untersuchungen zum antioxidativen status bei … blut. im anschluss an die operative...
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Aus der
Medizinischen Tierklinik
der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig
Untersuchungen zum antioxidativen Status
bei verschiedenen Formen der Dislocatio abomasi des Rindes
im Blut der V. jugularis und der V. epigastrica
Inaugural-Dissertation
zur Erlangung des Grades eines
Doctor medicinae veterinariae (Dr. med. vet.)
durch die Veterinärmedizinische Fakultät
der Universität Leipzig
eingereicht von
Gregor Dinges
aus Darmstadt
Leipzig, 2004
Mit Genehmigung der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig Dekan: Herr Prof. Dr. Gotthold Gäbel
Betreuer: PD Dr. habil. Manfred Fürll, Medizinische Tierklinik der Veterinärmedizini-
schen Fakultät Leipzig
Gutachter: PD Dr. habil. Manfred Fürll, Medizinische Tierklinik der Veterinärmedizini-
schen Fakultät Leipzig
Prof. Dr. Ute Schnurrbusch, Ambulatorische und Geburtshilfliche Tierklinik
der Veterinärmedizinischen Fakultät Leipzig
Univ.-Prof. Dr. M. Stangassinger, Institut für Physiologie,
Physiologische Chemie und Tierernährung, Lehrstuhl für Physiologie
Tierärztliche Fakultät der Ludwig-Maximilian Universität, München
Tag der Verteidigung: 10. August 2004
Meinen Eltern
Inhaltsverzeichnis
Seite
1. Einleitung und Zielstellung 1
2. Literaturübersicht 3
2.1 Die Labmagenverlagerung (Dislocatio abomasi, DA) des Rindes vor dem
Hintergrund oxidativer Pathomechanismen 3
2.1.1 Dislocatio abomasi bei Milchkühen 3
2.1.2 Ischämie und Reperfusion 9
2.1.2.1 Entstehung von Radikalen durch Abbau von ATP während lokaler
Ischämie/Reperfusion 11
2.1.2.2 Auswirkungen von Ischämie/Reperfusion auf Membranstrukturen 12
2.1.2.3 Aktivierung der körpereigenen Abwehr 13
2.2 Radikale 15
2.2.1 Definition und oxidativer Stress 15
2.2.2 Einteilung der Radikale 16
2.2.2.1 Aktivierte Sauerstoffspezies (ASS) 16
2.2.2.2 Stickoxidradikale (NO.) 17
2.2.2.3 Lipidperoxidation (LPO) 18
2.3 Antioxidantien 20
2.3.1 Definition und Vorkommen 20
2.3.2 Nichtenzymatische Antioxidantien 21
2.3.2.1 Metallbindende Proteine 21
2.3.2.2 Nieder- und mittelmolekulare Antioxidantien 22
2.3.2.2.1 Fettlösliche Antioxidantien 22
2.3.2.2.2 Wasserlösliche Antioxidantien 25
2.3.2.3 TEAC-Konzentration 27
2.3.3 Enzymatische Antioxidantien 28
2.3.3.1 Enzyme zur Glutathionregeneration 28
2.3.3.2 Superoxiddismutasen (SOD) 34
2.3.3.3 Katalasen 38
2.4 Kreatinkinase 38
3. Eigene Untersuchungen: Tiere, Materialien und Methoden 41
3.1 Tiere 41
3.2 Versuchsanordnung, Gruppeneinteilung und Versuchsdurchführung 41
3.3 Material 42
3.3.1 Blutentnahme aus der V. jugularis 42
3.3.2 Blutentnahme am Labmagen 43
3.4 Probenaufbereitung 43
3.4.1 Gewinnung von Serum 43
3.4.2 Gewinnung von Plasma 43
3.4.3 Herstellung von Erythrozytenpellets 44
3.5 Probenbestimmung 44
3.5.1 Klinisch-chemische Untersuchungsmethoden 44
3.5.2 Superoxiddismutase (SOD) 45
3.5.3 Glutathionperoxidase (GPX) 47
3.5.4 Trolox equivalent antioxidative capacity (TEAC) 49
3.5.5 Hämoglobin (Hb) 50
3.6 Statistische Auswertung 50
4. Ergebnisse 52
4.1 Klinisch-chemische Parameter des Fett-, Leber-, Eiweiß- und
Mineralstoffwechsels 54
4.2 Parameter im peripheren und abomasalen Blut 55
4.2.1 Vergleich der Chloridkonzentrationen im peripheren und abomasalen Blut 56
4.2.2 Lactatkonzentration 56
4.2.2.1 Lactatkonzentrationen im peripheren Blut 56
4.2.2.2 Lactatkonzentrationen im abomasalen Blut 57
4.2.2.3 Vergleich der Lactatkonzentrationen im peripheren und abomasalen Blut 58
4.2.3 Creatinkinase-Aktivität 58
4.2.3.1 Creatinkinase-Aktivitäten im peripheren Blut (CK(p)) 58
4.2.3.2 Creatinkinase-Aktivitäten im abomasalen Blut (CK(lm)) 59
4.2.3.3 Vergleich der Creatinkinase-Aktivitäten im peripheren und abomasalen Blut 60
4.2.4 Superoxiddismutase-Aktivität 60
4.2.4.1 Superoxiddismutase-Aktivitäten im peripheren Blut (SOD(p)) 60
4.2.4.2 Superoxiddismutase-Aktivitäten im abomasalen Blut (SOD(lm)) 61
4.2.4.3 Vergleich der Superoxiddismutase-Aktivitäten im peripheren und
abomasalen Blut 62
4.2.5 Glutathionperoxidase-Aktivität 64
4.2.5.1 Glutathionperoxidase-Aktivitäten im peripheren Blut (GPX(p)) 64
4.2.5.2 Glutathionperoxidase-Aktivitäten im abomasalen Blut (GPX(lm)) 64
4.2.5.3 Vergleich der Glutathionperoxidase-Aktivitäten im peripheren und
abomasalen Blut 65
4.2.6 TEAC-Konzentration 66
4.2.6.1 TEAC-Konzentrationen im peripheren Blut (TEAC(p)) 66
4.2.6.2 TEAC-Konzentrationen im abomasalen Blut (TEAC(lm)) 67
4.2.6.3 Vergleich der TEAC-Konzentrationen im peripheren und abomasalen Blut 68
4.3 TEAC-Konzentrations-Verlauf post operationem 69
4.3.1 TEAC-Konzentrations-Verlauf bei Tieren mit LDA 70
4.3.1.1 Zusammenfassende Darstellung der TEAC-Konzentrationen
bei Kühen mit LDA 3 72
4.3.2 TEAC-Konzentrations-Verlauf bei Tieren mit RDA 73
5. Diskussion 78
5.1 Gruppeneinteilung der Tiere 78
5.2 Methode der Blutentnahme am Labmagen 78
5.3 Ausgewählte klinische Befunde bei Kühen mit DA 79
5.4 Messergebnisse und Vergleich 79
5.5 Vergleich der Ergebnisse nach der Herkunft des Blutes 89
5.6 TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem 92
6. Zusammenfassung 97
7. Summary 99
8. Literaturverzeichnis 101
Anhang
Abkürzungsverzeichnis
α alpha
Abb. Abbildung
ADP Adenosindiphosphat
AMP Adenosinmonophosphat
Ǻ Ǻngström
ASS Aktivierte Sauerstoff Spezies
ATP Adenosintriphosphat
BHB Beta-Hydroxy-Butyrat
Ca2+ Kalziumionen
°C Grad Celsius
CK Kreatinkinase
DA Dislocatio abomasi
DGKC Deutsche Gesellschaft für Klinische Chemie
g Gramm
γ-GT γ-Glutamyl-Transpeptidase
GPX Glutathionperoxidase
Hb Hämoglobin
H2O2 Wasserstoffperoxid
Ig A Immunglobulin A
Ig G Immunglobulin G
K+ Kaliumionen
l Liter
LDA Left Dislocatio Abomasi
LMV Labmagenverlagerung
µmol Mikromol
mmol Milimol
Na+ Natriumionen
NAD+ / NADH +H+ Nicotinamidadenindinukleotid
NADPH Nicotinamidadenindinukleotidphosphat
ORAC Oxygen Radical Absorbance Capacity
PG Prostaglandin
RDA Right Dislocatio Abomasi
RDA cT Right Dislocatio Abomasi cum Torsio
RDA sT Right Dislocatio Abomasi sine Torsio
ROS Reactive Oxygen Species
SOD Superoxiddismutase
Tab. Tabelle
TEAC Trolox Equivalent Antioxidative Capacity
TRAP Total Radical-trapping Antioxidant Parameter
TROLOX 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-
carboxylic acid
U Unit
V. Vena
Einleitung und Zielstellung __________________________________________________________________________________________
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1. Einleitung und Zielstellung
Nach wie vor stellt die Dislocatio abomasi (DA) eine der häufigsten nichtinfektiösen Erkran-
kungen des Rindes in der Frühlaktation dar, die zu großen wirtschaftlichen Verlusten führt
(POIKE u. FÜRLL 2000, PEHRSON u. STENGÄRDE 2000).
Bisherige Beobachtungen haben gezeigt, dass neben Störungen des Fett- und Energiestoff-
wechsels auch Perfusionsstörungen am Labmagen und oxidativer Stress das klinische Bild der
DA prägen und für die weitere Prognose mit verantwortlich sind (FÜRLL et al. 1999).
