CII) wurden auf Grund eindeutig erkennbarer echokardiographischer Veränderungen nach 12h euthanasiert. Abbildung 16: Versuchstaube C4 mit Parese der Hintergliedmaße. Eine Besonderheit ließ das Versuchstier C8 erkennen. Eine zuerst deutlich sichtbare Parese der Hintergliedmaße nach 12h war mit 24h post operationem vollständig verschwunden. Das Tier zeigte nachfolgend und im Untersuchungszeitraum von 3 Monaten keine klinischen Symptome mehr. Die Sektionsergebnisse zeigten in diesem Fall, dass sich nach 12h die 75 Ergebnisse Ligatur um die Aorta gelöst hatte. Aus diesem Grund wurde das Tier ebenfalls separat betrachte und aus der statistischen Analyse der Gruppe CI ausgeschlossen. 5.2.1.2 Einfluss einer gesteigerten Nachlast des linken Herzens durch das Subligieren herznaher Arterien auf die Konzentration von cGMP im Blutplasma Die Tabelle 9 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standartabweichung (S) der cGMPPlasmakonzentration aller Versuchsgruppen des Hauptversuches im zeitlichen Verlauf des Versuches von bis zu 3 Monaten. In diesem Versuch ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den einzelnen Versuchsgruppen und im zeitlichen Verlauf. Sowohl eine Erhöhung der Nachlast durch eine 50%ige Subligatur des Tr. brachio. ohne klinische Symptome (Gr. B), als auch die Subligatur der Aorta (80 – 90%) und des Tr. brachio (80 − 90%) (Gr.C) mit deutlichen klinischen Symptomen verursachten keine signifikanten Unterschiede in der cGMP-Konzentration im Vergleich untereinander und zur Kontrollgruppe. Die bestimmten Werte lagen zu jeder Zeit in den Grenzen der im Vorversuch ermittelten Konzentrationen für gesunde Brieftauben. Selbst eine vollständige Ligatur des Tr. brachio. des Versuchstieres B4 sowie eine Ligatur der Aorta, die klinische Symptome hervorrief und sich nach 12 h löste (Tier C8), führten zu keiner signifikanten Erhöhung der cGMP-Plasmakonzentration. Die Mittelwertkurven sind in Abbildung 17 graphisch dargestellt und verdeutlichen den annährend identischen Verlauf innerhalb aller Gruppen. 76 Ergebnisse Tabelle 9: cGMP-Plasmakonzentration (pmol/ml) im zeitlichen Verlauf bei Tauben mit unterschiedlichen Intensitäten einer Nachlasterhöhung des linken Herzens durch Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 45,37 ± 50,52 ± 46,25 ± 47,01 ± 43,62 ± 48,54 ± (n = 6) 10,07 11,88 10,54 6,34 12,40 6,84 Gr. B 56,28 ± 54,85 ± 53,44 ± 51,73 ± 50,17 ± 43,43 ± (n = 4) 3,77 14,41 5,30 8,07 10.07 6,36 B4 39,23 40,34 38,23 41,57 37,89 Euthanasie Gr. CI 28,08 ± 43,67 ± 35,04 ± 34,86 ± 31,15 ± Euthanasie (C1-C7) 6,68 17,01 16,83 9,59 9,56 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 39,24 33,81 21,68 46,57 26,25 Gr. CII 36,31 ± 34,27 ± 36,57 ± (C9-C16) 0,01 9,13 7,97 37,94 Euthanasie (n = 7) Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio. 77 Ergebnisse 100 90 cGMP-Plasmakonzentration (pmol/ml 80 70 Gr. A 60 Gr. B B4 50 Gr. CI (C1-C7) C8 40 Gr. CII (C9-C16) 30 20 10 0 0 8 12 24 48 3 Monate Zeit (h) Abbildung 17: Blutplasmakonzentration von cGMP (pmol/ml) im zeitlichen Verlauf nach unterschiedlichen Intensitäten einer Nachlasterhöhung des linken Herzens durch Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.) 78 Ergebnisse 5.2.1.3 Einfluß der Subligaturen der herznahen Gefäße auf ausgewählte blutchemische Parameter bei Brieftauben 5.2.1.3.1 Hämatokrit In der Tabelle 10 sind die Gruppenmittelwerte (x) und die Standartabweichungen (S) der einzelnen Versuchsgruppen für den Htk (%) im zeitlichen Verlauf des Versuches dargestellt. Für die untersuchten Gruppen ergaben sich keine signifikanten Unterschiede für diesen Parameter zu allen Zeitpunkten des Versuches. Signifikante Änderungen des Htk im zeitlichen Verlauf innerhalb der Hauptversuchsgruppen durch das Ligieren herznaher Arterien konnte ebenfalls nicht nachgewiesen werden. Das Versuchstier B4 (vollständige Ligatur des Tr. brachio.) zeigte nach 48 einen abgesenkten Htk von 36%. Tabelle 10: Hämatokrit-Entwicklung (%) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h x±S Gr. A 51,83 ± (n = 6) 4,57 Gr. B 52 ± (n = 4) 2,94 B4 55 Gr. CI (C1-C7) 8h x±S − 12h x±S 51,33 ± 24h x±S − 2,80 − 54,5 ± − 4,73 − 48h x±S 3 Monate x±S 49,66 ± 49,66 ± 3,78 2,80 51,5 ± 49,25 ± 4,65 2,99 45 − 36 Euthanasie 51,66 ± 53,83 ± 55,67 ± 55,67 ± Euthanasie 3,20 7,05 8,98 7,09 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 52 53 51 48 − 51 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio. 79 Ergebnisse 5.2.1.3.2 Na+ -Konzentration Die Tabelle 11 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichungen (S) der Konzentration von Na+ im Blutplasma im zeitlichen Verlauf des Hauptversuches für die einzelnen Versuchsgruppen. In den durchgeführten Versuchen konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den Versuchsgruppen ermittelt werden. Keine signifikanten Konzentrationsänderungen von Na+ im Blutplasma konnte im zeitlichen Verlauf des Experimentes für die Versuchsgruppen nachgewiesen werden. Nur das Versuchstier B4 (vollständige Ligatur des Tr. brachio.) ließ ein deutliches Absinken der Na+-Plasmakonzentration nach 48h erkennen. Tabelle 11: Na+ -Konzentration im Blutplasma (mmol/l) nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Herzens; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 130,67 ± − 135,83 ± − 132,83 ± 133,83 ± (n = 6) 5,28 3,18 6,43 Gr. B 136,75 ± 132 ± 134,25 ± (n = 4) 1,89 3,74 2,06 B4 131 − 128 − 110 Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 136,33 ± − 138 ± 135 ± 138 ± Euthanasie 3,39 3,16 10,31 8,66 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 134 135 145 137 4,26 − 142 ± − 7,07 − 138 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio. 80 Ergebnisse 5.2.1.3.3 K+-Konzentration Die Tabelle 12 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standartabweichungen (S) der Konzentration von K+ im Blutplasma im zeitlichen Verlauf des Hauptversuches für die einzelnen Versuchsgruppen. In den durchgeführten Versuchen konnte kein signifikanter Unterschied zwischen den Versuchsgr. A und B ermittelt werden. Auch im zeitlichen Verlauf ergaben sich im Blutplasma keine signifikanten Konzentrationsveränderungen von K +. Nur das Versuchstier B4 (vollständige Ligatur des Tr. brachio.) ließ ein deutliches Ansteigen der Konzentration nach 48h auf 4,5 mmol/l erkennen. Die Versuchsgr. C wies nach 24 h einen durchschnittlich erhöhten Wert von 5,9 mmol/l auf. Diese Erhöhung ist bedingt durch die massiv gesteigerten Plasmakonzentrationen der Versuchstiere C2 (7,2 mmol/l) und C5 (10,5 mmol/l, siehe auch Anhang) nach 24h. Beide Tiere wurden aufgrund der klinischen Symptome nach 24h euthanasiert. 81 Ergebnisse Tabelle 12: K+-Konzentration (mmol/l) nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 3,17 ± − 3,13 ± − 3,17 ± 3,07 ± (n = 6) 0,32 0,28 0,21 Gr. B 3,75 ± 3,25 ± 3,38 ± (n = 4) 0,84 0,19 0,17 B4 3,6 − 3,8 − 4,5 Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 2,37 ± − 3,6 ± 5,9 ± 3,17 ± Euthanasie 0,67 1,47 3,29 0,95 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n= 6) (n = 3) C8 1,8 3,1 2,2 2,4 0,23 − 3,35 ± − 0,21 − 1,6 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio. 82 Ergebnisse 5.2.1.3.4 P-Konzentration Die Tabelle 13 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichungen (S) der PBlutplasmakonzentration der Hauptversuchsgruppen im zeitlichen Verlauf des Versuches. Hinsichtlich der P-Plasmakonzentrationen ergaben sich für die Gruppe A und B zu allen Meßzeitpunkten keine signifikanten Unterschiede. Auch die Versuchstiere B4 und C8 zeigten im Vergleich zum Verlauf der Kontrollgruppe keine auffälligen Unterschiede. Die Tiere der Versuchsgruppe CI (C1 − C7) wiesen gegenüber der Kontrollgruppe schon 12h (p = 0,009) nach dem Anlegen der Ligaturen höhere P-Plasmakonzentrationen auf, die sich nach 24h (p = 0,002) weiter deutlich steigerten. Der Konzentrationsbereich für gesunde Brieftauben (0,3 − 1,8 mmol/l; FUDGE, 2000) wurde deutlich überstiegen (siehe auch Abbildung 18). Tabelle 13: P-Konzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 0,92 ± − 1,03 ± − 1,06 ± 0,95 ± (n = 6) 0,40 0,35 0,28 Gr. B 0,83 ± 0,74 ± 1,33 ± (n = 4) 0,33 0,37 1,24 B4 1,07 − 0,94 Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 0,64 ± − 3,16 ± Euthanasie 0,39 − 1,28 ± − 0,72 1,02 a 1,77 ± − a 4,40 ± a 0,35 0,27 2,78 2,58 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 0,65 0,67 0,79 1,1 − 0,46 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio; a signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) zur Kontrollgruppe A im U-Test nach MANN und WHITNEY; Referenzbereich: 0,3 − 1,8 mmol/l, FUDGE, 2000. 83 Ergebnisse 5 4,5 P-Plasmakonzentration (mmol/l) 4 3,5 3 Gr. A Gr. B B4 Gr. CI (C1-C7) C8 2,5 2 1,5 --Referenzbereich-0,3 − 0,8 mmol/l 1 0,5 0 0 12 24 48 3 Monate Zeit (min) Abbildung 18: P-Plasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A:Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). 84 Ergebnisse 5.2.1.3.5 Harnsäure-Konzentration Die Tabelle 14 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der Harnsäure-Konzentration im Blutplasma im zeitlichen Verlauf des Hauptversuches. Dabei ergeben sich signifikante Unterschiede zwischen dem Konzentrationsverlauf der Gruppe C sowie der Gruppen B und A. Während die Konzentrationen der Gruppen A und B sich nicht deutlich von einander unterscheiden, zeigt die Gr. C bereits nach 12 h signifikant höhere Harnsäure-Werte (p = 0,015), die nach 24h (p = 0,002) weiter anstiegen und das Niveau auch nach 48h hielten. Der Referenzbereich gesunder Brieftauben von 70 −500 µmol/l (FUDGE, 2000) wird von den Tauben der Gr. C weit überschritten. Während das Versuchstier B4 im Vergleich zu den Tieren der Kontrollgruppe keinen Unterschied zeigt, lässt sich bei Versuchstier C8 ein Anstieg nach 24h (678 µmol/l) ermitteln, die Harnsäure-Konzentration fällt allerdings bereits nach 48h auf den Normalbereich ab (siehe auch graphische Darstellung Abbildung 19). 85 Ergebnisse Tabelle 14: Konzentration der Harnsäure (µmol/l) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 222,33 ± − 287,83 ± − 283,33 ± 254,83 ± (n = 6) 121,26 121,61 139,64 Gr. B 252 ± 475,75 ± 344 ± (n = 4) 66,91 115,76 88,29 B4 304 − 571 Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 268,5 ± − 3999,2 Euthanasie 146,28 − 296 ± − 110,12 350 a 1252,5 ± a − a 4464,33 a 145,52 884,81 ±3842,58 ±3487,83 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 305 580 678 389 − 359 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio; a signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) zur Kontrollgruppe A im U-Test nach MANN und WHITNEY; Referenzbereich: 70 − 500 µmol/l, FUDGE, 2000. 86 Ergebnisse 5000 4500 Uric-Plasmakonzentration (µmol/l) 4000 3500 3000 Gr. A Gr. B B4 Gr. CI (C1-C7) C8 2500 2000 1500 1000 --Referenzbereich-- 500 70 − 500 µmol/l 0 0 12 24 48 3 Monate Zeit (min) Abbildung 19: Harnsäure-Konzentration (µmol/l) nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). 87 Ergebnisse 5.2.1.3.6 CK-Konzentration Aus der Tabelle 15 können die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichungen (S) der CK-Konzentration im Blutplasma aller Hauptversuchsgruppen im zeitlichen Verlauf des Versuches entnommen werden. Die Tiere der Kontrollgruppe A weisen Auffälligkeiten zu den Meßzeitpunkten 12h und 48h auf, hier liegt die Plasmakonzentration der Kontrolltauben über dem bekannten Referenzbereich für Brieftauben (100 − 500 U/l; FUDGE, 2000). Auch die CK- Plasmakonzentrationen der Versuchsgruppe B zeigen keine signifikanten Unterschiede im Vergleich zur Kontrollgruppe A. Das Versuchstier B4 weist allerdings nach 48h mit 3567 U/l einen deutlich erhöhten Plasma CK-Wert auf. Im Vergleich mit den Tauben der Kontrollgruppe verhält sich die Gruppe C deutlich unterschiedlich. So ist in der Gruppe C ein signifikanter Anstieg der CK-Konzentation gegenüber der Kontrollgruppe im Blut mit Maximalwerten von über 11000 U/L bis 48h post OP zu verzeichnen (p = 0,002). Auch das Versuchstier C8 zeigte einen Anstieg der CKKonzentration, der sich allerdings zum Zeitpunkt der letzten Messung normalisiert hatte (siehe auch graphische Darstellung Abbildung 20). 88 Ergebnisse Tabelle 15: CK-Konzentration (U/l) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 202,5 ± − 1388,33 ± − 717 ± 377,67 ± (n = 6) 85,08 484,34 151,78 Gr. B 316,25 ± 609 ± 293,25 ± (n = 4) 60,43 324,14 100,71 B4 425 − 506 3567 Euthanasie 379,33 ± − 2103 ± 6767,67 Euthanasie Gr. CI (C1-C7) a 645,09 − 1708 ± − 956,20 − a a 5575 ± 86,74 1118,65 2209,94 ±4168,90 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 207 1095 1397 1456 − 305 Gr. A:Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio; a signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) zur Kontrollgruppe A im U-Test nach MANN und WHITNEY; Referenzbereich: 100 − 500 U/l, FUDGE, 2000. 89 Ergebnisse 8000 7000 CK-Plasmakonzentration (U/l) 6000 5000 Gr. A Gr. B B4 Gr. CI (C1-C7) C8 4000 3000 2000 1000 --Referenzbereich-100 − 500 U/l 0 0 12 24 48 3 Monate Zeit (min) Abbildung 20: CK-Plasmakonzentration (U/l) nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A:Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). 90 Ergebnisse 5.2.1.3.7 AST-Konzentration Die Tabelle 16 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der ASTKonzentration im zeitlichen Verlauf des Hauptversuches für alle Versuchsgruppen. Für die Kontrollgruppe A und die Gr. B ergaben sich keine deutlichen Unterschiede im zeitlichen Verlauf. In diesen Gruppen trat zum Meßzeitpunkt 12h nach der Ligaturlegung eine erhöhte Plamakonzentration von AST auf. Der über den Referenzbereich gesunder Tauben (100 − 400 U/l; FUDGE, 2000) liegende hohe Wert hatte sich allerdings bereits nach 48h normalisiert. Das Versuchstier B4 wies eine deutliche erhöhte AST-Konzentration nach 48h auf. Signifikante Unterschiede im Vergleich mit der Kontrollgruppen wies die Gr. C auf (p = 0,004, 12h). Die AST-Konzentration stieg zwischen den Messzeiten deutlich an und erreichte nach 48h einen Mittelwert von 2456,67 U/l (p = 0,024). Die Werte des Versuchstieres C8 lagen dagegen nur zum Zeitpunkt 24h post OP nur geringgradig über dem Referenzbereich (siehe auch Abbildung 21). 91 Ergebnisse Tabelle 16: AST-Konzentration (U/l) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 119,33 ± − 1125,83 ± − 342,67 ± 256,17 ± (n = 6) 41,59 117,433 142,03 Gr. B 115 ± 181 ± 284,25 ± (n = 4) 29,61 95,41 147,22 B4 34 − 2460 Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 129,83 ± − 2456,67 Euthanasie 565,97 − 1367,5 ± − 529,99 605 a 3468,33 ± − a a 1883 ± 39,03 171,82 2151,44 ± 293,17 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 144 192 578 243 − 132 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio; a signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) zur Kontrollgruppe A im U-Test nach MANN und WHITNEY; Referenzbereich: 100 − 400 U/l, FUDGE, 2000. 