Untersuchungen gesunder Kühe post partum zum antioxidativen System zeigten:
im peripartalen Zeitraum (zwei Wochen a. p. bis zwei Wochen p. p.) befinden sich die
TEAC-Konzentrationen bei gesunden Kühen auf dem niedrigsten Niveau und steigen
nachfolgend kontinuierlich an (WILKEN u. FÜRLL 2002)
zwei Wochen p. p. hat die SOD bei gesunden Kühen ebenfalls die niedrigste Aktivität,
vier bis sechs Wochen p. p. steigt sie signifikant an (SATTLER 2001)
die CK-Aktivität (Median) steigt von 60 U/l a. p. auf 170 U/l am ersten Tag p. p. und
sinkt in den folgenden vier Tagen wieder auf 90 U/l (NAURUSCHAT u. FÜRLL
2002)
die GPX-Aktivität bei gesunden Kühen im peripartalen Zeitraum ist abhängig von der
Selenversorgung, bei Aktivitäten von >130 U/g Hb kann von einer ausreichenden Ver-
sorgung ausgegangen werden (WOLF 1998)
Zum Zeitpunkt der Diagnose der Labmagenverlagerung stellt sich das antioxidative System
wie folgt dar:
die Aktivität der SOD entspricht weitgehend der von gesunden Kühen, sie liegt bei
fast 50 % der Kühe unter 7000 U/l Erythrozytenlysat, die Aktivität der GPX beträgt
bei 75 % der Kühe 250 – 500 U/mg Hb (SATTLER u. FÜRLL 2002)
Kühe mit linksseitiger DA (LDA) weisen niedrigere Aktivitäten der SOD als Kühe mit
rechtsseitiger DA (RDA) auf (SATTLER u. FÜRLL 2002)
bei Kühen mit Labmagenverlagerung ist die TEAC-Konzentration im Vergleich zu
gesunden Kühen niedriger (GOERRES u. FÜRLL 2002)
Zum antioxidativen Status nach operativer Rückverlagerung liegen folgende Ergebnisse vor:
die Aktivität der SOD im Serum sinkt eine und drei Stunden p. op. gegen die Nach-
weisgrenze ab (FÜRLL et al. 2004)
Einleitung und Zielstellung __________________________________________________________________________________________
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bei den LDA steigen die Aktivitäten der SOD im Serum nach 24 Stunden wieder auf
den präoperativen Bereich an, bei den RDA dagegen bleiben sie erniedrigt (FÜRLL et
al. 2004)
Zur Situation am Labmagen selbst wies GEISHAUSER (1995) in in-vitro Untersuchungen
während und nach Verlagerung auf Schädigungen der Labmagenmuskulatur hin, die auf die
Bildung von Radikalen zurückzuführen sind.
Klinisch konnten diese Ergebnisse nur anhand des makroskopischen Bildes intra operationem
und anhand peripheren Blutes, das vor der Entnahme bereits die Leber passiert hatte, nach-
vollzogen werden. Wittek et al. (2004) dagegen konnten in venösem Blut der V. epigastrica
dextra bei Kühen mit RDA eine geringere Sauerstoffsättigung und höhere Lactatkonzentratio-
nen als bei Kühen mit LDA nachweisen, die ebenfalls auf Ischämie/Reperfusion hinweisen.
Zielstellung der vorliegenden Arbeit ist es, die Auswirkungen der verschiedenen Formen der
DA auf den antioxidativen Status der Kühe nicht nur durch Analysen im Blut der V. jugularis,
sondern auch im Blut der unmittelbar vom Labmagen wegfließenden V. epigastrica zu be-
leuchten, um die Auswirkungen der DA am Labmagen selbst besser bewerten zu können. Die
abomasale Blutgewinnung erfolgt intra operationem direkt nach Rückverlagerung des Lab-
magens aus der V. gastroepiploica dextra im Bereich des Pylorus. Zunächst wird über ausge-
wählte klinisch-chemische Parameter des Fett-, Leber-, Eiweiß- und Mineralstoffwechsels ein
Gesamtbild der Kühe mit DA ermittelt. Nachfolgend werden Chlorid- und Lactatkonzentrati-
on sowie die Aktivität der Creatinkinase im peripheren mit dem abomasalen Blut verglichen.
Zur Einschätzung der oxidativen Stresssituation werden SOD- und GPX-Aktivität sowie die
TEAC-Konzentration herangezogen, auch hier erfolgt der Vergleich von peripherem zu abo-
masalem Blut.
Im Anschluss an die operative Rückverlagerung des Labmagens wird der antioxidative Status
in Form der TEAC im peripheren Blut über einen Zeitraum von 12 bzw. 16 Stunden postope-
rativ verfolgt, um den Ablauf der Regeneration von Seiten der nichtenzymatischen Antioxi-
dantien in den ersten Stunden nach der Operation nachzuvollziehen.
.
Literatur __________________________________________________________________________________________
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2. Literaturübersicht
2.1 Die Labmagenverlagerung (Dislocatio abomasi, DA) des Rindes vor dem Hinter-
grund oxidativer Pathomechanismen
2.1.1 Dislocatio abomasi bei Milchkühen
Vorkommen
Die Dislocatio abomasi (DA) gilt als eine der häufigsten Erkrankungen von Hochleistungs-
rindern (GEISHAUSER 1995, REHAGE et al. 1996). Durch Rückgang der Milchleistung, ge-
ringere Fruchtbarkeit, hohe Tierarztkosten und Totalverluste kommt es jährlich zu immensen
wirtschaftlichen Schäden (FÜRLL et al. 1998).
Bei der DA handelt es sich um eine vorwiegend peripartal auftretende Erkrankung von Hoch-
leistungsrindern (FÜRLL u. KRÜGER 1999, WOLF et al. 2001, ZADNIK et al. 2001). In
vielen Staaten wird in den letzten Jahren ein vermehrtes Auftreten der DA verzeichnet, unter
anderem in den USA und Schweden (PEHRSON u. STENGÄRDE 1998), in Griechenland
(KARATZIAS 1998) und der Schweiz (EICHER et al. 1998). Zunächst galten vor allem Tiere
zwischen dem vierten und siebten Lebensjahr als gefährdet, mittlerweile sind auch jüngere
Tiere vermehrt betroffen (DIRKSEN 1987, KARATZIAS 1998). Im jahreszeitlichen Verlauf
treten besonders im Winter und Frühjahr die meisten DA auf (FÜRLL et al. 1997).
Ätiologie und Pathogenese
Hauptfaktoren für die Entstehung der Labmagenverlagerung sind eine gestörte Labmagenmo-
torik und eine Gasansammlung im Labmagen (DIRKSEN 1995). Diese „zentralen Auslöser“
der Verlagerung werden selbst aber durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst bzw. her-
vorgerufen, so dass man von einem „multifaktoriellen Komplex“ spricht (MARTENS 1998,
Tab. 1).
Mit zu den Auslösern gehören Störungen des Fettstoffwechsels, die bei Kühen um die Geburt
herum schon lange bekannt sind (REID 1980). Durch die verringerte Futteraufnahme in der
Endgravidität (etwa zwei Wochen a.p.) und den gesteigerten Energiebedarf in der Frühlak-
tation steigt die Lipolyse im Fettgewebe, die Leber wird mit einem Anstrom an freien Fettsäu-
ren (FFS) überschwemmt, wobei eine Konzentration an FFS im Plasma >0,65 µmol/l als Zei-
chen verstärkter Fettmobilisation angesehen wird (BARTLEY 1989). Die FFS können sich in
den Leberzellen wieder zu Triglyceriden (TG) zusammenlagern, so dass es zur Verfettung der
Leberzellen kommt. Dies wird als Steatosis hepatis bezeichnet, sobald mehr als 30 mg TG pro
Literatur __________________________________________________________________________________________
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Gramm Leber (Nassgewicht) enthalten sind (OIKAWA et al. 1997). Bei Tieren mit DA wird
regelmäßig auch das Lipomobilisationssyndrom festgestellt, wobei Ursache und Wirkung in
Bezug auf auslösende Faktoren nicht genau zu trennen sind (FÜRLL et al. 1997). So wiesen
Kühe mit DA bei Untersuchungen von REHAGE et al. (1996) zu 32 % eine hochgradige, zu
40 % eine mittelgradige und zu 28 % eine geringgradige oder gar keine Leberverfettung auf.
Als Begleiterscheinung ist bei Kühen mit DA und Lipomobilisation eine verringerte Plasma-
tocopherolkonzentration (Vitamin E) zu finden, die als vermindertes Antioxidans die Lipid-
peroxidation im Lebergewebe fördern und so zum Zelltod führen kann (MUDRON et al.
1997). Auch wenn Ursache/Wirkung des Lipomobilisationssyndroms bei der DA nicht genau
geklärt werden können, so stellt das Lipomobilisationssyndrom einen der limitierenden Fakto-
ren bei der Regeneration der Tiere dar (REHAGE et al. 1996).
Hochleistungskühe im peripartalen Zeitraum gelten aufgrund der hohen Milchproduktion
grundsätzlich als gefährdet, in hypocalcämische Zustände zu geraten (Hypocalcämie:
< 1,7 mmol/l Gesamtcalcium). Da diese grenzwertigen Calciumkonzentrationen nicht nur
Auswirkungen auf die Skelettmuskulatur haben, sondern auch auf die Motilität des Magen-
darmkanals, gelten sie per se schon als Risikofaktor für die DA (KÜMPER 1995 a, GEIS-
HAUSER et al. 1996 b, ZADNIK et al. 2001). Während derselben liegen z.T. hypocalcämi-
sche Zustände vor (WARD et al. 1994).