92 Ergebnisse 3000 AST-Plasmakonzentration (U/l) 2500 2000 Gr. A Gr. B B4 Gr. CI (C1-C7) C8 1500 1000 500 --Referenzbereich-100 − 400 U/l 0 0 12 24 48 3 Monate Zeit (min) Abbildung 21: AST-Plasmakonzentration (U/l) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio). 93 Ergebnisse 5.2.1.3.8 LDH-Konzentration Aus der Tabelle 17 können die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der LDH-Konzentrationen im zeitlichen Verlauf des Hauptversuches für alle Versuchsgruppen entnommen werden. Die Kontrollgruppe A und die Gr. B zeigten dabei keine auffälligen Unterschiede. Die Gr. B ließ nur zum Meßzeitpunkt 12h nach der Ligaturlegung eine geringgradig erhöhte Plasmakonzentration der LDH erkennen. Der über den Referenzbereich (50 − 400 U/l; FUDGE, 2000) für gesunde Brieftauben liegende erhöhte Wert hatte sich allerdings bereits nach 48h normalisiert. Beim Versuchstier B4 konnte nach 48h ein stark erhöhter LDH-Wert nachgewiesen werden. Signifikante Unterschiede im Vergleich mit dem Verlauf gesunder Brieftauben wies die Gr. C auf (p = 0,002, 24h; p = 0,024, 48h). Die Konzentration in dieser Gruppe lag bereits nach 12 h deutlich über dem Referenzbereich sowie den Konzentrationen der Kontrollgruppe und stieg zwischen den Messzeiten kontinuierlich an, um nach 48h einen Mittelwert von 7414,67 U/l zu erreichen. Die LDH-Konzentration des Versuchstieres C8 lag allerdings nur zum Zeitpunkt 24h geringgradig über dem Referenzbereich (siehe auch graphische Darstellung Abbildung 22). 94 Ergebnisse Tabelle 17: LDH-Konzentration (U/l) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 239,5 ± − 267,17 ± − 273 ± 284,5 ± (n = 6) 66,59 79,46 120,68 Gr. B a 65,5 ± 99,69 − 585,75 ± (n = 4) 10,28 B4 51 − 279 67,67 ± − 1176,33 ± Gr. CI (C1-C7) a a − 65,5 ± 741,36 21,09 1560 Euthanasie 7414,67 Euthanasie a a 22,09 1715,23 ± 993,17 ±565,84 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 52 100 567 56 − 70,25 ± 10,40 − 2874,83 a 51 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio; a signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) zur Kontrollgruppe A im U-Test nach MANN und WHITNEY; Referenzbereich: 50 − 400 U/l, FUDGE, 2000. 95 Ergebnisse 8000 7000 LDH-Plasmakonzentration (U/l) 6000 5000 Gr. A Gr. B B4 Gr. CI (C1-C7) C8 4000 3000 2000 1000 --Referenzbereich-50 − 400 U/l 0 0 12 24 48 3 Monate Zeit (min) Abbildung 22: LDH-Plasmakonzentration (U/l) nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). 96 Ergebnisse 5.2.1.4 Einfluss der Nachlasterhöhung des Herzens durch das Subligieren herznaher Arterien auf das EKG 5.2.1.4.1 Herzfrequenz In der Tabelle 18 sind die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichungen (S) der Herzfrequenzen der einzelnen Versuchsgruppen im zeitlichen Verlauf des Hauptversuches von bis zu drei Monaten aufgeführt. Keine signifikanten Unterschiede ergaben sich zwischen der Kontrollgruppe A und den Tieren der Gr. B. Das Versuchstier B4 wies nach 24h eine deutlich erhöhte Herzfrequenz von 330 Herzaktionen/min auf. Das Tier C8 dagegen zeigte keine Unterschiede zur Frequenz der Kontrollgruppe. Die Probanden der Gruppe C zeigten nach 24h deutlich erhöhte Herzfrequenzen, die sich nach 48h sogar auf im Mittel 340 Herzaktionen/ min steigerten. Im Vergleich dazu betrug die Herzfrequenz der Tauben der Kontrollgruppe zu diesem Zeitpunkt 250 Herzschläge/ min. Statistisch ließen sich diese Gruppenunterschiede nicht absichern. 97 Ergebnisse Tabelle 18: Herzfrequenzen (Herzschläge/min) im zeitlichen Verlauf des Versuches nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 215 ± − − 200 ± 250 ± 230 ± (n = 6) 74,5 24,5 55,9 41 Gr. B 195 ± 240 ± 150 ± 217,5 ± (n = 4) 30 81,2 30 51,2 B4 150 − − 330 − Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 170 ± − 200 ± 330 ± 340 ± Euthanasie 31 15,5 73,5 138,6 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) C8 180 180 180 180 − − − 180 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio. 98 Ergebnisse 5.2.1.4.2 Herzrhythmus Vor Beginn des Versuches zum Zeitpunkt 0h ließen jeweils drei Tiere der Gr. A, Gr. B und Gr. CI einen partiellen AV-Block 2. Grades erkennen (isolierte P-Zacken auf die zeitweise kein Kammerkomplex folgt; KERSTEN und MORISSE, 2001; siehe auch Abbildung 24). Alle anderen Brieftauben zeigten einen normalen Sinusrhythmus. Während die Tiere der Gr. A den diagnostizierten AV-Block auch in den Folgeuntersuchungen aufwiesen, war dieser bei den Tieren der Versuchsgruppen B und CI nicht mehr nachzuweisen, diese Tiere zeigten dann einen normalen Sinusrhythmus auf. In der Gruppe CI fiel das Versuchstier C4 12h mit erhöhter Nachlast des Herzens durch abnorme Kammerkomplexe auf. Die Kammerkomplexe waren in unregelmäßiger Folge abnorm gestaltet und ließen Aufsplitterungen erkennen, die P-Zacken zeigten ein ähnliches Bild (KERSTEN und MORISSE, 2001; Abbildung 26) 5.2.1.4.3 P-Zacke Der Tabelle 19 können die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der Amplituden der P-Zacken aller Hauptversuchsgruppen im zeitlichen Verlauf des Hauptversuches entnommen werden. Signifikante Unterschiede ließen sich zwischen den einzelnen Gruppen nicht herausarbeiten. Die Gr. C ließ zwar geringgradig erhöhte Werte nach 48h erkennen, diese waren statistisch jedoch nicht abzusichern. So besaßen zwei Tiere (C1 und C4) mit einer Amplitude von 0,7 mV bzw. 0,8 mV eine erhöhte P-Zacke, die außerhalb des Refernzbereiches für Brieftauben von 0,4 − 0,6 mV (LUMEIJ und STOKHOF, 1985) liegen. 99 Ergebnisse Tabelle 19: Mittlere Amplituden der P- Zacke (mV) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 0,39 ± − − 0,43 ± 0,41 ± 0,42 ± (n = 6) 0,05 0,06 0,07 0,03 Gr. B 0,43 ± 0,5 ± 0,45 ± 0,38 ± (n = 4) 0,12 0,1 0,09 0,06 B4 0,5 − − 0,5 Gr. CI (C1-C7) 0,4 ± − 0,45 ± 0,55 ± 0,63 ± 0,11 0,08 0,12 0,18 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 0,4 − 0,6 0,5 − − − Euthanasie Euthanasie 0,5 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio. 5.2.1.4.4 S-Zacke Die Tabelle 20 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der Amplituden der S Zacke aller Hauptversuchsgruppen im zeitlichen Verlauf des Versuches bis zu drei Monaten. Keine signifikanten Unterschiede liegen zwischen den Gruppen A, B und den Tieren B4 sowie C8 vor. Zu den Meßzeitpunkten 24 und 48 h nach dem Anlegen der Ligaturen zeigten die Tauben der Gr. C signifikant höhere Werte (p = 0,043, 24h) als die Kontrollgruppe A (siehe auch Abbildung 23). 100 Ergebnisse Die Gruppenmittelwerte für 24h und 48h nach dem Anlegen der Ligaturen liegen zudem außerhalb des Referenzbereiches für Brieftauben von 1,5 − 2,8 mV (LUMEIJ und STOKHOF, 1985). Tabelle 20: Mittlere Amplituden der S-Zacken (mV) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 2,13 ± − − 2,1 ± 2,2 ± 2,12 ± (n = 6) 0,58 0,48 0,49 0,52 Gr. B 1,93 ± 2,07 ± 1,93 ± 1,87 ± (n = 4) 0,32 0,22 0,17 0,25 B4 2,1 − − 2,2 − Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 1,93 ± − 2,28 ± 2,96 ± Euthanasie − − a 2,9 ± a 0,23 0,31 0,55 0,68 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 1,8 − 2,1 1,7 − 2 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio; a signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) zur Kontrollgruppe A im U-Test nach MANN und WHITNEY; Referenzbereich: 1,5 − 2,8 mV; LUMEIJ und STOKHOF, 1985. 101 Ergebnisse 3,5 3 Amplitude der S-Zacke (mV) --Referenzbereich-1,5 − 2,8 mV 2,5 Gr. A Gr. B B4 Gr. CI (C1-C7) C8 2 1,5 1 0,5 0 0 12 24 48 3 Monate Zeit (h) Abbildung 23: Mittleren Amplitude der S-Zacke (mV) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). 102 Ergebnisse 5.2.1.4.5 T-Welle Aus Tabelle 21 können die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der Amplituden der T-Welle aller Hauptversuchsgruppen im zeitlichen Verlauf des Versuches von bis zu drei Monaten entnommen werden. Dabei liegen keine signifikanten Unterschiede zwischen der Gruppen A und B sowie den Versuchstieren B4 und C8 vor. Zu den Meßzeitpunkten 24 h und 48 h nach dem Anlegen der Ligaturen zeigten die Tiere der Gr. C für die Amplitude der T-Welle signifikant höhere Werte (p = 0,048, 24h; p = 0,024, 48h) als die Tauben der Kontrollgruppe A (Abbildung 25). Die Gruppenmittelwerte 24h und 48h nach Anlegen der Subligaturen liegen an der Grenze des Referenzbereiches für Brieftauben (0,3 − 0,8 mV; LUMEIJ und STOKHOF, 1985) Tabelle 21: Mittlere Amplitude der T-Welle (mV) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 0,45 ± − − 0,44 ± 0,45 ± 0,49 ± (n = 6) 0,1 0,13 0,08 0,04 Gr. B 0,5 ± 0,45 ± 0,45 ± 0,41 ± (n = 4) 0,18 0,2 0,19 0,14 B4 0,4 − − 0,2 − Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 0,48 ± − 0,71 ± 0,8 ± Euthanasie − − a 0,82 ± a 0,15 0,28 0,36 0,29 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 0,3 0,4 0,3 0,4 − 0,4 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio; a signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) zur Kontrollgruppe A im U-Test nach MANN und WHITNEY; Referenzbereich: 0,3 − 0,8 mV; LUMEIJ und STOKHOF, 1985. 103 Ergebnisse 5.2.1.4.6 Q-T Intervall Der Tabelle 22 können die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) des Q-TIntervalls aller Hauptversuchsgruppen im zeitlichen Verlauf des Versuches entnommen werden. Es bestehen keine deutlichen Unterschiede zwischen der Gruppen A, B sowie den Tieren B4 und C8. Zu den Zeitpunkten 12h, 24h und 48 h nach dem Anlegen der Ligaturen zeigten die Probanden der Gruppe C signifikant höhere Werte (p = 0,002, 24h; p = 0,024, 48h) als die der Kontrollgruppe A. Die Gruppenmittelwerte für 24h und 48h liegen zudem außerhalb des Referenzbereiches für Brieftauben von 0,06 − 0,075 s (LUMEIJ und STOKHOF, 1985). Diesen Referenzbereich übersteigen auch Tiere der Gruppe A sowie Tiere der Gruppe B. Tabelle 22: Veränderung des Q-T Intervalls (s) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 0,07 ± − − 0,07 ± 0,06 ± 0,07 ± (n = 6) 0,006 0,007 0,008 0,005 Gr. B 0,08 ± 0,08 ± 0,08 ± 0,08 ± (n = 4) 0,006 0 0,008 0,003 B4 0,05 − Gr. CI (C1-C7) 0,08 ± − − − − a 0,05 Euthanasie 0,09 ± a 0,006 0,008 0,009 0,012 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 0,08 0,1 0,09 0,09 − 0,1 ± a 0,11 ± Euthanasie 0,08 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio; a signifikante Unterschiede (p ≤ 0,05) zur Kontrollgruppe A im U-Test nach MANN und WHITNEY; Referenzbereich: 0,06 − 0,075 s; LUMEIJ und STOKHOF, 1985. 104 Ergebnisse 5.2.1.4.7 Herzachse Die Tabelle 23 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der Herzachsen aller Hauptversuchsgruppen im zeitlichen Verlauf des Versuches. Es lassen sich keine auffälligen Unterschiede zwischen den Werten der Gruppen A, B sowie den Tieren der Gr. C darstellen. Tabelle 23: Mittlere Messwerte der Herzachsen (-°) nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S Gr. A 92,58 ± − − 90,5 ± 95,25 ± 90,75 ± (n = 6) 5,35 5,31 6,75 2,82 Gr. B 92,5 ±3,79 95 ± 99,38 ± 94,75 ± 4,69 2,69 1,89 − − (n = 4) B4 98,5 − − 102 − Euthanasie Gr. CI (C1-C7) 93,67 ± − 91,83 ± 91, 5 ± 92 ± Euthanasie 5,47 4,72 2,51 1,73 (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 6) (n = 3) C8 90 90 93 92 − 92 Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio. 105 Ergebnisse Abbildung 24: EKG (I, II, III: bipolare Standardableitungen nach Einthoven; aVR, aVL, aVF: unipolare Goldberger-Ableitungen) von Versuchstaube C2 vor Anlegen der Gefäßligaturen (Zeitpunkt 0 h) mit AV-Block 2. Grades (↓). 106 Ergebnisse T S Abbildung 25: EKG (I, II, III: bipolare Standardableitungen nach Einthoven; aVR, aVL, aVF: unipolare Goldberger-Ableitungen) von Versuchstaube C2 24h nach Anlegen der Ligaturen mit gesteigerter Herzfrequenz und Amplitudenerhöhungen der S-Zacke (S) und T-Welle (T). 107 Ergebnisse P S Abbildung 26: EKG (I, II, III: bipolare Standardableitungen nach Einthoven; aVR, aVL, aVF: unipolare Goldberger-Ableitungen) von Versuchstaube C4 24h nach Anlegen 80-90%iger Subligaturen an die Aorta und den Tr. brachio mit erkennbaren Aufsplitterungen (↓) in der P- (P) und S-Zacke (S). 108 Ergebnisse 5.2.1.5 Einfluss von Subligaturen an herznahen Arterien auf das Phonokardiogramm Die phonokardiographische Untersuchung aller Versuchstiere der einzelnen Versuchsgruppen erbrachte für alle Tiere vor der Belastung deutlich voneinander abgesetzte Herztöne ohne auskultierbare Herzgeräusche. Der 1. Herzton befand sich erwartungsgemäß zeitlich am aufsteigenden Schenkel der S-Zacke und der 2. Herzton folgte am Ende der T-Welle. Alle Tiere der Versuchs-Gr. B ließen nach dem Anlegen der Subligaturen ein holosystolisches Herzgeräusch erkennen, welches nur auf der rechten Körperseite auskultierbar war. Die Lage der Herztöne im Verhältnis zum EKG änderte sich nicht. Nur bei dem Versuchstier B4 konnte kein Herzgeräusch auskultiert werden. Die Probanden der Gruppe CI zeigten unterschiedliche Befunde. Hier konnte nur bei drei Tieren ein holosystolisches Herzgeräusch festgestellt werden. Bei diesen Vögeln waren die Geräusche ebenfalls nur auf der rechten Körperseite auskultierbar. Das Herzgeräusch von Versuchstaube C8 konnte 24h nach Anlegen der Subligaturen nicht mehr diagnostiziert werden (siehe auch Abbildung 27 und Abbildung 28). 109 Ergebnisse 1. 2. Herzton Abbildung 27: Unverändertes PKG von Taube B1 vor dem Anlegen der Gefäßligatur. 1. 2. Herzton Abbildung 28: PKG mit holosystolischem Herzgeräusch (↑; Taube B1, Zeitpunkt 48h). 110 Ergebnisse 5.2.1.6 Einfluss definierter Nachlasterhöhungen des Herzens auf die morphologisch ermittelte Verkürzungsfraktion (FS) des linken Ventrikels Die Tabelle 24 zeigt die Gruppenmittelwerte (x) und die Standardabweichung (S) der Verkürzungsfraktion des linken Ventrikels der Versuchstauben der Gr. CII (C9−C16) im zeitlichen Verlauf des Versuches. 12h nach dem Anlegen der Ligatur konnten massive echokardiographische Veränderungen der Tiere der Gr. CII festgestellt werden, so dass alle Versuchstiere dieser Gruppe bereits zu diesem Zeitpunkt euthanasiert wurden. Weiterhin kann der Tabelle 24 der Gruppenmittelwert und die Standardabweichung der Gruppe B drei Monate nach Anlegen der 50%igen Subligatur des rechten Tr. brachio entnommen werden. Die Probanden der Gruppe CII zeigen im zeitlichen Verlauf des Versuches einen signifikanten Abfall der FS des linken Ventrikels auf teilweise unter 10%. Dieser Abfall wird in Abbildung 29 verdeutlicht. Neben dem Verlust der FS konnte eine Dilatation des linken Ventrikels festgestellt werden, der sich in einer Erhöhung der LVDd sowie LVDs ausdrückte (siehe auch Anhang). Die Erweiterung des Ventrikels verdeutlichen die Abbildung 31 und Abbildung 32. Alle Tauben der Gruppe CII entwickelten im Verlauf des Versuches eine systolische Insuffizienz (Abbildung 30) der linken AV-Klappe mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit des Insuffizienz-Jets von 2,42 m/s. Dies entspricht einer mittleren Druckdifferenz von 23,71 mmHg zwischen linken Atrium und linken Ventrikel in der Systole. Die Tiere der Gruppe B wiesen im Vergleich zu den Tauben der Gr. CII zum Zeitpunkt 0h (vor Setzen der Ligaturen) keine signifikanten Unterschiede auf (Tabelle 24). 