Tab. 1: Mögliche Ursachen der Dislocatio abomasi (Dirksen 1995)
Gestörte Labmagenmotorik
Hypotonie Dilatation
Gasansammlung
Hohe Konzentra-
tion abomasaler
FFS
Hypocalcämie
Hyperketonämie
Hyperinsulinämie
Hypergastrinämie
Alkalämie
Endotoxämie
Histaminfreisetzung
Adrenalin- -“-
Duodenale Säuerung
Prostaglandin E2
Vergrößerter Labma-
gen im Alter und bei
besonderen Futtermit-
teln
Transportbehinderung
durch gestörte Labma-
genmotorik
Gestörte Entleerung via
Abomasus-Kanal
Erhöhte Gasproduktion
Gestörte Absorption
bzw. Diffusion im
Labmagen
In Untersuchungen zur Motorik und dem Entleerungsmechanismus des Labmagens über my-
ogen und nerval vermittelte mechanische Aktivitäten der Labmagenmuskulatur sowie den
Plexus myentericus konnte GEISHAUSER (1995) zeigen, dass bei Kühen mit DA eine Fehl-
Literatur __________________________________________________________________________________________
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funktion im Antrum pylori vorliegt, die zur gestörten Labmagenaktivität führt. Als mögliche
Ursachen nennt er hierfür eine gestörte Produktion und Freisetzung von Neurotransmittern
(Noradrenalin) sowie eine vermehrte Stickstoffmonoxidbildung, die die Muskelkontraktion
hemmen. Die Rolle des Stickoxids wird auch in weiterführenden in-vitro Untersuchungen von
REICHE et al. (1998) deutlich, da es diesen gelang, durch Hemmung der Stickoxid-Synthase
(NOS) eine höhere cholinerge kontraktile Aktivität der Labmagenmuskulatur von Kühen mit
DA hervorzurufen. Zusätzlich lag in-vitro in den Muskelzellen eine verringerte Sensibilität
gegenüber Acetylcholin (ACH) vor, die dazu führt, dass erst bei erhöhten ACH-
Konzentrationen die Aktivierung erfolgt.
Zusätzliche Erkrankungen können die Entstehung der DA begünstigen. Hierzu zählen Er-
krankungen des Genitale, wie sie nach Geburten auftreten können, Erkrankungen des Euters,
der Klauen und Gelenke sowie Pneumonien und parasitäre Erkrankungen (FÜRLL et al.
1998). Nachteilig können sich zudem die Fütterung und die Änderung der Haltungsbedingun-
gen post partum mit dem Einstieg in die Milchproduktion auswirken (MARTENS 1998).
Klinisches Bild der Labmagenverlagerung
Der Labmagen liegt bei Rindern physiologisch ventral mit dem Fundus auf der Bauchwand
und erstreckt sich mit dem Antrum nach dorsal, etwa bis in Höhe der rechten Hungergrube.
Aus dieser Position heraus kann er sich nach links (LDA) und nach rechts (RDA) verlagern.
Die klinische Diagnose der Labmagenverlagerung erfolgt hauptsächlich durch die Perkus-
sionsauskultation, bei der aufgrund der Gasansammlung das typische „Klingeln“ erkannt
werden kann. Eine Feldstudie an Holstein-Friesian-Kühen zeigte, dass 75 % aller Labmagen-
verlagerungen nach links (LDA) und 25 % nach rechts (RDA) erfolgen (MARTIG 1996,
WOLF et al. 2001). Die linksseitige Verlagerung wird präoperativ in drei Grade eingeteilt
(LDA 1-3), wobei der dritte Grad der größten Ausdehnung im Perkussionsfeld entspricht. Sie
kann über längere Zeit und intermittierend („Pendellabmagen“) auftreten, da noch Ingesta den
Labmagen passieren können. Die Tiere magern mit der Zeit ab und zeigen einen deutlichen
Leistungsabfall. Bei der rechtsseitigen Verlagerung handelt es sich um ein akutes und lebens-
bedrohliches Geschehen, da zusätzlich zur Aufgasung (RDA sT) noch eine Drehung (RDA
cT) erfolgen kann, die den Zu- und Abfluss des Blutes massiv einschränkt. Eine Drehung er-
folgt in 99 % aller Fälle nach links und unterbindet die Passage der Ingesta ab einer Drehung
um mehr als 180° vollständig (KÜMPER 1995 b). Die Tiere zeigen in der Regel am ersten
Tag Inappetenz und Leistungsabfall, am zweiten Tag Apathie und blutigen Kot (Melaena).
Spätestens am dritten Tag liegen sie fest und können nachfolgend verenden (FÜRLL et al.
Literatur __________________________________________________________________________________________
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1999). Der blutige Kot entsteht dabei durch Ulzerationen des Labmagens, die dort aufgrund
der verringerten Motorik durch die Enzyme des Labmagens selbst verursacht werden (GEIS-
HAUSER et al. 1996 b). Die verringerte Motorik des Labmagens kann bis zur Atonie des
Labmagens führen, als Folge werden die Ingesta nicht weiterbefördert, es kommt zur Labma-
genobstipation (REICHE et al. 1998).
Stoffwechselveränderungen bei Kühen mit DA
Da die DA häufig im peripartalen Zeitraum auftritt, muss bei veränderten Stoffwechselpara-
metern darauf geachtet werden, dass diese nicht nur durch die DA verändert werden, sondern
auch Nachwirkungen der vorangegangenen Geburt sein können. KLEISER u. FÜRLL (1998)
untersuchten das Blut von Kühen mit DA am dritten Tag post partum. Dabei zeigte sich, dass
nur bei den Parametern β-Hydroxy-Butyrat (BHB), Cholesterol, freie Fettsäuen (FFS), Biliru-
bin, Aspartat-Amino-Transferase (ASAT), Creatinkinase (CK) sowie den Leukozyten gesi-
cherte Unterschiede zur Kontrollgruppe auftraten (Tab. 2).
Tab. 2: Stoffwechselparameter mit gesichertem Unterschied zur Kontrollgruppe bei Kühen
mit DA am dritten Tag p. p. (modifiziert nach KLEISER u. FÜRLL 1998)
Parameter Einheit Referenzbereich Veränderung bei
DA
BHB mmol/l < 1,0
Cholesterol mmol/l > 2,0
FFS µmol/l < 2,0
Bilirubin µmol/l < 6,0
ASAT U/l < 100
CK U/l < 200
Leukozyten G/l > 4,0
Die DA wird in der Regel von einer Ketose begleitet. Die erhöhte Konzentration an Keton-
körpern wie dem β-Hydroxy-Butyrat ist Folge des Energiedefizits, das durch die Frühlak-
tation hervorgerufen wird und durch eine erhöhte Lipomobilisation gekennzeichnet ist (STÖ-
BER u. DIRKSEN 1982). Weitere Belastungen des Fettstoffwechsels machen die Parameter
FFS und Cholesterol deutlich, die Beeinträchtigung der Leberfunktion zeigt sich in erhöhten
Enzymaktivitäten und erhöhter Bilirubinkonzentration. Bei Tieren mit RDA konnte MEY-
LAN (1999) zudem gesichert verringerte Chloridkonzentrationen im Blut im Vergleich zu
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LDA nachweisen. Aus ihrer Sicht machen Herzfrequenzen > 90/min, ein Serum-Harnstoff
> 10 mmol/l, eine Kaliumkonzentration < 3,3 mmol/l und eine Chloridkonzentration < 85
mmol/l eine weitere wirtschaftliche Nutzung der Kühe auch nach überstandener Verlagerung
unwahrscheinlich, was aber vielfach bezweifelt wird. Zusätzlich postuliert sie eine präopera-
tive Unterscheidung zwischen rechtsseitiger Verlagerung ohne und mit Torsion über eine im
Falle der Verlagerung mit Torsion deutlich höhere γ-GT. In ihren Untersuchungen überlebten
81,2 % der Tiere eine rechtsseitige Verlagerung ohne Torsion und 67,3 % der Tiere eine Ver-
lagerung mit Torsion.
Auch der Säure-Base-Haushalt zeigt Veränderungen während der DA. Tiere mit DA weisen
im Blut eine Alkalose auf, wenn diese bei den Tieren mit RDA auch nur im Anfangsstadium
besteht. Damit einher geht der erhöhte Basenüberschuss (> 2 mmol/l) und ein zu niedriger
pH-Wert im Harn (< 7) (FÜRLL et al. 1999).
GEISHAUSER et al. (2000) weisen in Herden mit DA auf die Erhöhung des Milchfett-
Milchprotein-Quotienten (FEQ) hin.
Stoffwechseldiagnostik im Labmagensaft
Untersuchungen an Milchkühen zum pH-Wert im Labmagensaft, der physiologischerweise
einen Wert von ≤ 2 besitzt, zeigen in den ersten drei Wochen post partum einen höheren Wert
als in der Mitte der Laktation. Der pH-Wert erreicht seinen Höhepunkt etwa zwei Wochen
post partum und fällt nachfolgend wieder ab. Diese Erhöhung des pH-Wertes ermöglicht ein
abnormes Bakterienwachstum im Labmagen, was zu gesteigerter Gasbildung führen und so-
mit Aufgasung und Verlagerung des Labmagens fördern kann (VAN WINDEN et al. 2002).
Um die Vorgänge während einer DA am Labmagen direkt beleuchten zu können, haben
GEISHAUSER et al. (1996 a, b) den Labmagensaft präoperativ sowie einen und drei Tage
postoperativ untersucht. Im Labmagen steigt bei einer DA die Chloridkonzentration, während
die Kalium-, Magnesium-, Calcium- und Phosphatkonzentrationen absinken. Präoperativ
sinkt der pH-Wert bei linksseitigen Verlagerungen, während er bei den rechtsseitigen DA mit
Torsion unverändert bleibt. Im Labmagen sind die Natrium- und Kaliumkonzentration bei
linksseitigen DA vor der Operation geringer als die der rechtsseitigen. Die Konzentrationen
von Magnesium, Calcium und Phosphat verhalten sich umgekehrt. Nach der Operation sinkt
die Natriumkonzentration, während die Kalium-, Magnesium-, Calcium- und Phosphatkon-
zentrationen wieder ansteigen. Die intraabomasale Chloridkonzentration sinkt bei den links-
seitigen DA nach der Operation, während sie bei den rechtsseitigen zunächst weiter ansteigt.
Am dritten Tag nach der Operation sind die Konzentrationen an Kalium, Magnesium,
Literatur __________________________________________________________________________________________
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Calcium und Phosphat noch etwas erniedrigt, ebenso der pH-Wert, während die Chloridkon-
zentration nach wie vor erhöht ist. Diese Veränderungen sind über die geringere Futterauf-
nahme der Tiere mit Labmagenverlagerung zu erklären. Das Futter bleibt länger im Pansen
bzw. Labmagen und kann erst nach der Operation in den Labmagen bzw. Dünndarm gelan-
gen. Bei den rechtsseitigen DA mit Torsion ist zusätzlich noch ein im Vergleich zu den links-
seitigen Verlagerungen erhöhter Reflux aus dem Labmagen zu beachten, der für eine spätere
Normalisierung der Zustände sorgt. Dazu kommt eine gesteigerte Sekretion der Labmagen-
drüsen vor der Operation. Da die Veränderungen bis zum dritten Tag nach der Operation an-
dauern, ist bis dahin auf eine gestörte Sekretion und Motilität des Labmagens zu schließen
(GEISHAUSER et al. 1996 b, DELGADO-LECAROZ et al. 2000).
Veränderungen der Labmagenwand
Die verringerte Motorik und Gasansammlung im Labmagen ist die Voraussetzung für die DA
(CONSTABLE et al. 1992). Dies gab Anlass, die glatte Muskulatur des Labmagens genauer
zu untersuchen, da diese für die Motorik des Labmagens verantwortlich ist. Dabei konnten
hinsichtlich der Spontanaktivität bei gesunden Tieren und deren Zuordnung zu bestimmten
Rassen keine Rückschlüsse auf spätere DA gewonnen werden, da die Spontanaktivität keinem
gleichbleibenden Muster folgt (ZULAUF et al. 2002). REICHE et al. (1998) untersuchten die
Motilität der glatten Muskulatur des Labmagens in Nähe des Pylorus in vitro bei gesunden
und bei Kühen mit DA. Dabei stellten sie bei Kühen mit DA verminderte Aktivitäten der
Muskulatur fest, die durch Hemmung der Stickoxidsynthase erhöht werden konnten. Daraus
schlossen sie auf Beteiligung von Stickoxidradikalen. Erhöhte Konzentrationen von Stick-
oxidradikalen konnten auch schon bei anderen Motilitätsstörungen im Darm, wie dem Ileus
nachgewiesen werden (DE WINTER et al. 1997). Die Quelle der Stickoxidradikale ist bislang
noch ungeklärt, als mögliche Bildungsstätten werden Nervenzellen (Neurotransmitter) (AL
GOUHL et al. 1995), Zellen des lokalen Immunsystems (SALZMANN 1995) sowie die Mus-
kelzellen selbst angesehen (MURTHY et al. 1993). Um die Konzentration der Stickoxidradi-
kale bei Kühen zu minimieren, wird versucht, deren mögliche Beseitigung durch das antioxi-
dative System näher zu erforschen (FÜRLL et al. 1999).
Therapie
Bei der Therapie der Labmagenverlagerung steht die Rückverlagerung im Vordergrund. Diese
kann konservativ über Wälzen und invasiv über einen sog. „blind stitch“ (TITHOF u. REB-
HUN 1986), über eine Laparatomie von links („Utrechter Methode“), über eine Laparotomie
Literatur __________________________________________________________________________________________
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von rechts nach DIRKSEN (BÜCKNER 1993, STEINER 1996, BECVAR et al. 2001) sowie
endoskopisch (JANOWITZ 1998) erfolgen.
Postoperativ gilt es, den Kreislauf mittels Infusionen (0,9%ige NaCl-Lösung + Glucose) zu
stabilisieren, weiteren Entzündungserscheinungen vorzubeugen (Antibiose + Antiphlogistika),
die Verdauung zu fördern (Pansenstimulans) sowie Imbalancen des Elektrolyt-, des Säure-
Basen-Haushaltes und des Fettstoffwechsels auszugleichen (FÜRLL et al. 1999).
2.1.2 Ischämie und Reperfusion
Unter Ischämie (griech.: „ischein“-zurückhalten; „haima“-Blut) versteht man eine verminder-
te Durchblutung in einem Organ oder einem Körperteil, die durch einen Gefäßverschluss her-
vorgerufen wird. Während der Ischämie kommt es zur Unterversorgung mit Sauerstoff
(Hypoxie) und Nährstoffen im betroffenen Gebiet, bei vollständiger Unterbindung sogar zur
Anoxie (TILL 1999). Der Hauptenergielieferant des Gewebes, ATP, kann nicht mehr regene-
riert werden. Kann die Atmungskette aufgrund der Hypoxie nicht mehr ausreichend ablaufen,
bleiben nur die anaerobe Glykolyse und die Verschiebung des Creatinkinase- und des Adeny-
latkinase-Gleichgewichtes (siehe Abb. 1) mit einer weitaus geringeren Regeneration von
ATP. So kommt es in den betroffenen Arealen auf längere Sicht zum Energiemangel mit An-
sammlung von Lactat und AMP. Das Lactat kann diagnostisch mit als Hinweis für das Vor-
liegen einer Ischämie bei Kühen mit RDA cT genutzt werden (WITTEK et al. 2004).
Der Anstieg von AMP und Lactat wird in der letzten Zeit als der Beginn der nachfolgenden
Schädigungen im Ischämie-/Reperfusionssyndrom angesehen, da beim Abbau desselben Ra-
dikale und weitere zellschädigende Vorgänge in Gang gesetzt werden (ÖHLENSCHLÄGER
1993 a).
Creatinkinase
(1) Creatinphosphat + ADP + H+ ATP + Creatin Adenylatkinase
(2) 2 ADP ATP + AMP
Abb. 1: ATP-Regeneration unter sauerstoffgesättigten (1) und hypoxischen (2) Bedingungen
(modifiziert nach ÖHLENSCHLÄGER 1993 a)
Vom Energiemangel sind alle energieverbrauchenden Prozesse betroffen. Auf zellulärer Ebe-
ne sind besonders die Ionenpumpen (z.B. Na+-K+-Pumpe, Ca2+-Pumpe und Na+-Ca2+-
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 10 -
Austauscher) zu nennen, die zu Imbalancen des osmotischen Gleichgewichtes von Intra- und
Extrazellulärraum führen (CHAUDRY 1983). Intrazellulär kann daraus ein pH-Wert-Abfall
um fast eine Einheit folgen (LAIPPLE 2000), insgesamt wird das Membranpotential verrin-
gert (KEELER et al. 1966, LEAF 1973). So werden auch Struktur und Funktion der semiper-
meablen Zellmembran gestört, was zum Austritt von negativ geladenen Proteinen aus dem
Zellinneren führen kann. Letztendliche Folge der Ischämie ist der Zelltod durch Versagen der
einzelnen Organellen, Strukturverlust der Membranen und Zellödem durch Wassereinstrom,
was als hydropische Degeneration bezeichnet wird (LEAF 1973, LAMBOTTE 1977, LEH-
MANN et al. 1996). Daraus können Störungen der Mikrozirkulation, Organversagen aufgrund
zellulären Unterganges und Gesamttod des Organismus resultieren.
Die Reperfusion ischämischer Bereiche oder Organe kann zu weiteren Schäden führen. Die
ersten Sekunden nach Beseitigung des Ischämieverursachers (z.B. Volvulus von Darmab-
schnitten) erfolgt eine vollständige Durchblutung wie vor der Ischämie. Diese Durchblutung
(„intestinal blood flow, IBF“) verringert sich nachfolgend zunehmend („no-reflow phenome-
non“) (REES et al. 1994, AKGÜR et al. 1996), denn der positiven Reoxygenierung stehen
mehrere negative Effekte gegenüber. So erhalten die hyperosmotischen Zellen Wasser, was,
durch die gestörte Membranfunktion noch zusätzlich begünstigt, zum Platzen der Zellen füh-
ren kann (LEAF 1973). Zellen und Organellen, die auf anaerobe Glykolyse eingestellt sind,
erhalten wieder Sauerstoff. Der pH-Wert steigt binnen kurzer Zeit wieder auf das Ausgangs-
niveau. Wird der pH-Wert dagegen nur langsam nach oben korrigiert, liegt die Überlebensrate
der Zellen weitaus höher. Die während der Ischämie entstandenen Metaboliten von AMP und
dabei freigewordene Radikale werden im Organ bzw. Organismus gestreut und rufen Reakti-
onen des gesamten Körpers hervor (COGHLAN et al. 1991, SCHOENBERG u. BEGER
1993).
Bezeichnenderweise folgt auf die Phase der Ischämie eine vom Darm selbst ausgehende Min-
derdurchblutung, durch die der Körper selbst Reperfusionsschäden vermindert (WILKINS et
al. 1994).
In vitro Untersuchungen am Mäusedarm (BIELEFELDT u. CONKLIN 1997) zur Motilität
vor, während und nach Ischämie/Reperfusion zeigten, dass die Motilität während der Hypoxie
abnimmt, nach 15-minütiger Ischämie noch Reize beantwortet werden und nach einer Stunde
keine Reaktion mehr erfolgt. In der frühen Phase der Reperfusion werden Reize wieder be-
antwortet, mit zunehmender Dauer der Reperfusion allerdings mit abnehmender Tendenz.
Gingen der Reperfusion 15 Minuten Ischämie voraus, erreichte die Motilität wieder 100 %,
nach einstündiger Ischämie allerdings nur noch 47 % der Ausgangsmotilität.