111 Ergebnisse Tabelle 24: Veränderung der Verkürzungsfraktion (FS; %) des linken Ventrikels in folge einer Nachlasterhöhung des Herzens durch Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien im zeitlichen Verlauf (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) Zeit Probanden Gr. B 0h 8h 12h 24h 48h 3 Monate x±S x±S x±S x±S x±S x±S − − − − − 33,98 ± (n = 4) 3,61 Gr. CII (C9-C16) 39,77 ± 25,99 ± 12,11 ± (n = 7) 7,05 7,34 8,26 Euthanasie Gr. B: 50%ige Subligatur Tr. Brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur Aorta und Tr. brachio. 112 Ergebnisse 45 40 35 FS (%) 30 25 Gr. B Gr. CII (C9-C16) 20 15 10 5 0 0 8 12 3Monate Zeit (h) Abbildung 29: Änderung der mittleren FS (%) des linken Ventrikels nach einer definierten Nachlasterhöhung des linken Herzens (Gr. B: 50%ige Subligatur Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur Aorta und Tr. brachio.). 113 Ergebnisse Abbildung 30: Insuffizienz der linken AV-Klappe mit Insuffizienz-Jet in der Systole. 114 Ergebnisse Abbildung 31: Endsystolische Aufnahme des linken Ventrikels im B-Mode zum Zeitpunkt 0h der Versuchstaube C12. 115 Ergebnisse Abbildung 32: Endsystolische Aufnahme des linken Ventrikels im B-Mode zum Zeitpunkt 12h nach Anlegen 80-90%iger Subligaturen an die Aorta und den Tr. brachio. der Versuchstaube C12. (Messpunkte zur Ermittlung der FS eingezeichnet). 116 Ergebnisse 5.2.1.7 Röntgenologische Untersuchung Die röntgenologische Untersuchung erbrachte für die Versuchstauben der Gr. CI sowie der Gr. B einen korrekten Sitz der Ligaturklemmen. Das Versuchstier C8 ließ bei der Röntgenaufnahme 24 h nach dem Anlegen der Subligaturen eine Dislokation der um die Aorta gelegten Ligaturklemme erkennen. 5.2.1.8 Pathomorphologische und pathohistologische Untersuchungen Die pathologisch-anatomische Untersuchung erbrachte für die Tiere der Gr. C eine hochgradige Dilatation des linken Ventrikels im Vergleich mit den Tauben der Kontrollgruppe. Die Probanden der Gruppe B ließen makroskopisch keine Unterschiede im Vergleich zu denen der Kontrollgruppe erkennen. Verdeutlicht sind diese Unterschiede in der Abbildung 33. Anhand der pathologisch-histologischen Untersuchung (durchgeführt mit Unterstützung des Instituts für Pathologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover) konnten für zwei Tiere der Gruppe A eine geringgradige, multifokale Infiltration des Myokards mit reifen Adipozyten (Lipomatosis cordis) nachgewiesen werden. Eine Brieftaube dieser Gruppe zeigte eine geringgradige, fokale, lympho-histozytäre Myokarditis unklarer Ursache. In der Gruppe B wiesen zwei Tieren eine geringgradige, multifokale Infiltration des Myokards mit reifen Adipozyten (Lipomatosis cordis) auf. Das dritte Tier ließ keine Myokardveränderungen erkennen. In der Gruppe C konnte ebenfalls bei zwei Tauben eine geringgradige Lipomatosis cordis festgestellt werden. Auch in dieser Gruppe zeigte eine Brieftaube eine geringgradige, fokale, lympho-histozytäre Myokarditis unklarer Ursache. 117 Ergebnisse A B C Abbildung 33: Situs des linken Ventrikels der Versuchstiere A4 (A), B2 (B) sowie C5 (C). 118 Ergebnisse 5.2.2 Hauptversuch II: Einfluss von kardiologischen Erkrankungen auf die cGMP-Bluplasmakonzentration bei Kongo-Graupapageien Die Konzentrationen von cGMP im Blutplasma aller 10 Kongo-GP, die entweder eine röntgenologisch deutlich vergrößerte Herzsilhouette (n = 4) und/ oder röntgenologisch hochgradig arteriosklerotische Veränderungen (n = 6) aufwiesen, lagen alle im Bereich der ermittelten Konzentrationen klinisch unauffälligen Graupapageien. So betrugen die Plasmakonzentrationen der erkrankten Tiere (Xmin − Xmax) 83,65 − 112,91 pmol/ml gegenüber den eigenen orientierenden Werten klinisch unauffälliger Graupapageien: 60,82 − 128,44 pmol/ml) Die Gimpeltaube, die eine insuffiziente rechte AV-Klappe infolge einer Ectopia cordis aufwies, besaß eine cGMP-Blutplasmakonzentration von 52,83 pmol/ml. Dieser Wert lag ebenfalls im Konzentrationsbereich von 20,81 − 72,83 pmol/ml gesunder Brieftauben. 119 Diskussion 6 Diskussion Die Physiologie der kardialen natriuretischen Peptide und ihre Beteiligung an der HerzKreislaufregulation konnte für einige Vogelarten in Analogie zum Menschen in wenigen Studien bereits dargestellt werden (GRAY et al., 1991; SCHÜTZ et al., 1992; GRAY, 1993; BRENNER und GERSTENBERGER, 1999; TRAJANOVSKA et al., 2007). Die NP und ihr second Messenger gelten in der Humanmedizin als geeignete Parameter zur Diagnostik von Herzinsuffizienzen (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Beim Vogel ist das Verhalten der NP und vor allem des second Messengers (cGMP) in pathologischen Herz- Kreislaufsituationen nicht bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurden deshalb in einem Vorversuch die Plasmakonzentrationen von cGMP im Blut für verschiedene Ziervogelarten bestimmt und der Einfluss einer intravenösen Bolusinjektion eines natriuretischen Peptides (chANP) auf diese Konzentration überprüft. Im anschließenden Hauptversuch konnten die Bedeutung von Nachlasterhöhungen des Herzens durch das Anlegen von Subligaturen an den rechten Tr. brachiocephalicus sowie der Aorta für die Konzentration dieses second Messengers untersucht werden. Weiterhin wurden klinisch erkrankte Kongo-GP mit Herz- sowie Gefäßerkrankungen untersucht, um mögliche Einflüsse dieser Erkrankungen auf die cGMP-Konzentration im Blut zu gewinnen. Mit diesen Untersuchungen sollte die Frage geklärt werden, ob die cGMP-Blutplasmakonzentration einen geeigneten Parameter zur Diagnostik von Herzinsuffizienzen bei ausgewählten Ziervögeln darstellt. 6.1 Probanden Die Gruppe der Brieftauben, die für die Versuche zur Verfügung standen, stammten alle aus einem Schlag von einem Züchter aus Thüringen, um auf eine weitestgehend homogene Versuchsgruppe zurückgreifen zu können. Bei diesen Tauben waren, wie zu erwarten, geringgradige Gewichtsunterschiede sowie physiologische Größenunterschiede feststellbar. Zudem wurden adulte männliche und weibliche Tiere in den Untersuchungen verwendet, die eine Altersschwankung von vier bis sieben Jahren aufwiesen. Aus diesen Gegebenheiten 120 Diskussion waren geringgradige Schwankungen in einzelnen Befunden zu erwarten und erklärbar (FUDGE, 2000). Die für die Untersuchungen verwendeten Hühner und Puten stammten aus einer kommerziellen Brüterei. Sie stellten damit eine homogene Versuchsgruppe dar, die in Genetik, Alter und Geschlecht einheitlich waren. Dagegen gelten Großpapageien als teure und sehr anspruchsvolle Tiere. Eine homogene Stichprobengruppe zu bilden, die den hohen Ansprüchen an Patientenkollektive zur Erstellung von Referenzwerten entspricht (KRAFT et al., 1995), ist bei dieser Vogelgruppe nicht zu realisieren. Die meisten in der Papageienmedizin publizierten Vergleichswerte beruhen deshalb auf Untersuchungen, die an heterogenen Patientenkollektiven (HOCHLEITHNER et al., 1997) oder sogar an nicht weiter definierten Probandengruppen erfolgten (FUDGE, 2000). Bei der Anwendung der in der vorliegenden Arbeit erstellten orientierenden Vergleichswerte müssen diese Einflüsse berücksichtigt werden. Die Individuen der heterogenen Gruppe der untersuchten Papageien wiesen jedoch ein ungestörtes Allgemeinbefinden, eine vollständige Flugfähigkeit und eine völlige Unauffälligkeit im Gruppenverband auf und wurden auf Grund dieser Kriterien für die Studie ausgewählt. Nur bei den Tieren des zweiten Hauptversuches handelte es sich um Probanden, die auf Grund ihrer klinischen Symptome und speziell der Beteiligung des Herzens am Krankheitsgeschehen ausgesucht wurden. Die Gruppe der Mäusebussarde stellten in Analogie zu den Papageien ebenfalls eine heterogene Versuchsgruppe dar. Bewusst wurden jedoch Tiere untersucht, die neben einem Schädeltrauma keine weiteren Verletzungen aufwiesen und deren guter Ernährungszustand auf ein ungestörtes Allgemeinbefinden vor der Traumatisierung durch einen Unfall schließen ließ. 6.2 Auswirkungen der Subligaturen an herznahen Arterien auf die Klinik und die blutchemischen Parameter der Probanden Das operative Vorgehen zum Subligieren der Aorta nach ROCKMAN et al. (1991) ist eine anerkannte Technik zur Erzeugung einer standardisierten Herzbelastung in der experimentellen Kardiologie (KISS et al., 1995; SIRI et al., 1991; MALHOTRA et al., 1992) und wurde deshalb für den eigenen Versuchsaufbau gewählt. 121 Diskussion Das chirurgische Fenster, durch das der Zugang zu den großen Gefäßen des Herzens bei Brieftauben erfolgt, ist kranial der ersten Rippe auf Grunde der anatomischen Verhältnisse bei Vögeln sehr klein, zudem befinden sich die großen Gefäße tief im Körperinneren. Dieses gilt im besonderen Maße auch für die in den eigenen Untersuchungen verwendeten Tauben. Aus diesen besonderen anatomischen Verhältnissen resultiert ein erhöhtes Risiko für die Verletzung umliegender Gewebe und hier vor allem dünnwandiger Gefäße, wie beispielsweise der Vena cava cranialis. Dieses erhöhte Operationsrisiko führte dann auch zu den Verletzungen der herznahen Gefäße, die für den Tod der Versuchstiere B5, C7 und C13 ursächlich waren. Auf die Manipulation und Traumatisierung des umliegenden Gewebes durch den chirurgischen Zugang sind auch die erhöhten AST-, LDH- und CK- Konzentrationen im Blutplasma der Probanden der Gr. B sowie der Gr. A zurückzuführen (FUDGE, 2000; SCOPE, 2007). Alle drei Enzyme weisen eine hohe Aktivität vor allem in der quergestreiften Muskulatur auf. Die bei den eigenen Versuchstieren festgestellte schnelle Normalisierung der Konzentrationen im Blut nach bereits 48h deutet auf eine nur mäßige Traumatisierung während des operativen Eingriffes oder eine schnelle Heilung der verletzten Gewebe hin. Die theoretisch zu erwartenden hämodynamischen Folgen der Operation beruhen auf einem durch die Subligaturen verminderten Blutfluss durch die ligierten Gefäße. Diese Einschränkung des Blutfußes führt zu einer Volumenverminderung im nachgeschalteten Versorgungsgebiet und zu einem Rückstau des Blutes zum Herzen. Auf Grund dieser pathophysiologischen Veränderungen ergibt sich eine Nachlasterhöhung des linken Ventrikels mit einem gesteigerten endsystolischen Füllungsvolumen und einem gesteigertem ventrikulären Druck. Die Folge ist eine erhöhte Wandspannung. Aus diesen hämodynamischen Veränderungen resultiert die in den Untersuchungen (Elektrokardiographie, Ultraschall, pathologisch-morphologische Untersuchung) ermittelte Dilatation des Ventrikels. Der gesteigerte ventrikuläre Druck sowie die Dilatation führen zur Insuffizienz der linken AVKlappe mit dem entsprechenden Jet. Die 50%ige Subligatur des rechten Tr. brachiocephalicus der Versuchsgruppe B erbrachte lokale hämodynomische Veränderungen, die sich als holosystolisches Geräusch im PKG darstellten. Der Einfluss auf die Herzfunktion der Brieftauben kann jedoch als gering eingeschätzt werden, weil bei keinem Versuchstier dieser Gruppe auch drei Monate nach dem 122 Diskussion Anlegen von Subligaturen Veränderungen im Allgemeinbefinden, EKG sowie Sonographie erkennbar waren. Weiterhin zeigten die Tiere in der pathologisch-anatomischen und auch in der pathologisch-histologischen Untersuchung keine Auffälligkeiten, die Befunde entsprachen denen der Tauben in der Kontrollgruppe. Wobei die histologisch festgestellte Lipomatosis cordis vermutlich ernährungsbedingt ist (SCHMIDT et al., 2003). Diese Ansammlung von reifen Adipozyten im Myokard trat bei den Tauben aller Versuchsgruppen in gleichem Maße auf. Ebenfalls als sekundärer Befund kann die geringgradige lympho-histozytären Myokarditis eines Tieres der Kontrollgruppe A sowie der Gruppe C gewertet werden. Die klinischen Symptome der Versuchstaube B4 waren die Folge einer nicht geplanten vollständigen Ligatur des Tr. brachiocephalicus. Die so unterbrochene Perfusion des Versorgungsgebietes führte zur Gliedmaßennekrose unter den klinischen Symptomen einer vollständigen Lähmung des entsprechenden Flügels. Die veränderten blutchemischen Parameter, insbesondere der Anstieg der in der Muskulatur in hoher Konzentration vorkommenden Enzyme AST, LDH und CK, weisen auf ein großflächiges Absterben von Muskelzellen mit einer hochgradigen Freisetzung dieser Enzyme ins Blut hin (FUDGE, 2000; SCOPE, 2007). Die Veränderungen der intravasalen Elektrolytkonzentrationen und hier vor allem die Erhöhung der Kaliumionenkonzentration beruhen vermutlich ebenfalls auf der großflächigen Nekrotisierung des Muskelgewebes (FUDGE, 2000). Auf Grund dieser veränderten Elektrolytkonzentrationen im Blut sowie physiologischen Mechanismen zur Aufrechterhaltung eines adäquaten Perfusionsdruckes zur Gewährleistung der Minderversorgung aller Gewebe (auch des unterversorgten Flügels) ist eine intravasale Flüssigkeitszunahme zu erwarten (POWELL und MITCHELL, 1999). Mit einer solchen Volumenzunahme im Blutkreislauf könnte der sinkende Hämatokrit der Versuchstaube B4 im Verlaufe des Versuches erklärt werden. Die etwa 80 − 90%ige Subligatur der Aorta in Kombination mit einer 80 − 90%igen Subligatur des rechten Tr. brachiocephalicus führten bei den Probanden des Hauptversuches I zu einer auffälligen Minderdurchblutung kaudaler Körperabschnitte. Von dieser Unterversorgung war neben den Nieren vor allem auch die Muskulatur betroffen. Daraus resultiert, in Analogie zu Versuchstier B4, eine drastische Plasmakonzentrationserhöhung der Enzyme AST, LDH und CK, die eine hohe Konzentration in quergestreifter Muskulatur aufweisen. 123 Diskussion Die im Blutplasma hochgradig erhöhten Harnsäure- und P-Konzentrationen sind als Ausdruck der verminderten Durchblutung der Niere zu interpretieren (FUDGE, 2000; SCOPE, 2007). Ein erhöhter Phosphorgehalt sowie eine erhöhte Kalumionenkonzentration, wie sie bei einigen Tieren der Versuchsgruppe CI im Laufe des Versuches auftrat, sind in der Literatur auch in Zusammenhang mit einem hochgradigen Absterben von Muskelzellen beschrieben (FUDGE, 2000). LDH weist neben der hohen Konzentration in Muskelzellen auch eine gesteigerte Aktivität in Nierenzellen auf, so dass beim Absterben von Nierengewebe durch die verminderte Durchblutung dieses Enzym ebenfalls mehr ins Blut freigesetzt wird (FUDGE, 2000). Bei den Versuchstieren, die bereits nach 24h auf Grund ihrer hochgradigen klinischen Symptome euthanasiert wurden, ist ein möglicherweise durch einen Thrombus bedingter vollständiger Verschluss der Aorta nicht ausgeschlossen. Mit einem solchen Verschluss lässt sich die Klinik der vollständig gelähmten Hintergliedmaßen erklären, die dem klinischen Bild der Thromboembolie im Aortenbereich z.B. der Katze entspricht (SUTER, 2001). Die Subligaturen waren in der Lage, deutliche Veränderungen der Herzen in Form einer linksventrikulären Dilatation und einer Insuffizienz der linken AV-Klappe hervorzurufen. Diese konnten mithilfe von EKG, insbesondere aber mit der Sonographie am lebenden Tier diagnostiziert werden und ließen sich in der pathologisch anatomischen Untersuchung bestätigen. Die fehlenden histologischen Veränderungen der Probanden der Versuchsgruppe C lassen sich mit dem schnellen Krankheitsverlauf (12h bis 48h) sowie der vor einem Exitus letalis der Tiere vorgenommenen Euthanasie erklären. 6.3 Sonographie In den sonographischen Untersuchungen der Brieftauben zeigte sich eine gute Organdarstellbarkeit durch die rechte Fenestra des Brustbeins. Von diesem Schallfenster aus konnten alle vier Herzkammern und die dazugehörigen Klappen beurteilt werden, was den Untersuchungen von RIEDEL (1992), SCHULZ (1995) und KRAUTWALD-JUNGHANNS (2007) entspricht. 124 Diskussion Die Verkürzungsfraktion (FS) wurde in dieser Arbeit zur Beurteilung des linken Ventrikels ausgewählt, da sie einen guten Überblick über die Funktion des linken Herzens liefert und die Dimension der Herzkammer mit einbezieht (BOON, 2006). Als Ursachen für eine Verminderung der FS finden sich in der Literatur eine verminderte Vorlast, eine gesteigerte Nachlast sowie eine abnehmende Kontraktilität der Herzmuskulatur (BOON, 2006). Bei den operierten Tieren der Versuchsgruppe CII ist als Ursache des Abfalls der Verkürzungsfraktion von einer gesteigerten Nachlast des linken Ventrikels durch das Anlegen der Subligaturen an die herznahen Arterien auszugehen (ROCKMAN et al., 1991). Zwischen der Versuchsgruppe B, drei Monate nach dem Subligieren des Tr. brachiocephalicus, und der Versuchsgruppe CII zum Zeitpunkt 0, noch ohne Ligaturen, ließ sich kein signifikanter echokardiographischer Unterschied feststellen. Diese Befunde verweisen auf die geringe Beeinträchtigung des Herzens durch eine 50%ige Subligatur des Tr. brachiocephalicus. Die veränderte morphologische Ausprägung des linken Ventrikels der Tauben der Versuchsgruppe CII 12h nach Ligaturlegung, die sich in Form einer Dilatation, erkennbar an der Zunahme des linksventrikulären Durchmessers (LVD, siehe Anhang) sowohl in der Systole als auch in der Diastole, äußerte, verdeutlicht die Dehnung der Ventrikelwand. Eine solche Myokard- und Endokarddehnung wird im Schrifttum als ein Kriterium zur Freisetzung der natriuretischen Peptide ins Blut angesehen (DIETZ, 1984; LEDSOME et al., 1985; METZEL et al., 1986 ; GRAY et al., 1991; GRAY, 1993). Neben der Beurteilung der Kammerfunktion erlaubte die Sonographie eine Funktionsdiagnostik der linken AV-Klappe. Mit dieser Untersuchungsmethode war es möglich bei den Tieren der Gruppe CII 12h nach Ligaturlegung eine AV-KlappenInsuffizienz nachzuweisen. Die ermittelte systolische Druckdifferenz zwischen dem Atrium und dem Ventrikel betrug durchschnittlich 23,71 mmHg, abgeleitet aus der Insuffizienzjetgeschwindigkeit von durchschnittlich 2,42 m/s. Wenn man für den Ventrikel einen durchschnittlichen systolischen Druck von 100 − 120 mmHg annimmt (LANGILLE und JONES, 1976; BOON, 2006), erscheint auch der Druck im Atrium erhöht zu sein (BOON, 2006). Die Insuffizienz der AVKlappe beruht dabei vermutlich auf der erheblichen Dilatation des linken Ventrikels in Zusammenhang mit der gesteigerten Nachlast des linken Herzens. 125 Diskussion Die Ergebnisse der eigenen Untersuchungen verdeutlichen die diagnostische Relevanz der Echokardiographie in der Herzdiagnostik auch in der aviären Kardiologie (PEES und KRAUTWALD-JUNGHANNS, 2005; PEES et al., 2006). 6.4 EKG Die Parameter, die bei der Beurteilung des EKG ausgewählt wurden, sollten vor allem die morphologische Dimension des linken Ventrikels sowie des linken Atriums widerspiegeln (LUMEIJ und RITCHIE, 1994). Dabei wiesen die Amplituden und Intervalle der Gruppen A und B keine signifikanten Unterschiede auf, was durch die ebenfalls übereinstimmenden Gruppenergebnisse der Sektionen sowie der echokardiographischen Untersuchungen erklärt werden kann. Die ermittelten Werte entsprechen auch den bekannten Referenzwerten für Brieftauben (LUMEIJ und STOKHOF, 1985). Die gegenüber den Referenzwerten leicht verlängerte Dauer des QTIntervalls kann auf die Wirkung der Vollnarkose der Tiere zurückgeführt werden und ist nicht als pathologisch anzusehen (LUMEIJ und RITCHIE, 1994). Die Veränderungen im EKG der Tauben der Versuchsgruppe C sind die Folge der Dilatation des linken Ventrikels, des Atriums sowie der Herzinsuffizienz und der damit verbundenen Minderversorgung der Peripherie. So versucht der Organismus durch eine Steigerung der Herzfrequenz die Herzleistung zu verbessern, um eine Mindestdurchblutung aller Organe zu gewährleisten (BOLTON und BOWMAN, 1969). Ein weiterer Mechanismus zur Verbesserung der Herzleistung der Vögel besteht in der Verhinderung des in Ruhe physiologischen partiellen AV-Blocks 2. Grades. Dieser konnte nur in den Gruppen A, B sowie in der Gruppe C vor der Nachlasterhöhung erkannt werden. Der partielle AV-Block trat bei den Probanden der Gruppe C durch die operationsbedingte Belastung des Herzens nicht mehr auf (DE SANTES, 1975; LUMEIJ und RITCHI, 1994). Die Veränderung der Amplituden der P, S und T Zacken sowie der QT-Intervalle sind Ausdruck der in Sektion und Echokariographie festgestellten Dilatationen der linken Herzanteile. Eine Erhöhung der Amplituden im zeitlichen Verlauf konnte für Tiere der Gruppe C festgestellt werden. Allerdings wurde der bekannte Referenzbereich für Brieftauben nicht bei allen Messungen verlassen, sondern bewegte sich in den meisten Fällen an der 126 Diskussion oberen Grenze oder wie bei der S-Zacke geringgradig darüber (LUMEIJ und STOKHOF, 1985). Während bei vier Tieren der Gruppe CI die Amplitude der P-Zacke im zeitlichen Verlauf des Versuches nahezu konstant blieb, zeigte sie bei zwei Tieren eine deutliche Zunahme über den Referenzbereich für Brieftauben. Eine mögliche Erklärung für diesen Befund könnte eine stärkere Insuffizienz der linken AV-Klappe dieser Tiere sein. In Folge der Insuffizienz entstand eine höhere Volumenbelastung im Atrium gefolgt von einer Dilatation des linken Vorhofs, was in einer Erhöhung der Amplitude der P-Zacken resultierte (LUMEIJ und RITCHIE, 1994). Die eigenen echokardiographischen Untersuchungen verdeutlichen, wie vorsichtig Referenzwerte gerade für das EKG in der Diagnostik von Herzerkrankungen in der Vogelmedizin beurteilt werden müssen. Grundsätzlich sollte der Vergleich von Patientenwerten mit vorliegenden Referenzwerten stets kritisch hinterfragt werden (NAP et al., 1992, ESPINO et al., 2001; RODRIGUEZ et al., 2004; SCHOEMAKER und ZANDVLIET, 2005). Weiterhin kann daraus abgeleitet werden, dass regelmäßige Kontrollen und Verlaufsuntersuchungen für die Beurteilung der Herzmorphologie für das Individuum diagnostisch aussagekräftiger sind, als ein einmaliges EKG und der Vergleich mit aufgestellten Referenzwerten (KRAUTWALD-JUNGHANNS und KUMMERFELD, 2007). Des Weiteren konnten bei Versuchstier C4 Aufsplitterungen der P-Zacke und der S-Zacke diagnostiziert werden, die auf myokardiale Veränderungen und eine abnorme Reizbildung und Reizleitung hindeuten (LUMEIJ und RITCHIE, 1994; KERSTEN und MORISSE, 2001). Die unveränderte elektrische Herzachse der Versuchstiere der Gruppe CI über den gesamten Versuch verdeutlicht, dass auch bei gesunden Tieren die Ausprägung der elektrischen Herzachse auf dem dominanten linken Ventrikel beruht. Veränderungen des Herzens mit einer Beteiligung des linken Ventrikels, wie in den durchgeführten Untersuchungen, können mit den in dieser Arbeit gewählten EKG-Ableitungen nicht zwangsläufig anhand einer Verschiebung der elektrischen Herzachse diagnostiziert werden (WARZECHA, 1989). 6.5 Phonokardiographie Mittels phonokardiographischer Untersuchungen konnte bei allen Tieren der Versuchsgruppe B ein holosystolisches Herzgeräusch nachgewiesen werden (KERSTEN, 2001; KERSTEN 127 Diskussion und MORISSE, 2001; KUMMERFELD und SCOPE, 2007). Diese Herzgeräusche veranschaulichten die pathologischen hämodynamischen Veränderungen infolge der Subligatur des Tr. brachiocephalicus der Brieftauben. Die Diagnose dieser Störungen des Blutflusses konnte bei den Tieren der Gruppe B nur mithilfe des PKG gestellt werden und beweist die diagnostische Relevanz der PKG auch in der aviären Kardiologie (KUMMERFELD und SCOPE, 2007). Die unterschiedlichen Ergebnisse der Probanden der Gruppe C beruhen möglicherweise auf den annähernd oder vollständigen ligaturbedingten Gefäßverschlüssen mit der Folge, dass der zu geringe Blutfluss in diesen Bereichen kein Geräusch auf der Grundlage von Verwirbelungen des Blutes entstehen ließ. Eine Diagnose der AV-Klappen-Insuffizienz war mit Hilfe des PKG in den von mir durchgeführten Untersuchungen nicht möglich, da die Herzgeräusche der Tiere in der Gruppe C nicht eindeutig einer Gefäßligatur oder einer Klappeninsuffizienz zugeordnet werden konnten. Vermutlich sind auch hier die Druckverhältnisse zwischen dem Atrium und Ventrikel sowie die verhältnismäßig geringe Geschwindigkeit des AV-Jets dafür verantwortlich, dass keine Geräusche auskultierbar waren. Dies unterstreicht die Überlegenheit der Echokardiographie gegenüber der Auskultation zur Beurteilung von Klappenfunktionen in der Vogelmedizin (PEES et al., 2006). Allerdings kann bei Vogelarten wie bei Eulen, bei denen auf Grund der artspezifischen Ausprägung der Luftsäcke eine echokardiographische Beurteilung des Herzens teilweise nur eingeschränkt möglich ist (BOSKOVIC et al., 1999), nur die Auskultation Hinweise auf hämodynamische Veränderungen geben. Für die Gimpeltaube mit einer Ectopia cordis im Hauptversuch II konnte dagegen ein holosystolisches Herzgeräusch infolge einer rechten AV- Klappeninsuffizienz ermittelt werden (LEGLER et al., 2009) 6.6 cGMP in der aviären Herzdiagnostik Bisher konnten einige Studien zur Physiologie der natriuretischen Peptide bei bestimmten Vogelarten cGMP als second Messenger dieser Peptid-Hormonfamilie bestätigen (SCHÜTZ et al., 1992; BRENNER und GERSTENBERGER, 1999; TRAJANOVSKA et al., 2007). Dies 128 Diskussion unterstreicht die Konservierung dieses Hormonsystems in unterschiedlichen Wirbeltierklassen (TAKEI, 2000). Die bei Menschen ermittelte Plasmakonzentration von cGMP entspricht weitestgehend der Wirkung der NP. Daraus ergibt sich, dass nicht nur die NP, ANP und BNP, selbst zur Diagnostik und Prognosestellung einer Herzinsuffizienz eingesetzt werden können, sondern auch der second Messenger zur Diagnostik verwendbar ist und das gesamte NP-System auf diesem Wege bewertet werden kann (VORDERWINKLER et al., 1991; FRIEDL et al., 1996). Aus diesen Gegebenheiten lag die Annahme nahe, cGMP ebenfalls für die Diagnostik der aviären Kardiologie erschließen zu können. Der direkte Nachweis der NP selbst ist zum heutigen Zeitpunkt für Ziervögel noch nicht möglich, da für diese verschiedenen Spezies die Aminosäuresequenzen dieser Hormone nicht vorliegen und Testsysteme zur Routinediagnostik deshalb nicht existieren. So benutzte GRAY (1994) für seine Untersuchungen zur Physiologie der NP bei Pekingenten ein Radioimmunoassay zum Nachweis von chANP. Zwei im Vorversuch (5.1.2) geprüfte routinemäßig in der Humanmedizin verwendete Testsysteme zum Nachweis von hANP und hBNP erbrachten keine verwertbaren Ergebnisse. Die ermittelten Werte im BNP-Test (Brieftauben: 0,11−0,28 pg/ml; Kongo-GP: 0,44−2,85 pg/ml) lagen deutlich unter den physiologischen Plasmakonzentrationen, die für die Pekingente (normovolemisch 11,4 pmol/l; hypervolemisch 73,0 pmol/l; GRAY, 1994) oder das Huhn (33,4−136 pg/ml; GRAY, 1993) ermittelt werden konnten. Auch MIYATA et al. (1988) stellten auf Grund der Aminosäuresequenz des aviären NP keine Kreuzraktionen zwischen chANP und Antikörpern gegen Säuger-ANP fest. Vermutlich beruhen somit die im Vorversuch 5.1.2 ermittelten Werte auf einer nur geringen Kreuzreaktion der NP und den im Test verwendeten Antikörpern. Interferenzen mit anderen Substanzen im Vogelblutplasma und den Test-Antikörpern erscheint ebenfalls möglich. Aus diesem Grund sollten in ersten Vorversuchen die Blutplasmakonzentration von cGMP für verschieden Vogelspezies ermittelt werden und der Einfluß eines synthetischen chANP auf die Plasmakonzentration untersucht werden. 129 Im anschließenden Teil der Diskussion Hauptuntersuchungen wurde die Blutplasmakonzentration von cGMP in pathologischen Kreislaufsituationen überprüft. 6.6.1 Die cGMP−Blutplasmakonzentration verschiedener Vogelarten Im Plasma aller untersuchten Vögel konnte cGMP in unterschiedlichen Konzentrationen nachgewiesen werden. Hierbei fällt jedoch auf, dass die ermittelten Konzentrationen deutlich höher sind als die vergleichbaren humanmedizinischen Werte des Menschen mit 3,0 − 9,4 pmol/ml (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Die Blutplasmakonzentration war weiterhin deutlich abhängig von der Vogelart. So zeigten Brieftauben Werte von 20,81 bis 72,83 pmol/ml, Kongo-GP höhere von 60,82 bis 128,44 pmol/ml, und die höchsten Konzentrationen wiesen die Venezuelaamazonen mit 198,84 bis 337,22 pmol/ml auf. Aus diesen Werten wird deutlich, dass die Abhängigkeit von der Vogelart entscheidend und die Ermittlung eines physiologischen Referenzbereiches für die zu untersuchenden Spezies unerlässlich ist, wenn man cGMP in der aviären Diagnostik verwenden möchte. Die in dieser Arbeit ermittelten Konzentrationen beruhen auf einer eingeschränkten Anzahl von Probanden, die nicht als repräsentativ für alle der in Gefangenschaft gehaltenen Individuen der jeweiligen Art gelten kann. Aus diesem Grund werden hier nur Orientierungsbereiche angegeben, weil aus statistischen Gründen keine sicherbaren Referenzwerte erstellt werden konnten. In der Literatur finden sich keine Angaben über die Abhängigkeit des cGMP Blutspiegels von Alter, Geschlecht, Belastung etc. von Vogelpatienten. So könnten die hohen Blutwerte der Venezuelaamazonen auf eine vorangegangene körperliche Anstrengung und Stresssituation durch den Fangvorgang zurückzuführen sein. Die unterschiedliche Streßanfälligkeit von Vogelspezies ist hinlänglich bekannt. In der Humanmedizin wird beispielsweise die cGMP Plasmakonzentration nach einer körperlichen Belastung bestimmt, um die Aussagekraft dieses Blutparameters gerade für asymptomatische Patienten zu steigern (PUSCHENDORF und MAIR, 2005). Des Weiteren liegen bisher keine Angaben über die Abhängigkeit der cGMPBlutplasmakonzentration von anderen physiologischen Vorgängen der Vögel vor. So könnte die Konzentration auf einem physiologischen Stoffwechselvorgang bei Vögeln beruhen, der 130 Diskussion mit den NP und der Bindung an ihren Rezeptor sowie der Kreislaufregulation nicht im Zusammenhang steht. 