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 11 -
Bei Rindern mit DA war bislang der Grad einer eventuellen Ischämie nur intra operationem
anhand des makroskopischen Bildes des Labmagens abzuschätzen. Als Hilfsmittel dienten
dabei die Stauung der Blutgefäße, die zyanotische Färbung sowie die Spannung der Labma-
genwand durch die Gasansammlung. Wurden Kühe später seziert, konnten anhand der Histo-
logie genaue Aussagen über Ischämie- bzw. Reperfusionsschäden getroffen werden (AUP-
PERLE et al. 1998). WITTEK u. FÜRLL (2002) gelang es erstmals, anhand des abomasalen
Gasdrucks und -volumens sowie der Sauerstoffsättigung am verlagerten Labmagen im Ver-
gleich zur Sauerstoffsättigung am dorsalen Blindsack des Pansens Aussagen über die Per-
fusion des verlagerten Labmagens am lebenden Tier zu treffen. Bei allen Kühen mit DA wa-
ren die Gasmenge sowie der Gasdruck positiv miteinander korreliert. Bei den Kühen mit LDA
konnten keine Korrelationen zwischen Gasdruck oder -volumen und der Sauerstoffsättigung
am Labmagen festgestellt werden. Die Sauerstoffsättigung am Labmagen war geringer als am
dorsalen Pansenblindsack. Dies bedeutet, dass im Falle einer LDA nur geringe Perfusionsstö-
rungen vorliegen. Bei den Tieren mit RDA konnten negative Korrelationen zwischen Gas-
druck oder –volumen und Sauerstoffsättigung am Labmagen festgestellt werden. Die Sauer-
stoffsättigung am Labmagen unterschied sich signifikant von der des Pansenblindsackes. Dies
lässt auf deutliche Perfusionsstörungen bei Tieren mit RDA schließen, die nach der Rückver-
lagerung zu Reperfusionsschäden und Labmagenatonie führen können.
2.1.2.1 Entstehung von Radikalen durch Abbau von ATP während lokaler Ischä-
mie/Reperfusion
Adenosinmono- (AMP) und Adenosindiphosphat (ADP) werden, wenn sie nicht zu ATP re-
generiert werden können, in den ischämischen Bezirken abgebaut. Dabei entsteht aus den Pu-
rinanteilen Hypoxanthin. Unter sauerstoffgesättigten Bedingungen erfolgt der weitere Abbau
durch die NAD+-abhängige Xanthindehydrogenase, die „überschüssige“ Elektronen auf
NAD+ überträgt. Unter hypoxischen Bedingen wird das Enzym unter Ca2+-Einfluss zur Xan-
thinoxidase transformiert, wobei Sulfhydryl-Gruppen reversibel oxidiert werden und/oder
irreversible proteolytische Spaltungen vorgenommen werden. Dies hat zur Folge, dass „über-
schüssige“ Elektronen nicht mehr auf NAD+ übertragen werden, sondern auf Sauerstoff, der
in der Phase der Reperfusion wieder ausreichend vorhanden ist. Dabei entsteht das sehr reak-
tive Superoxid (GRANGER et al. 1981, BULKLEY 1987) (Abb. 2, Abb. 8). Ort dieser Trans-
formation der Xanthindehydrogenase stellen vor allem Endothelzellen dar, da das Enzym hier
durch Glycosaminoglycane gebunden wird. Demzufolge sind auch an den Gefäßwänden die
größten Schäden zu erwarten (NAKAZAWA et al. 1996).
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 12 -
Welchen Einfluss Hypoxanthin und die Xanthinoxidase auf die nachfolgend gesteigerte Per-
meabilität haben, geht aus Untersuchungen von GRANGER et al. (1986) hervor. Es wurde
gezeigt, dass Infusionen von Hypoxanthin und Xanthinoxidase die gleiche Permeabilitätser-
höhung im nicht-ischämischen Darm hervorrufen wie das komplette Ischämie-
/Reperfusionsgeschehen. Allein diese Infusionen reichen aus, die Pathomechanismen des
Ischämie-/Reperfusionssyndroms in Gang zu setzen (JOHNSON et al. 1981, GROGAARD et
al. 1982). MURPHY et al. (1997) zeigten in vivo am Rattendarm, dass eine Ischämiezeit über
sechzig Minuten zu einer Steigerung der Aktivität der Xanthinoxidase und zu einer Erhöhung
der Gefäß- und Schleimhautpermeabilität führten. Die für die Schadwirkung verantwortliche
Umwandlung der Xanthinoxidase findet allerdings nur in den Endothelzellen des Darmes
statt, die Mukosazellen spielen nur eine untergeordnete Rolle (SCHILLER et al. 1993). Dies
wird durch die Tatsache gestützt, dass die gastrointestinale Schleimhaut von einer Mucin-
schicht überzogen wird, die sie einerseits vor Oxidantien aus dem Lumen schützt, andererseits
aber auch entstehende Radikale aus den oberen Schleimhautschichten beseitigen kann
(PARKS 1989).
Bei Pferden mit Kolonverlagerung und Volvulus konnte festgestellt werden, dass auftretende
Ischämie-/Reperfusionsschäden nicht durch die Xanthinoxidase hervorgerufen werden, da
kein Anstieg der Aktivität dieses Enzyms erfolgte. Dementsprechend blieb auch die Behand-
lung mit Allopurinol erfolglos. In Bezug auf die Gabe von Vitamin E, GPX und Selen bestand
zwischen Versuchs- und Kontrolltieren kein Unterschied. In Untersuchungen an Hasen mit
Ischämie-/Reperfusionssyndrom am Darm mit nachfolgender Behandlung mit Vitamin C, Vi-
tamin E, Prednisolon und Mannitol zeigte sich dagegen, dass Mannitol und Vitamin C im Ge-
gensatz zu Prednisolon und Vitamin E die Schleimhautschäden verringern, dass Vitamin C
und Mannitol zu geringeren Konzentrationen an MDA führen und dass Vitamin E, Vitamin C
und Mannitol eine höhere Konzentration an GSH hervorrufen (GÜNEL et al. 1998).
2.1.2.2. Auswirkungen von Ischämie/Reperfusion auf Membranstrukuren
Während der Ischämie und der frühen Reperfusion kommt es zu Veränderungen der Mem-
branstrukturen. Die semipermeablen Membranen verlieren die Asymmetrie und werden un-
dicht. Dadurch wird der ungehinderte Austausch zwischen dem Extrazellulärraum und dem
Zytoplasma möglich (LAMBOTTE 1977). Mögliche Ursachen hierfür sind die gestörte Neu-
synthese von Membranlipiden oder deren Umverteilung aufgrund der verminderten Aktivität
der ATP-abhängigen Translokase. Schließlich verliert das Zytoskelett unter anderem durch
den Wassereinstrom als physikalische Kraft seine Verbindung zu den Membranen. Dies führt
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 13 -
besonders bei kontraktilen Zellen während der Kontraktion zu weiteren Schädigungen (COR-
BUCCI et al. 1985).
Die betroffenen Zellen tragen auch über die Aktivierung des Prostaglandinsystems selbst zu
ihrer Beseitigung bei. Durch endogene Phospholipasen werden bei Membranschäden Vorstu-
fen der Prostaglandine aus Membranlipiden und deren Bestandteilen wie der Arachidonsäure
freigesetzt. Die Arachidonsäure ist dabei eines der wichtigsten Ausgangssubstrate für die
Prostaglandin- (PG), Thromboxan- und Leukotriensynthese (LT). Über Cyclooxigenase-
katalysierte Reaktionen werden PG E2, PG F2α, Thromboxan A2 und PG I2 gebildet, die die
Hauptfaktoren der weiteren Entzündungsreaktion sind. So gelten PG F und Thromboxan als
Zeichen für eine Leukozyteninfiltration im Gewebe (MURPHY et al. 1997). PAPPARELLA
et al. (1997) stellten beim Schwein einen Anstieg der Prostaglandinkonzentration während der
Reperfusion des Darmes fest. Bemerkenswert ist, dass ab einer bestimmten Ischämiedauer
keine quantitative Zunahme der Prostaglandinkonzentration in Bezug auf die Dauer der
Ischämie erfolgt (BOROS et al. 1991). Besonders betroffen sind Endothelzellen im Gebiet der
Ischämie/Reperfusion. Alle weiteren Schädigungen von Geweben und Organen nehmen hier
ihren Anfang (LAIPPLE 2000), können zum Zelluntergang sowie zu ausgedehnten Nekrosen
großer Organgebiete führen (LUTHER et al. 1996), von denen auch der Labmagen bei einer
Verlagerung betroffen sein kann.
Die für den Magen-Darm-Kanal wichtigsten Folgen einer Ischämie mit nachfolgender Reper-
fusion bestehen in der Freisetzung von lysosomalen Hydrolasen, die zu einer gesteigerten Ge-
fäßpermeabilität (SCHILLER et al. 1993) und zu Schleimhautschäden („gastric stress ulcers“)
führen (YOSHIDA et al. 1998). Diese können auch bei Rindern mit Labmagenverlagerung
auftreten und klinisch über die veränderten Faeces und einen Anstieg von Gastrin im Plasma
diagnostiziert werden (OK et al. 2001).
Weitere Schädigungen der Schleimhaut im Magen-Darm-Kanal erfolgen durch eine erhöhte
Sekretion von Albumin ins Lumen, die mit der Dauer der Ischämie positiv korreliert ist
(GROGAARD et al. 1982).