6.6.2 Einfluß eines synthetischen natriuretischen Peptids (chANP) auf die Blutplasmakonzentration von cGMP bei verschiedenen Vogelarten Bei allen im Vorversuch 5.1.3 untersuchten Vogelarten ließ sich durch eine i.v. Injektion eines synthetischen chANP eine signifikante Steigerung der cGMP-Plasmakonzentration hervorrufen. So ließ sich beispielsweise durch eine einmalige i.v. Gabe von chANP in einer Dosierung von 60µg/kg KM bei Hühnern der basale Blutwert von 94,25 ± 60,90 pmol/ml auf 271,56 ± 104,95 pmol/ml, bei Brieftauben von 52,86 ± 6,35 pmol/ml auf 566,12 ± 48,17 pmol/ml und bei Kongo-GP von 77,07 ±34,39 pmol/ml auf 326,73 ±26,12 pmol/ml steigern. Eine vergleichbare Injektion von Wasser für Injektionszwecke führte dagegen zu keiner Veränderung der cGMP-Plasmawerte im Blut. Diese Ergebnisse entsprechen vergleichbaren Untersuchungen beim Menschen (HAMET et al., 1984; GERZER et al., 1985, OSTERODE et al., 1995). Sie stützen zudem den Zusammenhang zwischen einer Freisetzung der NP und einer Erhöhung von cGMP im Blut als ihren second Messenger (SCHÜTZ et al., 1992; BRENNER und GERSTENBERGER, 1999; TRAJANOVSKA et al., 2007). Weiterhin lässt die Dosisabhängigkeit von chANP und Erhöhungen der cGMP Plasmakonzentrationen den Schluß zu, dass die Freisetzung durch die Bindung der NP an ihre Rezeptoren und die damit verbundene Aktivierung einer Guanylylzyklase erfolgt. Die Reaktion der Tauben und auch der Kongo-GP auf die synthetische chANP-Gabe spricht für die hohe Homologie der Peptidhormone dieser Spezies. Sie bestätigt zudem die Ergebnisse von GRAY (1994), GRAY et al. (1997) und SCHÜTZ et al. (1992), die für ihre Untersuchungen zur Physiologie der NP bei Pekingenten ebenfalls ein synthetisches chANP verwendeten und den Einfluss auf die Nierenfunktion und das Renin-Angiotensin-System für diese Vogelart nachweisen konnten. In den eigenen Versuchen konnte kein signifikanter Einfluss einer Bolusinjektion eines NP auf die Blutplasmakonzentrationen von Na+, K+, P oder den Hämatokrit ermittelt werden. Diese Resultate bestetigen die Ergebnisse von GRAY (1991 und 1993), der nach einer i.v. Verabreichung eines synthetischen chANP über eine Infusion über zehn Minuten bei Hühnern 131 Diskussion sowie Pekingenten eine gesteigerte Diurese mit einer Natriurese und Kaliurese verzeichnete und im Blutplasma ebenfalls keine Elektrolyt und Htk-Veränderung während der Infusion von chANP nachweisen konnte. Möglicherweise ist die enge Regulation der Na+ und K+Konzentration im Blut (FUDGE, 2000) für diese konstanten Plasmawerte verantwortlich. Eine geringgradige nicht signifikante Steigerung des Hämatokrits im Laufe des Versuches lag in den eigenen Untersuchungen für Hühner und Brieftauben vor. Diese Beobachtung könnte auf die Verminderung des Blutvumens durch die Wirkung der NP hindeuten (GENEST und CANTIN, 1988; BRENNER et al., 1990) Unter Berücksichtigung der extrem kurzen Halbwertzeit dieser Peptid-Hormone im Blut (1,2 Minuten für Pekingenten; GRAY, 1993b), ist eine Verabreichung natriuretischer Peptide über einen kurzen Zeitraum, wie bei einer einmaligen Bolusinjektion, für signifikante Veränderungen des Hämatokrits als auch der Elektrolytkonzentrationen im Blut vermutlich nicht ausreichend. Nach der Bolusinjektion von chANP konnte in subjektiver Einschätzung schlechter Blut gewonnen werden. Diese Beobachtung verweist auf die von GREGG und WIDMAN (1986) beschriebene Blutdrucksenkung nach der Verabreichung von chANP bei Hühnern. 6.6.3 Einfluß einer gesteigerten Nachlast des linken Herzens auf die Konzentration von cGMP im Blutplasma Der Hauptversuch I zeigte, dass keine Änderung der Konzentration von cGMP im Blutplasma durch eine experimentelle Nachlasterhöhung des linken Ventrikels durch das Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Tr. brachio., Aorta) bei Tauben (Versuchsgruppen B und C) erzielt werden konnte. Die hämodynamischen Veränderungen beschränkten sich bei den Tieren der Versuchsgruppe B auf eine Verwirbelung des Blutes im Bereich der Ligatur, was sich mithilfe der Phonokardiographie nachweisen ließ. Eine pathologische Veränderung des Herzens konnte mit einer 50%igen Subligatur des rechten Tr. brachiocephalicus nicht erzielt werden. Daraus kann man ableiten, dass in dieser Versuchsgruppe B die Herzbelastung für eine massive Freisetzung der NP und damit einer erkennbaren Erhöhung der cGMP-Plasmakonzentration nicht ausgereicht haben könnte. 132 Diskussion Demgegenüber zeigen die Befunde der Gruppe C sowohl in der Echokardiographie, im EKG als auch in der pathologischen Untersuchung deutlich eine Dilatation des linken Ventrikels auf Grund der gesteigerten Nachlast (Druckerhöhung im Ventrikellumen) des linken Herzens sowie einen deutlichen Abfall der Herzleistung (FS deutlich verringert) an. Aus diesen Befunden lässt sich eine erhöhte myokardiale Wandspannung ableiten. Vor allem der erhöhte Druck und die daraus resultierende gesteigerte Wandspannung werden in der Literatur als Kriterien für die Freisetzung der NP aus dem Endo- und Myokard des Menschen aber auch des Vogels ins Blut angeführt (DIETZ, 1984; LEDSOME et al., 1985; METZEL et al., 1986; GRAY et al., 1991; GRAY, 1993). Allein eine Volumenexpansion durch Infusionen führte bei Hühnern und Pekingenten zu einer drastischen Erhöhung der im Blut zirkulierenden NP, die mit einem Radioimmunoassay zur Detektion von chANP nachgewiesen werden konnten (GRAY et al., 1991; GRAY, 1993 und 1994). Daraus kann geschlossen werden, dass eine Freisetzung auch in dem hier verwendeten Tiermodell stattfand, deren Konzentration jedoch für eine Erhöhung des cGMP Spiegels im Blut über den Referenzbereich gesunder Individuen nicht ausreichte. Ähnliche Ergebnisse konnten SAGNELLA et al. (1998) für Menschen mit Bluthochdruck feststellen. Kritisch hinterfragen muß man in diesem Zusammenhang die Herkunft der hohen PlasmacGMP-Spiegel. Nicht zwangsläufig müssen die Konzentrationen im Blut ausschließlich auf den rezeptorvermittelten Mechanismen der NP beruhen (GOLDSTEIN et al., 1999). Als negativer Einfluss auf die cGMP Plasmakonzentration kann die Minderduchblutung der Niere der Versuchstiere der Gruppe C angeführt werden, die sich an den erhöhten Harnsäureund Phosphor-Konzentrationen im Plasma erkennen ließ. Denn gerade die Niere als eines der wichtigen Erfolgsorgane der NP enthält eine hohe Rezeptordichte für die natriuretischen Hormone und somit auch eine hohe Guanylylzyklase-Aktivität (SCHÜTZ et al., 1992; BRENNER und GERSTENBERGER, 1999). Als Beispiel der Gegenargumentation kann jedoch das Versuchstier C8 herangezogen werden. Bei diesem Tier bestand ebenfalls eine Ligatur der Aorta, die zu einer Minderdurchblutung der Niere führte (Harnsäurekonzentration erhöht). Nachdem die Ligatur nach etwa 24h abgerutscht war, ließ sich trotz der nachfolgenden physiologischen Perfusion keine Veränderung der cGMP-Konzentration über den ermittelten Orientierungsbereich klinisch unauffälliger Tauben und die Konzentrationen der Kontrollgruppe feststellen. Auch bei 133 Diskussion diesem Tier hat somit die zirkulierende Konzentration der NP trotz einer physiologischen Nierendurchblutung nicht ausgereicht, um die cGMP-Blutplasmakonzentration deutlich zu erhöhen. Die Resultate der klinisch erkrankten Kongo-Graupapageien im Hauptversuch II sprechen ebenfalls gegen die diagnostische Relevanz der Blutplasmakonzentration von cGMP in der aviären Kardiologie. Die Tiere dieser Gruppe zeigten alle klinische Symptome, die primär auf einer Herz-Gefäßveränderung (Arteriosklerose) beruhten oder sekundär zu einer Herzerkrankung führten (z.B. Hypertonie im Lungenkreislauf auf Grund einer LungenLuftsackmykose). An zwei Tieren konnten die Folgen für den Herzmuskel in vivo mittels sonographischer Untersuchung dargestellt werden. Sie zeigten sich in Form einer Dilatation des rechten sowie linken Ventrikels (erhöhte Wandspannung) und in einer Insuffizienz der rechten AV-Klappe (systolischer AV-Reflux). Allerdings ergaben sich hinsichtlich der cGMP -Konzentration keine Unterschiede zu den zuvor ermittelten Orientierungswerten klinisch unauffälliger Kongo-GP. Die untersuchte Gimpeltaube mit einer Ectopia cordis in Zusammenhang mit einer Insuffizienz der rechten AV-Klappe und Dilatation des rechten Ventrikels ließ ebenfalls eine cGMP-Konzentration im Orientierungsbereich klinisch unauffälliger Tauben erkennen. Allerdings besaß dieses Tier ein ungestörtes Allgemeinbefinden, so dass die Herzinsuffizienz als kompensiert eingestuft werden kann (LEGLER et al., 2009). Das Vorkommen von ANP auch im Myokard des rechten Ventrikels des Vogels ist beschrieben (MIFUNE et al., 1996) und eine Freisetzung durch die erhöhte Wandspannung der rechten Herzkammer bei der Gimpeltaube ist zu erwarten. Inwiefern die Freisetzung bei einer eingeschränkten Rechtsherzfunktion vergleichbar ist mit der Freisetzung bei einer Linksherzinsuffizienz ist fraglich (BROCKHOFF et al., 2000). Das BNP des Menschen besitzt z.B. vor allem eine Aussagekraft für die linksventrikuläre Funktion (PFISTER et al., 2002). Aus den Ergebnissen der beiden Hauptversuche lässt sich ableiten, dass die cGMPKonzentration im Blutplasma hinsichtlich der nachgewiesenen kardiologischen Veränderungen, die hauptsächlich Funktionsstörungen des linken Ventrikels durch eine gesteigerte Nachlast in Folge obstruktiver Gefäßveränderungen beinhalteten, keine diagnostische Relevanz besitzt. Damit stellt cGMP in der aviären Kardiologie, im Gegensatz zur Humanmedizin (HIRATA et al., 1987; 134 VORDERWINKLER et al., 1991; Diskussion PUSCHENDORF und MAIR, 2005) oder Kleintiermedizin (KANAMORI et al., 1995) offensichtlich keinen geeigneten Parameter zur Diagnose dieser Herzerkrankungen bei den einbezogenen Ziervogelarten dar. 6.7 Ausblick Seit DE BOLDT und Mitarbeiter 1981 an Ratten die diuretische Wirkung von Vorhofextrakten demonstrieren konnten, verging nur wenig Zeit bis zur Feststellung der Struktur, zur Identifizierung der Gene der NP sowie bis zum Einsatz dieser Hormone in der kardialen Diagnostik (BROCKHOFF et al., 2000). Die Identifikation dieser Hormone auch in der Klasse der Aves (GREGG und WIDEMAN, 1986; MIYATA, 1988) und die Demonstrationen der physiologischen Funktionen in der Kreislaufregulation der Vögel (SCHÜTZ et al., 1992; GRAY, 1993 und 1994) legten den Einsatz dieser Hormone in Analogie zur Humanmedizin in der aviären Kardiologie nahe. In den eigenen Untersuchungen ließ sich jedoch kein Zusammenhang zwischen häufigen Gefäß- und Herzerkrankungen von Graupapageien sowie experimentell induzierten Nachlasterhöhungen des linken Herzens von Brieftauben und einer Veränderung der Blutplasmakonzentrations von cGMP, dem second Messenger der NP, herstellen. Dies deutet darauf hin, dass beim Vogel das NP-System mit einer Bestimmung von cGMP im Blut nur bedingt erfassbar ist. Auf dieser Basis ergibt sich die Notwendigkeit einer Sequenzierung der kardialen natriuretischen Hormone für häufig gehaltene Ziervögel. Zudem ist die Entwicklung von routinemäßig einsetzbaren Testsystemen für verschieden Ziervögel unerlässlich, um die NP in der Diagnostik der Vogelmedizin einsetzen zu können. Das Erstellen artspezifischer Referenzwerte und der Nachweis der Beeinflussung der Blutkonzentration der NP durch unterschiedliche pathologische Herz- und Kreislauferkrankungen für verschiedene Ziervogelarten sollten folgen. Eine erste Möglichkeit ergibt sich mit der Untersuchung von experimentell induzierten Herzinsuffizienzen bei Hühnern, da für diese Spezies bereits ein Radioimmunoassay zum Nachweis von chANP verfügbar ist. 135 Diskussion Durch die Verabreichung synthetischer NP wurden die physiologischen Aufgaben dieser Hormone im Rahmen der Kreislaufregulation einiger Vogelspezies erforscht (GRAY, 1993, 1993b und 1994). Der Zusammenhang zwischen der Verabreichung eines NP und dem Anstieg der cGMP Blutplasmakonzentration verdeutlicht die Aktivierung der postrezeptorvermittelten Mechanismen und damit die Wirkung der natriuretischen Peptide. Erste experimentelle Erfahrungen konnten in der unterstützenden Behandlung von Herzinsuffizienzen durch den Einsatz von NP in der Humanmedizin gemacht werden (BROCKHOFF et al., 2000; FENELON et al., 2002; SCHREINER und PROTTER, 2002). Dieser Einsatz erscheint auch für die Vogelmedizin nach den bisher durchgeführten Untersuchungen mit der Verwendung von synthetischem chANP unter Berücksichtigung der Ursache der Herzinsuffizienzen möglich. Weitere klinische Forschungen sind jedoch notwendig, um das natriuretische Peptidsystem der Vögel in physiologischen sowie pathologischen Herz-Kreislaufsituationen zu verstehen und die diagnostischen Möglichkeiten dieser Hormonfamilie in der Vogelmedizin ausschöpfen zu können. 136 Zusammenfassung 7 Zusammenfassung Marko Legler Untersuchungen zur Konzentration von zyklischem Guanosinmonophosphat (cGMP) im Blutplasma bei Tauben (Columba livia f. dom.) mit experimentell gesteigerter Nachlast und linksventrikulärer Dilatation des Herzens In der Humanmedizin gilt die Blutplasmakonzentration des zyklischen Guanosinmonophosphats (cGMP), der second Messenger der natriuretischen Peptide, als ein geeigneter Parameter zur Diagnostik, Prognosebeurteilung sowie Therapieverlaufskontrolle von Herzinsuffizienzen. Zur Bedeutung von cGMP in der aviären Kardiologie liegen bisher keine Erfahrungen vor. Folgende cGMP-Plasmakonzentrationen (Xmin − Xmax) verschiedener Vogelarten wurden ermittelt: Puten (Meleagris gallopavo f. dom.; n = 10): 22,78 − 51,09 pmol/ml; Legehennen (Gallus gallus f. dom.; n = 10): 62,67 − 176,56 pmol/ml, Brieftauben (Columba livia f. dom.; n = 10): 20,81 − 72,83 pmol/ml, Kongo-Graupapageien (Psittacus erithacus erithacus; n = 10): 60,82 −128,44 pmol/ml, Timneh-Graupapageien (Psittacus erithacus timneh; n = 10): 93,34 −162,86 pmol/ml, Blaustirnamazonen (Amazona aestiva aestiva; n = 10): 36,70 − 130,22 pmol/ml, Venezuelaamazonen (Amazona amazonica amazonica; n = 10): 193,84 − 337,22 pmol/ml, Gelbbrustaras (Ara ararauna; n = 10): 5,8 − 50,9 pmol/ml sowie Mäusebussarde (Buteo buteo; n = 10): 7,2 − 33,5 pmol/ml. In Analogie zum Menschen erbrachte die intra venöse (i.v.) Verabreichung von 60 µg/kg KM eines synthetischen α-chicken-atrialen-natriuretischen Peptides einen Anstieg der cGMPKonzentration im venösen Blut. Diese Applikation führte bei Brieftauben (n = 3) zu einer Konzentrationssteigerung von einem Basalwert von 52,86 ± 6,35 pmol/ml auf eine Konzentration von 566,12 ± 48,17 pmol/ml, bei Kongo-Graupapageien (n = 3) von 77,07 ± 34,39 pmol/ml auf 326,73 ± 26,12 pmol/ml sowie bei Legehennen (n = 6) von 94,25 ± 60,90 pmol/ml auf 271,56 ± 104,95 pmol/ml. Die i.v. Verabreichung eines Placebos (Wasser für Injektionszwecke) hatte bei allen drei Tierarten keinen Einfluß auf die cGMP-Konzentration. In den Hauptversuchen wurde der Einfluss von pathologischen Herz-Kreislaufsituationen auf die cGMP-Blutplasmakonzentration untersucht. Im ersten Versuch wurden Brieftauben (n = 137 Zusammenfassung 16) experimentell einer definierten Nachlasterhöhung des linken Ventrikels, durch das 80 − 90 %ige Subligieren der Aorta und des rechten Truncus brachiocephalicus, unterzogen. Die Tiere dieser Versuchsgruppe entwickelten nach 24 − 48 h eine hochgradige Dilatation des linken Ventrikels. Diese morphologischen Veränderungen konnten mithilfe der Echokardiographie sowie der Elektrokardiographie am lebenden Tier diagnostizieren werden. Ein deutlicher Abfall der morphologisch echokardiographisch bestimmten Fraktionellen Verkürzungsfraktion des linken Ventrikels von 39,77 ± 7.05 % auf 12,11 ± 8,26 % konnte für die Tauben dieser Versuchsgruppe ermittelt werden, was die Insuffizienz der Herzleistung verdeutlicht. Die Elektrokardiographie erbrachte im Vergleich mit den Tieren der Kontrollgruppe ohne Nachlasterhöhung des Herzens (n = 6) vor allem Veränderungen der Amplitiden der S-Zacke: 2,96 ± 0,68 mV (Kontrollgruppe: 2,2 ± 0,49 mV), der T-Welle: 0,8 ± 0,29 mV (Kontrollgruppe: 0,45 ± 0,08 mV) sowie der Herzfrequenz: 340 ±138,6 Herzschläge/min (Kontrollgruppe: 250 ± 55,9 Herzschläge /min). Trotz der anatomischen und funktionellen Herzveränderungen durch die Nachlasterhöhung des Herzens konnte kein Einfluss auf die cGMP-Blutplasmakonzentration festgestellt werden. Eine experimentelle 50%ige Subligatur des rechten Truncus brachiocephalicus bei Brieftauben (n = 6) erbrachte lokale hämodynamische Veränderungen im Bereich der Ligatur, die sich im Phonokardiogramm als ein holosystolisches Geräusch darstellten. Kardiologische Veränderungen sowie cGMP-Konzentrationsänderungen im Blut bei den Tauben dieser Versuchsgruppe konnten im Untersuchungszeitraum von drei Monaten nicht induziert werden. Weiterhin wurde die Abhänigkeit der cGMP-Butplasmakonzentration von Herz- bzw. Gefäßerkrankungen an klinisch erkrankten Kongo-Graupapageien, die röntgenologisch erkennbare arteriosklerotische Veränderungen (n = 6) sowie hochgradig vergrößerte Herzsilhouetten (Herzsilhouette > 65% der Thoraxbreite; n = 4) aufwiesen, untersucht. Die cGMP-Konzentrationen der erkrankten Papageien (83,65 − 112,91 pmol/ml) wiesen keinen deutlichen Unterschied zu den Werten klinisch unauffälliger Tiere auf. Aus den durchgeführten Untersuchungen lässt sich ableiten, dass die cGMP Konzentration im Blut für die nachgewiesenen kardiologischen Veränderungen offensichtlich kein geeigneter Parameter zur Diagnostik dieser Herzerkrankungen bei den einbezogenen Ziervogelarten darstellt. 138 Summary 8 Summary Marko Legler Investigation on concentration of cyclic guanosine monophosphate (cGMP) in the blood of pigeons (Columba livia f. dom.) with experimental induced increased afterload and leftventricular dilatation of the heart In Humans plasma concentration of cyclic guanosine monophosphate (cGMP), the second messenger of natriuretic peptides, is a usefull diagnostic tool to detect congestive heart failure and to estimate the prognosis and the therapeutic success of heart diseases. There were no references for the use of cGMP as a diagnostic maker in the avian cardiology. In a first study this work describes values (Xmin − Xmax) for the plasma cGMP concentration of different species: turkeys (Meleagridis gallopavo f. dom.; n = 10): 22,78 − 51,09 pmol/ml, laying hens (Gallus gallus f. dom.; n =10): 62,67 −176,56 pmol/ml, pigeons (Columba livia f. dom.; n = 10): 20,81 − 72,83, Kongo-Gray-Parrots (Psittacus erithacus erithacus; n = 10): 60,82 −128,44 pmol/ml, Timneh-Gray-Parrots (Psittacus erithacus timneh; n = 10): 93,34 −162,86 pmol/ml, Blue-Fronted-Amazons (Amazona aestiva aestiva; n = 10): 36,70 − 130,22 pmol/ml, Orange-Winged-Amazons (Amazona amazonica amazonica; n = 10): 193,84 − 337,22 pmol/ml, Blue-And-Yellow-Macaws (Ara ararauna; n = 10): 5,8 − 50,9 pmol/ml and Common Buzzards (Buteo buteo; n = 10): 7,2 − 33,5 pmol/ml. In a second study we measured the plasma cGMP concentration in the venous blood after an intravenous bolus injection of α-chicken-atrial natriuretic peptide (α-ch-ANP). The cGMP concentration elucidates the activity of a guanylylcyclase, part of the functional natriuretic peptide receptors. This intravenous injection of 60 µg/ kg body mass of a synthetic α-ch-ANP increased cGMP plasmaconcentration in pigeons (n = 3) from basal levels of 52,86 ± 6,35 pmol/ml to 566,12 ± 48,17 pmol/ml, in laying hens (n = 6) from 94,25 ± 60,90 pmol/ml to 271,56 ± 104,95 pmol/ml and in Kongo-Gray-parrots (n = 3) from 77.07 ± 34,39 pmol/ml to 326,73 ± 26,12 pmol/ml. An intravenous injection of a placebo (water for injection) has no effect on plasma cGMP concentration in these three species. In the main experiments, plasma cGMP concentrations were measured in pathophysiological situations in birds with cardiovascular diseases. In a first group of pigeons (n = 16) a 139 Summary experimental 80 − 90 % constriction of the aorta in combination with a 80 − 90 % constriction of the right Truncus brachiocephalicus lead to a increased afterload and to a dilatation of the left heart ventricle in 12 to 48 houres. These anatomical changes could be detected in vivo in the electro- and echocardiography. Left ventricle fractional shortening (FS) is the most common measurement for ventricular function in echocardiography. In this experimental group after the vascular constriction the FS decrised from values in healthy pigeons 39,77 ± 7,05 % to 12,11 ± 8,26 %. These results described the cardiac insufficiency. The electrocardiographic changes also demonstraded the dilatation of the left heart ventricle. In the lead II of ECG, compared to the control group of pigeons without increased afterload (n = 6), changes were visible for the S-amlitude: 2,96 ± 0,68 mV (control group: 2,2 ± 0,49 mV), T-wave: 0,8 ± 0,29 mV (control group: 0,45 ± 0,08 mV), and the heart rate 340 ± 138,6 heart beats / min (control group: 250 ± 55,9 heart beats / min). In spite of this morphological and functional heart changes, changes in the plasma cGMP concentrations compared to the control group and the values for healthy pigeons were not detected. A 50 % constriction of the right Truncus brachiocephalicus in a second experimental group of pigeons (n = 6) lead to local hämodynamical modifications without influences on the heart functions and the plasma cGMP concentration in three month of monitoring after the experimental surgery. These local hämodynamical changes were detected in the phonocardiography as a holosystolic heart murmur. In a second main study the plasma cGMP concentrations of Kongo-Gray-parrots (n = 10) with cardiovascular diseases were detected. Six parrots showed in the radiographs arteriosclerotic changes of the aorta and four Gray-parrots an enlarged cardiac silhouette (cardiac silhouette > 65% of the width of the thorax). There were no differences between the plasma cGMP concentrations of the healthy Gray- parrots and birds with cardiovascular diseases. From the findings in the main experiments we concluded that plasma cGMP concentration are not suitable in the diagnosis and prognosis of these heart diseases in the investigated birdspecies. 140 Literaturverzeichnis 9 Literaturverzeichnis ABASSI, Z. A., J. TATE, S. HUNSBERGER, H. KLEIN, D. TRACHEWSKY und H. R. KEISER (1992): Pharmacokinetics of ANF and urodilatin during cANF receptor blockade and neutral endopeptidase inhibition. J. Physiol. 263, E870−E876 ACKERMANN, U., T. G. IRIZAWA, S. MILOJEVIC und H. 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VEB GEORG THIEME, Leipzig 172 Anhang 10 Anhang Tabelle 25: Anhang: Vorversuch 5.1.1 5.1.1 Die cGMP Plasmakonzentration verschiedener Vogelarten in pmol/ml Legehenne Pute Brieftaube Blaustirnamazone Venezuelaamazone 1 62,67 33,89 39,23 130,22 198,84 2 141,15 46,23 76,1 51,5 337,22 3 154,55 22,78 53,43 118,2 250,96 4 187,5 49,45 72,83 47,32 289,5 5 130,8 25,76 44,43 57,32 235,9 6 142,1 31,28 42,53 36,7 315,6 7 141,15 51,09 21,54 55,89 199,34 8 160,65 43,56 32,49 107,68 210,82 9 98,4 32,64 20,81 75,23 290,67 10 179,56 27,85 48,05 94,19 248,06 Mittelwert 139,853 36,453 45,144 77,425 257,691 S 36,9103063 10,2871744 18,7190498 32,9242741 48,8260191 173 Kongo-GP 113,88 60,82 81,45 81,54 128,44 110,3 122,76 95,06 92,44 114,42 100,111 21,4344284 Timneh-GP 133,72 106,1 93,34 93,52 162,86 98,92 115,95 99,45 109,2 130,98 114,404 22,2048384 Gelbbrustara 9,4 33,1 16,3 11,5 40,8 26,6 10,4 50,9 33,8 5,8 23,86 15,4062181 Mäusebussard 19,4 8,7 17,2 7,2 33,5 24,1 19,9 23,8 13 9,8 17,66 8,24300377 Anhang Tabelle 26: Anhang:Vorversuche 5.1.3.2 − 5.1.4.4 5.1.3.2 Konzentration von cGMP im Blutplasma (pmol/ml) A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S B1 B2 B3 Mittelwert S C1 C2 C3 Mittelwert S D1 D2 D3 Mittelwert S E1 E2 E3 Mittelwert S -20 min -10 min 0 min 10 min 20 min 30 min 142,1 160,65 142,1 160,65 179,5 130,8 21,52 29,78 88,28 115,63 94,2516667 60,8970345 412,85 348,05 164,42 166,82 210,34 326,9 271,563333 104,950879 332,55 254,05 74 75,79 134,71 239,75 185,141667 106,125638 221,4 179,6 66,32 63,68 112,41 163,08 134,415 64,1160603 108,04 106,98 108,04 106,98 113,88 45,75 71,6 77,0766667 34,3935987 297,64 348,18 334,36 326,726667 26,1203701 188,74 148,26 187,99 174,996667 23,157669 145,87 88,16 155,74 129,923333 36,5032359 50,72 51,99 50,72 51,99 53,54 48,2 45,29 49,01 4,18422036 234,75 331 329,56 298,436667 55,1589706 334,75 184,9 207,77 242,473333 80,7279173 196,65 124,25 91,8 137,566667 53,6784951 24,48 25,96 24,48 25,96 32,49 31,77 27,34 30,5333333 2,78884086 354,81 330,33 289,17 324,77 33,171337 208,69 193,09 243,98 215,253333 26,0721314 141,17 70,43 183,8 131,8 57,2628754 57,78 53,84 57,78 53,84 59,94 47,67 50,97 52,86 6,35 597,95 510,7 589,71 566,12 48,17 561,25 496,24 555,54 537,676667 36,00 549,95 467,84 531,92 516,57 43,15 -20 min -10 min 0 min 10 min 20 min 30 min 40 38 38 35 40 50 41 41 34 45 52 43 42 38 42 55 42 40 39 43 53 44 5.1.4.1 Htk (%) A1 A2 A3 A4 A5 174 Anhang A6 Mittelwert S B1 B2 B3 Mittelwert S C1 C2 C3 Mittelwert S D1 D2 D3 Mittelwert S E1 E2 E3 Mittelwert S 40 38 51 52 51 52 58 58 58 58 50 50 50 50 54 50 54 50 48 42 5,32290647 45 43,3333333 5,88784058 49 44,6666667 6,18600571 46 44,1666667 5,0365332 53 47 43 47,6666667 5,03322296 55 48 40 47,6666667 7,5055535 55 47 40 47,3333333 7,5055535 54 48 41 47,6666667 6,5064071 51 54 55 53,3333333 2,081666 51 60 56 55,6666667 4,50924975 55 59 60 58 2,1602469 54 56 58 56 2 49 46 48 47,6666667 1,52752523 54 53 55 54 1 55 50 53 52,6666667 2,51661148 53 45 49 49 4 51 52 47 50 2,64575131 58 57 53 56 2,64575131 60 56 54 56,6666667 3,05505046 60 54 53 55,6666667 3,7859389 5.1.4.2 Na+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S B1 B2 B3 Mittelwert S -20 min -10 min 0 min 10 min 20 min 30 min 146 135 146 135 145 140 152 143 141 143 144 4,28952212 106 140 149 146 140 142 137,166667 15,676947 137 140 141 146 142 143 141,5 3,01662063 141 139 143 145 141 141 141,666667 2,06559112 141 143 141 143 142 138 141 140,333333 2,081666 149 135 135 139,666667 8,08290377 140 134 129 134,333333 5,50757055 145 136 130 137 7,54983444 175 Anhang C1 C2 C3 Mittelwert S D1 D2 D3 Mittelwert S E1 E2 E3 Mittelwert S 136 131 136 131 142 139 142 139 136 138 1,36 138 140 151 142 144,333333 5,85946528 124 109 141 124,666667 16,0104133 172 119 139 143,333333 26,7644042 156 128 142 142 14 145 144 129 139,333333 8,96288644 166 145 134 148,333333 16,2583312 139 146 133 139,333333 6,5064071 139 146 134 139,666667 6,02771377 143 137 117 132,333333 13,6137186 133 153 122 136 15,7162336 148 153 118 139,666667 18,9296945 198 142 120 153,333333 40,216083 5.1.4.3 K+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S B1 B2 B3 Mittelwert S C1 C2 C3 Mittelwert S D1 D2 D3 Mittelwert -20 min -10 min 0 min 10 min 20 min 30 min 3,9 3,5 3,9 3,5 3,6 3,9 4,10 3,8 3,9 3,7 3,83333333 0,17511901 2,7 3,5 4 3,5 3,7 3,6 3,5 0,43358967 3,6 3,8 4,2 3,8 3,8 3,9 3,85 0,19748418 3,4 3,3 4,1 3,6 3,7 3,8 3,65 0,28809721 3,7 3,5 3,7 3,5 3,8 2,9 2,9 3,2 0,51961524 3,4 2,4 2,8 2,86666667 0,5033223 3,3 2,4 3,5 3,06666667 0,58594653 3,5 2,5 3,2 3,06666667 0,51316014 2,8 2,1 2,8 2,1 2,1 3,6 2,9 2,86666667 0,75055535 2,3 2 2 2,1 0,17320508 2,8 4,2 2,2 3,06666667 1,02632029 2,5 3,8 2,9 3,06666667 0,66583281 3,2 3,4 3,2 3,4 3,7 3,2 2,9 3,26666667 176 4,2 2,3 3,5 3,33333333 3,2 2,2 2,6 2,66666667 3,3 2,7 3,3 3,1 Anhang S E1 E2 E3 Mittelwert S 3,4 3 3,4 3 0,40414519 0,96090235 0,5033223 0,34641016 3 3,1 3,9 3,33333333 0,49328829 4,2 2,8 3,7 3,56666667 0,70945989 3,8 3,4 3,4 3,53333333 0,23094011 3,6 3,1 3,6 3,43333333 0,28867513 5.1.4.4 P-Blutplasmakonzentration (mmol/l) A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S B1 B2 B3 Mittelwert S C1 C2 C3 Mittelwert S D1 D2 D3 Mittelwert S E1 E2 E3 Mittelwert S -20 min -10 min 0 min 10 min 20 min 30 min 1,57 1,45 1,57 1,45 1,38 1,19 1,43 1,03 1,38 1,21 1,27 0,15323185 1,35 0,95 1,43 0,97 1,37 1,22 1,215 0,20916501 1,9 1,01 1,44 0,91 1,42 1,16 1,30666667 0,36042567 1,8 1,40 1,43 1 1,4 1,18 1,36833333 0,26954901 0,71 0,69 0,71 0,69 0,73 1,2 0,82 0,91666667 0,2494661 0,49 0,44 0,27 0,4 0,11532563 0,76 0,64 0,49 0,63 0,13527749 0,51 0,78 0,53 0,60666667 0,15044379 1,29 1,27 1,29 1,27 1,48 0,72 0,48 0,89333333 0,52204725 1,69 0,47 0,67 0,94333333 0,65431898 2,13 0,94 0,76 1,27666667 0,74446849 1,78 0,63 0,83 1,08 0,61441029 0,77 0,59 0,77 0,59 0,58 1,11 1,47 1,05333333 0,44769781 0,58 0,82 1,82 1,07333333 0,65767266 0,65 0,83 1,67 1,05 0,5444263 0,6 0,94 1,71 1,08333333 0,568712 0,49 0,71 0,49 0,71 0,99 1,04 1,35 1,12666667 0,19502137 1,14 1,49 1,17 1,26666667 1,22 1,75 1,24 1,40333333 1,42 2 1,31 1,57666667 177 Anhang Tabelle 27: Anhang: Hauptversuch 5.2.1.2.1 − 5.2.1.4 5.2.1.2 cGMP-Blutplasmakonzentration (pmol/ml) 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 32,7 41,5 46 52,4 60,8 38,8 45,3666667 10,0655187 44,2 38,5 52,67 46,87 72,83 48,05 50,52 11,884484 38,45 44,97 39,7 61,48 56,87 36,01 46,2466667 10,5354234 43,8 45,78 36,91 54,72 48,88 51,94 47,005 6,3414943 61,78 27,6 43,73 39,51 53,61 35,48 43,6183333 12,4047562 34,9 43,74 57,6 48 36 53,37 43,7 48,535 6,83772257 B1 B2 B3 51,34 55,52 58,24 73,16 58,92 46,86 45,58 54,91 56,45 53,33 50,16 61,45 60, 75 57,78 38,75 41,26 35,39 48,46 B5 B6 Mittelwert S B4 Ex. let. tab. 60,01 56,2775 3,7742847 39,23 40,46 54,85 14,4075582 40,34 56,8 53,435 5,30063204 38,23 41,95 51,7225 8,0653885 41,57 53,97 50,1666667 10,0689738 37,89 48,6 43,4275 6,36082476 Euthanasie C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 22,03 31,36 26,93 21,42 39,47 27,27 Ex. let. tab. 28,08 6,6847169 39,24 39,73 75,06 30,87 42,74 46,56 27,15 21,27 28,47 31,45 37,54 67,37 24,14 43,44 32,6 33,4 20,6 47,69 31,48 39,9 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 20,94 Euthanasie Euthanasie 32,61 Euthanasie C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 Mittelwert S 35,48 32,11 41,55 28,65 Ex. let. tab. 30,87 42,75 42,74 36,3071429 6,01212861 43,685 35,04 34,8683333 31,15 17,0107128 16,8282786 9,59412407 9,56394793 33,81 21,68 46,57 26,25 37,94 41,71 25,78 37,19 22,61 29,99 38,71 43,89 25,74 Euthanasie Euthanasie Euthanasie Euthanasie 26,93 39,11 46,57 34,2714286 9,13333533 29,78 45,98 41,88 36,5671429 7,97491424 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 178 Anhang 5.2.1.3.1 Htk (%) 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 47 45 54 55 55 55 51,8333333 4,57893729 48 48 54 51 54 53 51,3333333 2,80475786 45 46 52 49 55 51 49,6666667 3,77712413 49 45 49 53 50 52 49,6666667 2,80475786 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 53 55 52 Ex. let. tab. 48 52 2,94392029 55 51 61 55 48 56 55 52 45 50 51 54,5 4,72581563 45 47 51,5 4,65474668 36 50 49,25 2,98607881 Euthanasie C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 57 52 51 53 48 49 Ex. let. tab. 51,6666667 3,20416396 52 60 60 56 56 42 49 61 68 57 57 43 48 62 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 57 Euthanasie Euthanasie 48 Euthanasie 53,8333333 55,6666667 55,6666667 7,05454936 8,98146239 7,09459888 53 51 48 51 5.2.1.3.2 Na+-Blutplasmakonzentration 0h A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 131 135 129 135 121 133 130,666667 5,27888877 8h 12h 134 131 138 133 136 143 135,833333 4,26223728 179 24 h 48h 3 Monate 129 134 133 136 129 136 132,833333 3,18852108 133 137 134 141 122 136 133,833333 6,43169236 Anhang B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 134 138 138 Ex. let. tab. 137 136,75 1,89296945 131 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 136 136 140 140 131 135 Ex. let. tab. 136,333333 3,38624669 134 150 133 144 131 137 132 136 136 132 141 142 7,07106781 128 128 132 3,74165739 110 133 134,25 2,06155281 Euthanasie 138 134 143 140 136 137 135 128 148 138 119 142 128 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 143 Euthanasie Euthanasie 143 Euthanasie 138 135 138 3,16227766 10,3150376 8,66025404 135 145 137 138 5.2.1.3.3 K+-Blutplasmakonzentration 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 3,2 3,2 2,8 2,8 3,4 3,6 3,16666667 0,3204164 3,4 3,2 2,9 2,8 3,3 3,2 3,13333333 0,23380904 3,5 3,3 3 2,7 3,2 3,3 3,16666667 0,28047579 2,8 3,1 2,9 3,1 3,1 3,4 3,06666667 0,20655911 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 2,9 4,9 3,5 Ex. let. tab. 3,7 3,75 0,83864971 3,6 3,4 3,3 3,1 3,1 3,1 3,3 3,3 3,2 3,4 3,6 3,35 0,2081666 3,8 3,5 3,25 0,19148542 4,5 3,6 3,375 0,17078251 Euthanasie C1 C2 C3 C4 C5 C6 1,6 2,3 3,1 2,3 1,7 3,2 2,3 2,8 6,3 2,6 4 3,6 180 2,7 7,2 8,5 3,5 10,5 3 2,1 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 3,9 Euthanasie Euthanasie 3,5 Euthanasie Anhang C7 Mittelwert S C8 Ex. let. tab. 2,36666667 0,67428975 1,8 3,6 5,9 3,16666667 1,46833239 3,28694387 0,94516313 3,1 2,2 2,4 1,6 5.2.1.3.4 P-Blutplasmakonzentration 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 0,63 0,63 0,74 1,68 0,77 1,05 0,91666667 0,40435958 0,75 0,62 0,68 1,56 1,23 1,34 1,03 0,39648455 0,68 0,68 1,09 1,45 1,45 0,98 1,055 0,34645346 0,85 0,57 0,76 0,98 1,22 1,34 0,95333333 0,28855964 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 0,47 1,04 0,64 Ex. let. tab. 1,18 0,8325 0,33280375 1,07 2,28 1,25 0,56 0,65 0,34 0,75 0,51 0,98 3,16 1,02 1,2775 0,72729522 1,02 1,23 0,67 0,7425 1,33 0,36890604 1,2355026 0,94 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 0,49 0,39 0,71 0,54 0,4 1,32 Ex. let. tab. 0,64166667 0,3521032 0,65 1,75 2,17 1,52 2,02 1,5 1,66 1,66 5,98 3,17 3 9,3 3,31 0,28 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 3,97 Euthanasie Euthanasie 5,24 Euthanasie 1,77 4,40333333 3,16333333 0,27217641 2,7811844 2,57651574 0,67 0,79 1,1 0,46 5.2.1.3.5 Uric-Blutplasmakonzentration 0h A1 A2 A3 A4 A5 A6 124 128 271 351 96 364 8h 12h 463 234 187 378 76 389 181 24 h 48h 3 Monate 98 167 356 402 321 356 232 245 375 98 456 123 Anhang Mittelwert S 222,333333 121,261151 287,833333 146,278388 283,333333 254,833333 121,608662 139,644429 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 256 209 198 Ex. let. tab. 345 252 66,9078969 304 234 461 246 395 378 629 301 367 252 243 296 110,118118 350 501 475,75 115,756569 571 456 344 88,2911849 Euthanasie C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 354 90 200 169 494 304 Ex. let. tab. 268,5 145,516666 305 802 1573 317 1687 2651 485 5678 2688 3780 2224 11576 840 7890 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 2920 Euthanasie Euthanasie 1166 Euthanasie 1252,5 4464,33333 3992 884,814048 3842,5863 3487,82626 580 678 389 359 5.2.1.3.6 CK-Blutplasmakonzentration 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 146 212 147 201 365 144 202,5 85,0805501 2377 1456 856 745 1004 1892 1388,33333 645,087488 1678 576 460 344 566 678 717 484,335008 188 489 461 178 498 452 377,666667 151,779665 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 361 273 375 Ex. let. tab. 256 316,25 60,4283322 425 2567 2498 780 1086 509 363 370 385 240 987 1708 956,208834 506 478 609 324,142973 3567 178 293,25 100,708738 Euthanasie C1 C2 C3 396 361 458 3856 2456 2783 182 8780 7536 5678 11560 Euthanasie Euthanasie Euthanasie Anhang C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 241 480 340 Ex. let. tab. 379,333333 86,7402252 207 1127 1142 1254 4568 3132 3756 4765 Euthanasie Euthanasie 3978 Euthanasie 2103 1118,6524 1095 5575 6767,66667 2209,94181 4168,8951 1397 1456 305 12h 24 h 5.2.1.3.7 AST-Blutplasmakonzentration 0h 8h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 52 122 168 102 157 115 119,333333 41,5868569 1784 560 678 1777 1278 678 1125,83333 565,973998 456 351 255 508 267 219 342,666667 117,433669 489 156 89 403 222 178 256,166667 142,025135 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 91 137 88 Ex. let. tab. 144 115 29,6085573 34 1508 1681 583 184 164 72 206 489 154 1698 1367,5 529,997799 605 304 181 95,4078962 2460 288 284,25 147,224036 Euthanasie C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 132 168 58 137 160 124 Ex. let. tab. 129,833333 39,0303301 144 370 366 647 266 127 305 1678 6457 1103 370 1230 460 3325 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 2347 Euthanasie Euthanasie 1698 Euthanasie 346,833333 1883 171,822486 2151,4392 192 578 2456,66667 1293,16727 243 132 12h 48h 3 Monate 367 368 299 401 5.2.1.3.8 LDH-Blutplasmakonzentration 0h A1 A2 212 364 8h 315 411 183 24 h Anhang A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 256 228 176 201 239,5 66,5965465 273 106 254 244 267,166667 99,6943663 279 201 233 190 273 79,4606821 401 319 191 96 284,5 120,680984 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 74 73 52 Ex. let. tab. 63 65,5 10,2794293 51 1680 157 101 75 57 56 101 63 53 405 585,75 741,364227 279 74 65,5 10,40833 1560 64 70,25 21,0930478 Euthanasie C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 65 55 46 51 88 101 Ex. let. tab. 67,6666667 22,087704 52 4587 1260 406 221 280 304 5129 4860 890 484 2176 3710 7910 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 6798 Euthanasie Euthanasie 7536 Euthanasie 1176,33333 2874,83333 7414,66667 1715,23184 1993,17199 565,842145 100 567 56 51 5.2.1.4.5 Amplitude der T- Welle (mV) 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 0,4 0,5 0,3 0,4 0,5 0,6 0,45 0,09574271 0,35 0,45 0,3 0,35 0,51 0,7 0,44333333 0,13437096 0,4 0,5 0,4 0,4 0,45 0,6 0,45833333 0,0801041 0,5 0,55 0,4 0,5 0,5 0,5 0,49166667 0,03837247 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S 0,5 0,65 0,6 Ex. let. tab. 0,25 0,5 0,1779513 0,3 0,65 0,6 0,3 0,5 0,7 0,4 0,6 0,4 0,25 0,3 0,25 0,45 0,45 0,4125 0,20412415 0,19148542 0,14361407 184 Anhang B4 0,4 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 0,6 0,5 0,3 0,6 0,6 0,3 Ex. let. tab. 0,48333333 0,15118579 0,3 0,9 1 0,9 0,7 0,5 0,3 0,2 Euthanasie 1 1,2 1,1 0,7 0,5 0,4 1,1 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 0,7 Euthanasie Euthanasie 0,6 Euthanasie 0,71666667 0,81666667 0,8 0,27516229 0,35989416 0,29439203 0,4 0,3 0,4 0,4 5.2.1.4.3 Amplitude der P-Welle (mV) 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 0,4 0,4 0,45 0,4 0,3 0,4 0,39166667 0,0491596 0,4 0,4 0,5 0,4 0,35 0,5 0,425 0,06123724 0,45 0,35 0,45 0,5 0,3 0,4 0,40833333 0,07359801 0,4 0,45 0,4 0,45 0,4 0,4 0,41666667 0,02581989 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 0,3 0,5 0,5 Ex. let. tab. 0,3 0,43333333 0,11547005 0,5 0,4 0,5 0,6 0,4 0,45 0,5 0,4 0,45 0,3 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 0,6 0,4 0,3 0,4 0,4 0,3 Ex. let. tab. 0,4 0,10954451 0,4 0,4 0,3 0,5 0,45 0,09574271 0,08539126 0,5 0,4 0,38333333 0,06291529 Euthanasie 0,6 0,5 0,4 0,4 0,4 0,4 0,7 0,5 0,5 0,7 0,4 0,5 0,45 0,083666 0,55 0,63333333 0,12247449 0,18257419 0,6 0,5 0,5 185 0,7 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 0,8 Euthanasie Euthanasie 0,4 Euthanasie Anhang 5.2.1.4.4 Amplitude der S-Zacke (mV) 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 1,9 2,8 1,9 2,1 1,3 2,8 2,13333333 0,58195074 2 2,7 1,9 2 1,4 2,6 2,1 0,48166378 1,9 2,8 2 2,1 1,6 2,8 2,2 0,49396356 1,9 2,7 1,9 1,9 1,5 2,8 2,11666667 0,51542862 B1 B2 B3 1,5 2,2 2,1 1,8 2,3 2,1 1,7 2,1 2 1,6 2,2 1,8 B5 B6 Mittelwert S B4 1,8 1,93333333 0,31622777 2,1 1,9 2 1,9 2,06666667 1,93333333 1,86666667 0,22173558 0,17320508 0,25 2,2 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 2,2 1,8 1,6 1,9 2,2 1,9 Ex. let. tab. 1,93333333 0,23380904 1,8 2,3 2,6 2,1 2,7 1,9 2,1 2,5 3,6 3,5 2,8 2,2 2,8 2,2 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 3,5 Euthanasie Euthanasie 3,2 Euthanasie 2,28333333 2,9 2,96666667 0,31251667 0,55136195 0,68068593 2,1 1,7 2 5.2.1.4.6 Q-T Intervall (s) 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 0,07 0,07 0,07 0,07 0,06 0,08 0,07 0,00632456 0,075 0,07 0,07 0,07 0,06 0,08 0,07083333 0,0066458 0,065 0,06 0,08 0,06 0,06 0,07 0,06583333 0,00801041 0,07 0,07 0,07 0,08 0,07 0,08 0,07333333 0,00516398 B1 0,08 0,08 0,08 0,08 186 Anhang B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 0,09 0,08 0,08 0,08 0,08 0,07 0,09 0,08333333 0,0057735 0,05 0,08 0,08 0 0,05 0,09 0,08 0,07666667 0,07833333 0,00816497 0,0025 Euthanasie C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 0,09 0,07 0,08 0,08 0,08 0,08 Ex. let. tab. 0,08 0,00632456 0,08 0,08 0,1 0,1 0,1 0,11 0,1 0,12 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 0,1 Euthanasie Euthanasie 0,1 Euthanasie 0,08 0,1 0,09 0,09 0,09 0,1 0,08 0,075 0,09166667 0,09833333 0,10666667 0,00752773 0,00983192 0,01154701 0,1 0,09 0,09 5.2.1.4.1 Herzfrequenz (Herzschläge / min) 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 180 210 360 180 210 150 215 74,4983221 180 180 210 210 240 180 200 24,4948974 240 210 330 180 300 240 250 55,8569602 180 240 300 240 210 210 230 40,9878031 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 180 180 180 Ex. let. tab. 240 195 30 150 180 210 210 180 120 150 210 150 240 360 240 81,240384 330 240 150 30 270 217,5 51,2347538 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 120 210 180 180 150 180 Ex. let. tab. 240 360 360 420 240 360 180 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 420 Euthanasie Euthanasie 420 Euthanasie 210 210 210 180 180 210 187 Anhang Mittelwert S C8 170 30,9838668 180 200 330 340 15,4919334 73,4846923 138,564065 180 180 180 5.2.1.4.7 Herzachse (-°) 0h 8h 12h 24 h 48h 3 Monate A1 A2 A3 A4 A5 A6 Mittelwert S 84,5 90 95 98 98 90 92,5833333 5,35179098 90 90 92,5 90 98,5 82 90,5 5,31036722 90 89 98,5 98 106 90 95,25 6,75092586 87,5 95 92 90 92 88 90,75 2,82400425 B1 B2 B3 B5 B6 Mittelwert S B4 90 90 98 Ex. let. tab. 92 92,5 3,7859389 98,5 96 93 101 102 96 101 96 92 95 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 Mittelwert S C8 95 104 90 90 93 90 Ex. let. tab. 93,6666667 5,46504041 90 90 98,5 95 99,375 4,69041576 2,68871097 102 90 95,5 85 92 98,5 90 90 96 93 90 90 90 96 94,75 1,89296945 Euthanasie 93 Euthanasie Euthanasie Euthanasie 90 Euthanasie Euthanasie 93 Euthanasie 91,8333333 91,5 92 4,7187569 2,50998008 1,73205081 90 93 92 92 188 Anhang 5.2.1.6 LVDs (cm) 0h 8h 12h 24 h 48h B1 B2 B3 B4 B5 B6 Mittelwert S C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 Mittelwert S 3 Monate 0,76 0,63 0,57 Euthanasie Ex. let. tab. 0,76 0,68 0,09556847 0,69 0,66 0,55 0,67 Ex. let. tab. 0,65 0,66 0,6 0,64 0,04830459 0,93 0,89 0,67 0,76 1,1 1,01 1,06 1,07 Euthanasie Euthanasie Euthanasie Euthanasie 0,81 0,9 0,72 0,81142857 0,09923517 1,08 Euthanasie 1,06 Euthanasie 1,08 Euthanasie 1,06571429 0,02819997 8h 12h 5.2.1.6 LVDd (cm) 0h 24 h B1 B2 B3 B4 B5 B6 Mittelwert S C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 Mittelwert S 48h 3 Monate 1,13 0,89 0,92 Euthanasie Ex. let. tab. 1,19 1,0325 0,14974979 1,03 1,12 1,05 0,98 Ex. let. tab. 0,99 1,07 1,11 1,05 0,05446712 1,1 1,16 0,99 1,08 1,27 1,27 1,36 1,21 1,11 1,11 1,21 1,10857143 0,06817345 1,3 Euthanasie 1,27 Euthanasie 1,3 Euthanasie 1,28285714 0,04535574 189 Euthanasie Euthanasie Euthanasie Euthanasie Anhang 5.2.1.6 FS (%) 0h 8h 12h 24 h 48h B1 B2 B3 B4 B5 B6 Mittelwert S C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 Mittelwert S 3 Monate 33,34 29,25 37,63 Euthanasie Ex. let. tab. 35,69 33,9775 3,60689502 33,15 40,93 47,61 32,02 Ex. let. tab. 47,69 32,75 44,21 39,7657143 7,05240351 15,26 23,56 32,62 29,89 13,7 19,81 20,84 11,74 26,59 18,62 35,37 25,9871429 7,33559749 0,17 1,77 16,77 12,1142857 8,25996945 5.2.1.6 Insuffizienz der linken AV-Klappe Geschwindigkeit des Systolische Druckdifferenz zwischen linkem Ventrikel und Gr. C Insuffizienzjets linkem Atrium (m/s) (mmHg) 2,56 1,95 2,28 2,64 2,68 2,62 1,91 2,75 Mittelwert 2,42375 S 0,33487471 24,79 15,2 20,74 27,96 28,62 27,5 14,54 30,35 23,7125 6,17738444 190 Anhang Tabelle 28: Anhang: Hauptversuch 5.2.2 5.2.2 cGMP Plasmakonzentration (pmol/ml) von Kongo-GP mit Herzinsuffizienzen Tiere Kongo-GP Erkrankungen 1 85,85 Arteriosklerose 2 112,91 Vergr. Herzsilhouette 3 96,34 Vergr. Herzsilhouette 4 92,29 Arteriosklerose 5 98,11 Vergr. Herzsilhouette 6 101,95 Arteriosklerose 7 89,98 Vergr. Herzsilhouette 8 108,34 Arteriosklerose 9 84,52 Arteriosklerose 10 83,65 Arteriosklerose Gimpeltaube 1 52,83 Ectopia cordis 191 11 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Versuchsplan zu Vorversuch 4.3.3: Einfluss eines synthetischen chANP auf die cGMP Blutplasmakonzentration bei verschiedenen Vogelarten........................................ 