2.1.2.3 Aktivierung der körpereigenen Abwehr
Die Aktivierung der körpereigenen Abwehr im Rahmen von Ischämie und Reperfusion er-
folgt unter anderem über das Komplementsystem. Durch die Veränderungen der Zellen im
betroffenen Areal wird direkt der Faktor C 3b aktiviert. Daraufhin läuft die gesamte Komple-
mentkaskade ab. Besondere Bedeutung kommt hierbei den Faktoren C 3 und C 5a zu. Durch
sie werden „vasoaktive Mediatoren“ zur Erweiterung der Blutgefäße freigesetzt. Dabei wer-
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 14 -
den sie durch Histamin aus gewebsgebundenen Mastzellen und Leukozyten unterstützt. BO-
ROS et al. (1989) zeigten, dass in der Reperfusionsphase ein Anstieg des Histamins erfolgt,
den sie auf die zunehmende Freisetzung von Sauerstoffradikalen zurückführen. Der Komple-
mentfaktor C 5a erhöht zudem die Radikalbildung durch neutrophile Granulozyten und Ge-
websmastzellen, wenn diese durch Antikörper wie Ig G und Ig A stimuliert werden (WAR-
REN et al. 1987). Die Komplementfaktoren wirken weiterhin chemotaktisch auf
polymorphkernige Granulozyten (PMN) und Makrophagen, die lytische Enzyme enthalten.
Viele dieser Enzyme besitzen eine hohe Aktivität zur Bildung von H2O2, was in der Phase der
Reperfusion mittels Sauerstoff und der HABER-WEISS-Reaktion (Abb. 4) zur Bildung von
hochreaktiven Radikalen führt (WARREN et al. 1987, ALLISON et al. 1988). Die Enzyme
und mit ihnen die Radikale werden freigesetzt, wenn die Granulozyten an den einverleibten
Zellteilen zugrunde gehen („frustrane Phagozytose“) (JOHNSTON u. LEHMEYER 1977,
JOHNSON et al. 1981) (siehe Abb. 2). Die Granulozyten sezernieren auch das Interleukin 1
(IL-1) und das Leukotrien B4 (LT-B4). Das Interleukin 1 führt neben der Stimulierung der
Produktion von „Akute-Phase-Proteinen“ zu einer Steigerung der B- und T-Zellproliferation.
Die B-Zellen sind für die Produktion von Immungloulinen verantwortlich. Dabei stimulieren
Ig A und Ig G Makrophagen zur Bildung und Freisetzung von O2- und H2O2. Studien haben
belegt, dass Ig G sowohl Neutrophile als auch Gewebsmakrophagen zur Radikalfreisetzung
stimuliert, Ig A jedoch nur die Gewebsmakrophagen (WARREN et al. 1987). Das Leukotrien
B4, das durch Aktivierung der Phospholipase A2 freigesetzt wird (ZIMMERMANN et al.
1990), verursacht Adhäsion und Chemotaxis von Leukozyten und fördert deren Aggregation,
Enzymfreisetzung und die Radikalproduktion (PARKS et al. 1983, ZIMMERMANN et al.
1990, LEHR et al. 1991). Die Leukozyten „rollen“ dabei nach Ausbildung von besonderen
Adhäsionsmolekülen am Endothel entlang, werden fest gebunden und emigrieren ins Gewebe
hinein (DEL MAESTRO 1982, GRANGER et al. 1986). Heften sich die Leukozyten am En-
dothel im Endstromgebiet fest, so verhindern sie nachfolgend die Passage von Erythrozyten
und damit die Reoxygenierung (LAIPPLE 2000). Dies ist als Teil des „no-reflow“-
Phänomens zu sehen (MENGER et al. 1992).
Mastzellen und ihre Degranulation spielen im Ischämie-/Reperfusionssyndrom nur eine un-
tergeordnete Rolle (SZABO et al. 1997).
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 15 -
I S ATP Xanthin- Komplement- dehydrogenase kaskade C ADP (C5a) H AMP Oxidation von PMN SH-Gruppen und/oder Ä Adenosin proteolytische Spaltung Chemotaxis M Inosin O2
- LT B4 Xanthinoxidase I Hypoxanthin O2
- + H2O2 + Xanthin + Harnsäure E R E P E R F U S I O N
Abb. 2: Ischämie-/Reperfusionssyndrom in Hinblick auf ATP-Abbau und Aktivierung der
körpereigenen Abwehr (modifiziert nach ENGELHART 1999)
2.2 Radikale
2.2.1 Definition und oxidativer Stress
Elektronen befinden sich auf Orbitalen um den Atomkern herum. Ein Orbital kann maximal
zwei Elektronen, ein Elektronenpaar, beinhalten. Befindet sich nur ein Elektron auf einer sol-
chen Orbitalbahn, spricht man von einem ungepaarten Elektron, bezogen auf ein gesamtes
Atom oder Molekül, von einem Radikal. Dabei können in einem solchen auch mehrere unge-
paarte Elektronen vorliegen (HALLIWELL et al. 1992, SCHILLER et al. 1993).
Im gesunden Körper und der Zelle besteht ein Gleichgewicht zwischen gebildeten Radikalen
und deren Bindung oder Abbau durch enzymatische und nichtenzymatische Antioxidantien.
Ist dieses Gleichgewicht durch erhöhte Bildung von Radikalen und/oder durch verminderte
antioxidative Kapazität gestört, spricht man von „oxidativem Stress“ (ÖHLENSCHLÄGER
1993 a).
Durch Radikale hervorgerufene Schäden können sich auf einzelne Zellstrukturen (z.B.
DNA/RNA), Zellorganellen (z.B. Mitochondrien, Membransysteme), auf ganze Zellen (z.B.
Tumorzellentstehung/Zelltod), Organe (z.B. Lunge, Haut) oder auf den kompletten Organis-
mus (z.B. Alterung, Immunschwäche) beziehen (DORMANDY 1983). Der Nachweis von
Radikalen kann direkt oder indirekt erfolgen. Die direkte Bestimmung wird aber durch die
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 16 -
Reaktionsfreudigkeit und die Kurzlebigkeit erschwert (SCHELLER 1999). Daher wird die in-
direkte Bestimmung über die Messung von Reaktionsprodukten (z.B. Malondialdehyd) oder
die Bestimmung über den Verbrauch von Antioxidantien bevorzugt.
2.2.2 Einteilung der Radikale
2.2.2.1 Aktivierte Sauerstoffspezies (ASS)
Die ASS, auch „reactive oxygen species“ (ROS) genannt, entstehen aus Sauerstoff und kön-
nen ineinander umgewandelt werden. Ihr Abbau erfolgt letztendlich zu Wasser.
Tab. 3: Reaktive Sauerstoffspezies, ihre Bildung, von ihnen und durch sie hervorgerufene
Schädigungen und ihr Abbau
ASS Bildung Schädigung Abbau
Supe
roxi
dani
on
(O2-. )
- aus molekularem Sauerstoff durch Flavienzyme, Mono-, Di- und Lipoxygenasen - an Übergangsmetallen und Semichinon (FONG et al. 1973)
- von Struktur- und Enzymproteinen - von Zytochrom C - von Trägern von SH-Gruppen - durch Bildung von Peroxiden, Sin-gulettsauerstoff und Hydroxylradi-kalen - durch hohe Reaktivität, kurze Lebensdauer
- Superoxid- dismutasen (SCHILLER et al. 1993)
Was
sers
toff
- pe
roxi
d (H
2O2)
- durch Flavienzyme, Supero-xiddismutasen - in Mitochondrien, bes. der Leber
- durch eigene Toxizität, aber be-sonders durch Bildung von Hydro-xylradikalen (HALLIWELL u. GUTTERIDGE 1984; Abb. 4)
- Katalasen und Oxidasen (z.B. Xanthinoxidase, ÖHLENSCHLÄ-GER 1993 a)
Hyd
roxy
l- ra
dika
l (H
O. )
- durch Reduktion von (H2O2) überall möglich
- durch sehr kurze Halbwertszeit, hohe Reaktivität - von DNA/RNA (HARRIS 1992 b) - von Trägern von -SH-Gruppen
- Mannit, Harn-säure, Vitamin E, Ethanol, GSH, L-Cystein, Melato-nin (JENTZSCH 1997)
Sing
ulet
t-Sa
uers
toff
(1 O
2 / O
2 (1 ∆
g) /
O2) - energiearme und- reiche
Form - während vieler Stoffwech-selprozesse, Abbau von Zy-tochrom p-450, über Myelo-peroxidase und Reduktion von Prostaglandinen (TILL 1999)
- von Doppelbindungen (in ungesät-tigten Fettsäuren von Membranen, in Aminosäuren und Nukleinsäuren) (ÖHLENSCHLÄGER 1993 a)
- ß-Carotin
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 17 -
Das gefährlichste Radikal stellt das Hydroxylradikal dar, da es aus Wasserstoffperoxid überall
gebildet werden kann (Abb. 3).
(1) HABER-WEISS-Reaktion
Fe oder Cu H2O2
. + O2. HO. + HO- + O2
(2) FENTON-Reaktion (GUTTERIDGE et al. 1990)
H2O2 + Fe2+ Fe3+ + HO. + HO-
(3) Radiolyse des Wassers über γ-Strahlen (HARRIS 1992)
H2O + hv H + HO + e-aqu.
γ
(4) Reduktion durch Semichinone
QH + H2O2 Q + H2O + HO
Abb. 3: Reaktionstypen des Wasserstoffperoxids unter Bildung weiterer Radikale
(modifiziert nach HALLIWELL u. GUTTERIDGE 1984)
2.2.2.2 Stickoxidradikale (NO )
Stickoxidradikale bedrohen den Körper sowohl in der Gas- als auch in gelöster Form. Dabei
befindet sich das ungepaarte Elektron in der Mitte des Moleküls.
(1) NO + O2- ONOO-
(2) ONOO- + H+ ONNOH
(3) ONOOH OH + NO2 H+ + NO3-
Abb. 4: Entstehung von Stickoxidradikalen (modifiziert nach HALLIWELL et al. 1992)
Stickoxidradikale selbst sind nicht sehr reaktiv. Sie werden dies aber, sobald sie sich in Ver-
bindungen wie dem -S-Nitrothiol (S-NO), dem Nitrosyl-iron (Fe-NO), dem Nitrogendioxid
(NO2 ), dem Peroxynitrit (ONOO-), dem Nitrat (NO2-) oder dem Nitrit (NO3
-) befinden (NA-
KAZAWA et al. 1996). Diese Verbindungen treten besonders bei der Entzündungsreaktion
und deren Abwehr durch die Phagozytose auf. Am häufigsten ist hierbei das Peroxynitrit zu
Literatur __________________________________________________________________________________________
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finden, das auf SH-Gruppen als Oxidans wirkt (HALLIWELL et al. 1992). In jüngerer Zeit
wird diskutiert, ob in Bezug auf das Ischämie-/Reperfusionssyndrom nicht die Peroxynitrite
im Gegensatz zu den Superoxid- und Hydroxylradikalen den schädigenderen Einfluss aus-
üben (NAKAZAWA et al. 1996). Hieraus würden auch für die Therapie von Ischämie-
/Reperfusionsschäden wichtige Änderungen resultieren, da die SOD wenig Einfluss auf den
Abbau der Peroxynitrite hat.
Bei der Regulation des Gefäßtonus nimmt das Stickoxid am Endothel eine positive Rolle in
der Regulation ein. In Phasen der Hypoxie/Ischämie werden die Gefäße im betroffenen Gebiet
durch den EDCF („endothelium-derived-constricting-factor“) eng gestellt. Folgt der Ischämie
die Reperfusion mit einem Anstieg der Sauerstoffkonzentration, so wird vom Endothel der
EDRF („endothelium-derived-relaxing-factor“), der dem Stickoxid entspricht, freigesetzt, der
zur Weitstellung der Gefäße führt. Diese Weitstellung verringert die Adhäsion des Endothels
und damit die Plättchen- und PMN-Aggregation an diesem. Ist die Reperfusion allerdings mit
einer großen Freisetzung von Sauerstoffradikalen verbunden, so inaktivieren diese den EDRF,
so dass die Gefäße sich wieder verengen und oben genannter Verschluss eintreten kann „no-
reflow phenomenon“) (AKGÜR et al. 1996).
In der Labmagenwandmuskulatur spielt Stickoxid als Neurotransmitter eine bedeutende Rol-
le. Es wird im Antrum pylori durch Neurone synthetisiert. Untersuchungen von GEISHA-
USER (1995) zeigen, dass bei Kühen mit Labmagenverlagerung vermehrt Stickoxid gebildet
wird, was zur Hemmung der Muskelkontraktion in der Labmagenwand und damit zur Reduk-
tion der Labmagenmotorik führt. Die veringerte Motorik hat bei der Entstehung, dem Verlauf
und der Regeneration der Labmagenverlagerung große Bedeutung. In der Entstehung begüns-
tigt eine verringerte Motorik die Gasansammlung. Damit wird der Schweregrad der Verlage-
rung (LDA 1-3, RDA s/c T) maßgeblich beeinflusst. Kommt die Motorik durch Verringerung
der Stickoxidkonzentration wieder in Gang, werden Gas und Ingesta weiterbefördert, der
Labmagen kann sich bei den LDA spontan rückverlagern („Pendellabmagen“). Nach erfolgter
operativer Reposition spielt das Wiedereinsetzen der Motorik für die weitere Prognose der
Kühe eine entscheidende Rolle.
2.2.2.3 Lipidperoxidation (LPO) Besondere Angriffspunkte für Radikale während des oxidativen Stresses bieten ungesättigte
Fettsäuren und Lipoproteine in Membranen. Dabei entstehen resonanzstabilisierte Lipidradi-
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- 19 -
kale (Pentadienylradikale), die für die verselbstständigte Kettenreaktion der Lipidperoxidation
verantwortlich sind (Abb. 5).
-H+
R1 R2
R1 R2 R1 R2
Abb. 5: Initialisierung der Lipidperoxidation durch Bildung eines Lipidradikals aus Lipiden
mit mehrfachen Doppelbindungen (modifiziert nach ENGELHART 1999)
Treffen Lipidradikale auf molekularen Sauerstoff, wie er in der Phase der Reperfusion vor-
handen ist, kommt es zur Bildung von Lipidperoxylradikalen, die wiederum selbst Lipidradi-
kale aus anderen Lipiden bilden können. Folge der Lipidperoxidation ist der Verlust der struk-
turellen und funktionellen Einheit von Zellmembranen (ENGELHART 1999).
Eine Beendigung der Kettenreaktion ist nur möglich, wenn zwei Lipidperoxylradikale unter
Abgabe von Sauerstoff einen Alkohol und ein Aldehyd bilden, die stabil bleiben (Abb. 6, (1)),
oder wenn ein Lipidperoxylradikal mit einem Lipidradikal (Abb. 6, (2)) eine stabile Verbin-
dung eingeht.
(1) LOO + LOO LO + LO + O2 L-OH + L=O
(2) LOO + L LOOL
Abb. 6: Beendigung der Lipidperoxidation (modifiziert nach ENGELHART 1999)
Eine weitere, auch therapeutisch nutzbare Möglichkeit zur Beendigung stellt die Reaktion mit
Vitamin E dar, das nachfolgend durch Vitamin wieder regeneriert werden kann (s. 2.3.2.2.1,
2.3.2.2.2). Desweiteren eignen sich auch das Vitamin-E-Analogon TROLOX („6-hydroxy-
2,5,7,8-tetramethyl-chroman-2-carbonic acid“), allrac α-tocopherol und BHT („2,6-ditert-
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- 20 -
butyl-p-cresole“) zur therapeutischen Verminderung der Lipidperoxidation (BALTHAZARY
et al. 1999).
Ein Produkt der Lipidperoxidation ist das Malondialdehyd (MDA), das nur noch zu einem
geringen Prozentsatz (1-5 %) aus Peroxiden von mehrfach ungesättigten Fettsäuren besteht.
Es kann zur Messung des Ausmaßes der Lipidperoxidation herangezogen werden. Hierbei
wird häufig die TBA-Methode („thiobarbituric acid“) genutzt, die MDA unter den mit TBA
reagierenden Substanzen misst (BALTHAZARY et al. 1999).
Die Bildung der Lipidradikale beginnt während der Ischämie, besonders betroffen sind die
Endothelzellen im ischämischen Bereich (LAIPPLE 2000). Ausreichend ist hierbei schon eine
Ischämiedauer von 7 ± 1 Minuten. Die Lipidperoxidation führt so relativ früh zu nachweisli-
chen Folgeschäden, wohingegen andere Pathomechanismen erst nach einer Ischämiezeit von
über 30 Minuten nachweisbare Folgeschäden hervorrufen.
Problematisch im Bezug auf die Labmagenverlagerung ist das Fettmobilisationssyndrom, das
durch Geburt und verlagerten Labmagen forciert wird und zur Verfettung der Leber führen
kann. Aufgrund des Syndroms fallen im Körper erhöhte Mengen an Fettsäuren an, die bei
gleichzeitig erhöhter Konzentration an Radikalen („oxidativer Stress“) günstige Bedingungen
für die Lipidperoxidation darstellen (FÜRLL et al. 2001). So beeinflussen die Störungen des
Fettstoffwechsels auch den postoperativen Verlauf der Labmagenverlagerung negativ
(MUDRON et al. 1994, REHAGE et al. 1996). Begünstigt wird die Lipidperoxidation durch
eine Ketose, wie sie bei Rindern mit Labmagenverlagerung häufig besteht. Beim Menschen
wurde durch JAIN et al. (1998) nachgewiesen, dass Ketonkörper die Lipidperoxidation för-
dern, die Radikalfreisetzung erhöhen, die Aktivität der SOD herabsetzen und Gefäßendothe-
lien schädigen. GEISHAUSER et al. (2000) sehen in der Vermeidung einer subklinischen Ke-
tose bei Rindern sogar die Möglichkeit, eine Labmagenverlagerung zu verhindern, nachdem
sie in früheren Untersuchungen feststellten, dass Tiere mit erhöhten Konzentrationen an β-
Hydroxybuttersäure häufiger an einer Labmagenverlagerung erkrankten als Kühe mit physio-
logischen Konzentrationen (GEISHAUSER et al. 1998).
2.3 Antioxidantien
2.3.1 Definition und Vorkommen Unter Antioxidantien verstand man ursprünglich nur Stoffe mit kettenbrechenden Eigenschaf-
ten. Heute bezeichnet man jede Substanz als Antioxidans, die, wenn sie in Vergleich zu dem
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 21 -
zu oxidierenden Substrat nur in geringer Menge vorhanden ist, deutlich die Oxidation dieses
Stoffes verringert oder ganz verhindert (HALLIWELL 1989).
Die Stoffgruppen, aus denen Antioxidantien bestehen, sind vielfältig und reichen von Zuckern
über Proteine mit und ohne Metallbestandteil, bis hin zu Vitaminen und Enzymen. Sie sind
zum Teil als natürliche Abwehrsysteme im Körper vorhanden, zum Teil aber auch über die
Nahrung aufzunehmende. So steigt die antioxidative Kapazität im Serum nach der Aufnahme
von Erdbeeren, Spinat, Rotwein und Vitamin C innerhalb von vier Stunden signifikant an
(CAO et al. 1998). Während des Wegfangens von Radikalen verändern sich die Antioxidan-
tien strukturell. Je nachdem, ob die Strukturänderung reversibel oder irreversibel ist, können
sie regeneriert werden, ansonsten werden sie ausgeschieden.