46 Tabelle 2: cGMP-Blutplasmakonzentration (pmol/ml) verschiedener Vogelarten (Mittelwert = x; Standardabweichung = S; Minimalwert = XMin; Maximalwert = XMax ) ....... 60 Tabelle 3: Natriuretische Peptid Konzentrationen im Blutplasma von Brieftauben und Kongo-GP (Testsysteme zum Nachweis von hANP und hBNP)............................................. 61 Tabelle 4: cGMP-Blutplasmakonzentration (pmol/ml) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP bei verschiedenen Vogelarten (Gr. A − E) ...................... 63 Tabelle 5: Hämatokrit-Entwicklung (%) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ................................. 66 Tabelle 6: Na+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ........................... 68 Tabelle 7: K+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ........................... 70 Tabelle 8: P-Plasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ................................. 72 Tabelle 9: cGMP-Plasmakonzentration (pmol/ml) im zeitlichen Verlauf bei Tauben mit unterschiedlichen Intensitäten einer Nachlasterhöhung des linken Herzens durch Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ...................... 77 Tabelle 10: Hämatokrit-Entwicklung (%) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S)......................................................................................................... 79 Tabelle 11: Na+ -Konzentration im Blutplasma (mmol/l) nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Herzens; Mittelwert = x; Standardabweichung = S)......................................................................................................... 80 Tabelle 12: K+-Konzentration (mmol/l) nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ……………………………………………………………………………...82 Tabelle 13: P-Konzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S)......................................................................................................... 83 192 Tabelle 14: Konzentration der Harnsäure (µmol/l) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) .................................................................................................... 86 Tabelle 15: CK-Konzentration (U/l) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S)......................................................................................................... 89 Tabelle 16: AST-Konzentration (U/l) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S)......................................................................................................... 92 Tabelle 17: LDH-Konzentration (U/l) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S)......................................................................................................... 95 Tabelle 18: Herzfrequenzen (Herzschläge/min) im zeitlichen Verlauf des Versuches nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ............................................................................... 98 Tabelle 19: Mittlere Amplituden der P- Zacke (mV) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) .................................................................................................. 100 Tabelle 20: Mittlere Amplituden der S-Zacken (mV) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ............................................................................. 101 Tabelle 21: Mittlere Amplitude der T-Welle (mV) im zeitlichen Verlauf nach dem Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S) .................................................................................................. 103 Tabelle 22: Veränderung des Q-T Intervalls (s) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S)....................................................................................................... 104 Tabelle 23: Mittlere Messwerte der Herzachsen (-°) nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Nachlasterhöhung des linken Ventrikels; Mittelwert = x; Standardabweichung = S)....................................................................................................... 105 Tabelle 24: Veränderung der Verkürzungsfraktion (FS; %) des linken Ventrikels in folge einer Nachlasterhöhung des Herzens durch Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien im zeitlichen Verlauf (Mittelwert = x; Standardabweichung = S) ......................................... 112 Tabelle 25: Anhang: Vorversuch 5.1.1 ................................................................................. 173 193 Tabelle 26: Anhang:Vorversuche 5.1.3.2 − 5.1.4.4 .............................................................. 174 Tabelle 27: Anhang: Hauptversuch 5.2.1.2.1 − 5.2.1.4......................................................... 178 Tabelle 28: Anhang: Hauptversuch 5.2.2.............................................................................. 191 194 12 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Struktur der humanen natriuretischen Peptidfamilie. Die bei allen Peptiden identischen Aminosäuren sind gekennzeichnet (Brockhoff et al., 2000)................................. 10 Abbildung 2: Synthese von α-ANP beim Huhn (Bereiche enzymatischer Spaltungen und die dazugehörigen Aminosäuren (↑); AKIZUKI et al., 1991). ...................................................... 15 Abbildung 3: Schematische Darstellungen der NPR. Von links nach rechts der NPR-A und der NPR-B mit einem ähnlichen Aufbau gefolgt vom NPR-C ohne intrazelluläre katalytische Domäne (TREMBLEY et al. 2002). ........................................................................................ 21 Abbildung 4: Physiologisches PKG einer Brieftaube mit 1. und 2. Herzton. ........................ 35 Abbildung 5: Physiologisches EKG einer Brieftaube; I − III bipolare Extremitätenableitungen nach Einthoven und die unipolaren Extremitätenableitungen nach Goldberger; P-Zacke (P), S-Zacke (S), T-Welle (T)................................................................ 36 Abbildung 6: Darstellung des Tr. brachio. (T), der Aorta (A) sowie der V. cava cranialis (V) unter endoskopischer Sichtkontrolle. ....................................................................................... 49 Abbildung 7: Ligaturen des Tr. brachio und der Aorta (↓)..................................................... 49 Abbildung 8: Pathologisch-anatomisch sowie röntgenologisch diagnostizierte Arteriosklerose (↓) eines Kongo-Graupapageien............................................................................................... 51 Abbildung 9: Röntgenologisch erkennbare hochgradige Vergrößerung der Herzsilhouette (H) eines Kongo-Graupapageien. ................................................................................................... 51 Abbildung 10: Plasmakonzentration von cGMP (pmol/ml) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (60µg/kg KM; ↓) für Hühner (Gr. A), Kongo-GP (Gr. B) und Brieftauben (Gr. E). .............................................................................................. 64 Abbildung 11: Plasmakonzentration von cGMP (pmol/ml) bei Brieftauben im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP in unterschiedlichen Konzentrationen (Gr. C: 20µg/kg KM; Gr. D: 40µg/kg KM; Gr. E: 60µg/kg KM; ↓)............ 65 Abbildung 12: Hämatokrit-Entwicklung (%) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung von chANP (↓) bei Hühner (Gr. A), Kongo-GP (Gr. B) und Brieftauben (Gr. C − E)........................................................................................................................................... 67 Abbildung 13: Na+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung (↓) von chANP bei verschiedenen Vogelarten (Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben). ............................ 69 195 Abbildung 14: K+-Blutplasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf vor und nach der i.v. Verabreichung (↓) von chANP bei verschiedenen Vogelarten (Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben) ............................. 71 Abbildung 15: Zeitlicher Verlauf der P-Plasmakonzentration (mmol/l) vor und nach der i.v. Verabreichung (↓) von chANP bei verschiedenen Vogelarten (Gr. A: (70 µg/kg KM): Hühner; Gr. B: (60 µg/kg KM) Kongo-Graupapageien; Gr. C: (20 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. D: (40 µg/kg KM): Brieftauben; Gr. E: (60 µg/kg KM): Brieftauben). .............................................. 73 Abbildung 16: Versuchstaube C4 mit Parese der Hintergliedmaße. ...................................... 75 Abbildung 17: Blutplasmakonzentration von cGMP (pmol/ml) im zeitlichen Verlauf nach unterschiedlichen Intensitäten einer Nachlasterhöhung des linken Herzens durch Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.) ................................. 78 Abbildung 18: P-Plasmakonzentration (mmol/l) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A:Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). .. 84 Abbildung 19: Harnsäure-Konzentration (µmol/l) nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). ................................ 87 Abbildung 20: CK-Plasmakonzentration (U/l) nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A:Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). ..................................................... 90 Abbildung 21: AST-Plasmakonzentration (U/l) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio). ... 93 Abbildung 22: LDH-Plasmakonzentration (U/l) nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). ..................................................... 96 Abbildung 23: Mittleren Amplitude der S-Zacke (mV) im zeitlichen Verlauf nach Anlegen von Subligaturen an herznahe Arterien bei Brieftauben (Gr. A: Kontrolltiere; Gr. B: 50%ige Subligatur des Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur der Aorta und des Tr. brachio.). 102 Abbildung 24: EKG (I, II, III: bipolare Standardableitungen nach Einthoven; aVR, aVL, aVF: unipolare Goldberger-Ableitungen) von Versuchstaube C2 vor Anlegen der Gefäßligaturen (Zeitpunkt 0 h) mit AV-Block 2. Grades (↓)................................................. 106 196 Abbildung 25: EKG (I, II, III: bipolare Standardableitungen nach Einthoven; aVR, aVL, aVF: unipolare Goldberger-Ableitungen) von Versuchstaube C2 24h nach Anlegen der Ligaturen mit gesteigerter Herzfrequenz und Aplitudenerhöhungen der S-Zacke (S) und TWelle (T). ............................................................................................................................... 107 Abbildung 26: EKG (I, II, III: bipolare Standardableitungen nach Einthoven; aVR, aVL, aVF: unipolare Goldberger-Ableitungen) von Versuchstaube C4 24h nach Anlegen 8090%iger Subligaturen an die Aorta und den Tr. brachio mit erkennbaren Aufsplitterungen (↓) in der P- (P) und S-Zacke (S). ................................................................................................ 108 Abbildung 27: Unverändertes PKG von Taube B1 vor dem Anlegen der Gefäßligatur. ..... 110 Abbildung 28: PKG mit holosystolischem Herzgeräusch (↑; Taube B1, Zeitpunkt 48h). ... 110 Abbildung 29: Änderung der mittleren FS (%) des linken Ventrikels nach einer definierten Nachlasterhöhung des linken Herzens (Gr. B: 50%ige Subligatur Tr. brachio.; Gr. C: 80−90%ige Subligatur Aorta und Tr. brachio)....................................................................... 113 Abbildung 30: Insuffizienz der linken AV-Klappe mit Insuffizienz-Jet in der Systole. ...... 114 Abbildung 31: Endsystolische Aufnahme des linken Ventrikels im B-Mode zum Zeitpunkt 0h der Versuchstaube C12...................................................................................................... 115 Abbildung 32: Endsystolische Aufnahme des linken Ventrikels im B-Mode zum Zeitpunkt 12h nach Anlegen 80-90%iger Subligaturen an die Aorta und den Tr. brachio. der Versuchstaube C12. (Messpunkte zur Ermittlung der FS eingezeichnet).............................. 116 Abbildung 33: Situs des linken Ventrikels der Versuchstiere A4 (A), B2 (B) sowie C5 (C). ................................................................................................................................................ 118 197 Danksagung Herrn Dr. N. Kummerfeld sowie Herrn Prof. Dr. M. Fehr danke ich für die Möglichkeit der Realisierung der Arbeit und die kritische Durchsicht des Manuskripts sowie für die freundliche Beratung und Unterstützung bei der praktischen Durchführung. Mein ganz besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. Schemann, denn ohne ihn wäre diese Arbeit nie entstanden. Für die gute Fürsorge meiner Versuchstiere danke ich Frau A. Meiwes, Frau S. Kairies sowie Frau V. Guddorf. Weiterhin gilt mein Dank Herrn B. Könner aus Borstel und Herrn G. Wehrhahn aus Uftrungen für die Bereitstellung ihrer Tiere zur Durchführung der Untersuchungen. Für die freundliche fachliche und praktische Unterstützung bei der Untersuchung der Blutproben bedanke ich mich bei Herrn A. Wolff und N. Neumann, der Firma IBL Hamburg. Weiterhin möchte ich mich bei Frau Dr. Puff aus dem Institut für Pathologie für die freundliche Hilfe bei den histologischen Untersuchungen und Frau Dr. A. Höllscher für die Einarbeitung in die Sonographie mit dem Vivid 7 bedanken. Für die vielen aufmunternden Gespräche und ihr liebevolles Verständnis danke ich Frau S. Papenfuß. Mein größter Dank gilt meiner Familie für ihre rückhaltlose Unterstützung. Über die gesamte Zeit standen mir meine Eltern mit Rat und Tat zur Seite. Sie gaben mir stets seelischen Beistand und ermöglichten mir mit ihrer finanziellen Hilfe das Studium der Tiermedizin. Ihnen gehört mein herzlichster Dank.