2.3.2 Nichtenzymatische Antioxidantien
2.3.2.1 Metallbindende Proteine
Tab. 4: Metallbindende Proteine als Teil nichtenzymatischer Antioxidantien
Name Molekular-
gewicht / Aufbau
Bildungs- ort Aufgabe Besonderheiten
Transferrin 75-80000 Leber, RES Eisenbindung und –trans-port vom Darm zur Ziel-
zelle
- „latente Eisenbindungskapa-zität“ (nur 1/3 Eisenspeicher belegt) (DORMANDY 1978)
- Stop der Fe-abhängigen Lipidperoxidation
(NAKAZAWA et al. 1996)
Lactoferrin 75-88000 Neutrophile Granulozyten -“-
- vor allem in Sekreten (Milch) (NAKAZAWA et al.
1996)
Coerulo-
plasmin 160000 Leber
- Wertigkeitswechsel von Fe2+ zu Fe3+; „ferroxida-se-like activity“ (DOR-
MANDY 1978)
- akute Phase Protein
- Wertigkeitswechsel auch bei Kupfer, nur geringere
Affinität
Bilirubin - aus Ery-throzyten-
abbau
- Scavenger von Super-oxid- und Hydroxyl-
radikalen
- Marker für Produktion an Singulettsauerstoff
(ÖHLENSCHLÄGER 1993 b)
Ferritin + Hämosiderin intrazellulär -Bindung von Fe3+ zur
Speicherung
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 22 -
Name Molekular-
gewicht / Aufbau
Bildungs- ort Aufgabe Besonderheiten
Hämoglobin
Fe2+ im Zentrum;
Globinanteil mit vier Pep-tidketten mit
je einem Hämmolekül
- Sauerstofftransport;
Schutz vor dessen unkon-trollierter Oxidation
- Häm alleine starkes Peroxi-dans
- Häm + H2O2: Oxo-iron-species; fördern Lipidperoxi-
dation; setzt Fe2+ frei
- daher Plasmabindung:
Met-/ Hämoglobin an Hap-toglobin, Häm an Hämopexin (HALLIWELL u. GUTTE-
RIDGE 1990)
Albumin 68000 Leber
- Aufrechterhaltung kol-loidosmotischer Druck
- Transport von FFS, Bili-rubin, Mg2+, Cu2+, Fe2+
- Scavenger von HOCl
- Sulfhydrylgruppen neutrali-sieren Radikale
2.3.2.2 Nieder- und Mittelmolekulare Antioxidantien
2.3.2.2.1 Fettlösliche Antioxidantien
α-Tocopherol (Vitamin E)
Vitamin E ist ein fettlösliches, ausschließlich von Pflanzen synthetisiertes Vitamin. Es besteht
aus einem Chromanring mit unterschiedlichen Substituenten und einer isoprenoiden Seiten-
kette. Die Aufnahme erfolgt über die Nahrung, die Resorptionsrate ist aber nur sehr gering, so
dass eine Supplementierung nur parenteral erfolgen sollte. In den Zellen findet sich Vitamin E
im Plasmalemm und den Mitochondrien (KOLB 1989).
Zu den Aufgaben von Vitamin E gehört u.a. das „Quenching“ (siehe Vitamin A) von Singu-
lett-Sauerstoff. Hierbei übernimmt Vitamin E ohne Elektronenübertragung Energie vom Sin-
gulett-Sauerstoff, der dadurch in seine energieärmere Form, den Triplett-Sauerstoff übergeht.
Die überschüssige Energie gibt Vitamin E als Wärme ab (ENGELHART 1999). Eine Haupt-
funktion von Vitamin E ist die Unterbrechung der Lipidperoxidation (Abb. 7; HALLIWELL
et al. 1992).
Lipid-O2 + Tocopherol-OH Lipid-O2H + Tocopherol-O-
Abb. 7: Beendigung der Lipidperoxidation durch Vitamin E
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 23 -
Diese Unterbrechung erfolgt noch bevor das Lipidradikal weiter reagieren kann. Das Vitamin
E-Radikal bleibt stabil und reagiert nicht im Sinne der Peroxidation weiter, da es über Vita-
min C oder das Coenzym Q (Abb. 8) wieder regeneriert wird (HALLIWELL et al. 1992).
(1) Tocopherol-O + Ascorbat Semidehydroascorbat + Tocopherol-OH
(2) Tocopherol-O + CoQH2 Tocopherol-OH + CoQH
Abb. 8: Regenerationsmöglichkeiten von Tocopherolradikalen
Das Ubichinon wird wiederum über den Elektronentransfer in der Mitochondrienmembran
vom oxidierten Q10 zum reduzierten Q10H2 regeneriert. Es wirkt zudem antioxidativ auf mito-
chondriale Lipide (CORBUCCI et al. 1986).
Darüber hinaus wird die 5-Lipoxygenase in ihrer Aktivität gehemmt, so dass es zu einer Ver-
ringerung der Leukotriensynthese in Entzündungsgebieten kommt. Unter anderem wird damit
auch die Chemotaxis von neutrophilen Granulozyten verhindert, die zu einer erhöhten Radi-
kalproduktion im Entzündungsgebiet beitragen (ENGELHART 1999).
In der Behandlung und Prävention eingesetztes α-Tocopherol in Verbindung mit Taurin und
Selen bewirkt nach Ischämie und Reperfusion im Splanchnikusgebiet der Ratte einen gestei-
gerten Blutdruck und eine bessere Durchblutung des betroffenen Gebietes (YOSHIDA et al.
1998). Ebenso stellten STOHRER et al. (1998) fest, dass bei Ratten mit der höchsten
Supplementierung an α-Tocopherol nach einer experimentellen fokalen cerebralen Ischämie
der geringste Reperfusionsschaden folgte.
Bei Rindern, die unter Leberverfettung mit nachfolgendem Leberschaden leiden, ist in Plasma
und Leber eine verminderte Vitamin E-Konzentration zu finden. Durch die Fettleber steigen
MDA und Triglyceride an, insgesamt resultiert somit aus der gesteigerten Lipidperoxidation
ein verminderter antioxidativer Status (MUDRON et al. 1999). Genauer aufgegliedert haben
Kühe mit dem höchsten Triglyceridanteil in der Leber die höchste Vitamin E-Konzentration
in der Leber und die niedrigste im Plasma. Es zeigt sich also eine positive Korrelation zwi-
schen Triglyceridkonzentration der Leber und MDA und eine negative Korrelation zur Vita-
min E-Konzentration des Plasmas (MUDRON et al. 1997).
Milchkühe in Stresssituationen zeigen im Serum erhöhte Aktivitäten der Creatinkinase (CK)
und erhöhte Konzentrationen an Cortisol und Harnstoff. Wurden die Tiere jedoch über einen
Monat mit Vitamin E supplementiert, fiel der Anstieg der CK geringer aus. Plasma, Erythro-
zyten und Leber zeigen nach Supplementation erhöhte Konzentrationen an Vitamin E. Daraus
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 24 -
folgt, dass Vitamin E nur dann zur Stressbekämpfung eingesetzt wird, wenn es im Übermaß
vorhanden ist (NOCKELS et al. 1996).
Provitamin A
Die Provitamine des Retinols (Vitamin A) sind die Carotinoide α-, β- und γ-Carotin. Sie ent-
halten mindestens eine β-Iononringstruktur und werden ausschließlich in Pflanzen syntheti-
siert und müssen über die Nahrung aufgenommen werden. Die Umwandlung zu Vitamin A
erfolgt in Darm und Leber. Im Gegensatz zu Vitamin E ist eine Speicherung in Form der Ca-
rotinoide in der Leber möglich (KOLB 1989).
Aus antioxidativer Sicht kommt dem Vitamin A die Rolle der Ausbildung und Stabilisierung
biologischer Membranen/Epithelien zu („Epithelschutzvitamin“). In den Membranen liegt es
in einem Komplex mit Proteinen vor und ist für das „Quenchen“ von Singulett-Sauerstoff
verantwortlich. Die dabei aufgenommene, überschüssige Energie kann β-Carotin wieder in
Form von Wärme abgeben (HARRIS 1992 b). Teilweise werden dem Provitamin A auch ket-
tenbrechende Eigenschaften zugeschrieben (ENGELHART 1999).
Unter Vitamin A-Mangel stehende Mäuse weisen im Magen-Darm-Kanal eine erhöhte Kon-
zentration an GSH, reduziertem Glutathion auf, während die Aktivität der Se-abhängigen
Glutathionperoxidase deutlich abfällt. Für den Magen-Darm-Trakt bedeuten diese Vitamin A-
Mangel-Zustände eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber Tumoren und toxischen Stoffen (DE
WAZIER u. ALBRECHT 1987). Bei Rindern führt Vitamin A-Mangel zur Hyperkeratose der
Labmagenschleimhaut, woraus katarrhalische Entzündungen mit Verdickung der Mukosa und
Atonie des Labmagens resultieren können. Dies wiederum gilt als wichtiger Faktor bei der
Entstehung der Labmagenverlagerung. Werden die defizitären Kühe wieder ausreichend mit
Vitamin A versorgt, können die Inzidenz herabgesetzt und die klinischen Symptome der
Labmagenverlagerung z. T. deutlich gemildert werden (MARKUSFELD 1989).
Wird Vitamin A in zu großen Dosen verabreicht, so wirkt es prooxidativ. Dies wurde unter
anderem bei Rauchern festgestellt, die nach einer Supplementierung mit 20 mg/d Betacarotin
eine erhöhte Lungenkrebsinzidenz aufwiesen (WOODFORD u. WHITEHEAD 1998).
Neben dem Provitamin A existieren noch eine große Reihe weiterer pflanzlicher Carotinoide
wie Zeaxanthin, Astaxanthin und Canthaxanthin. Auch diese sind in der Lage, unter Bildung
von Carotinoidradikalen (Car. bzw. (R-Car).) Radikale zu neutralisieren. Ihre Effektivität als
Antioxidans wird mehr durch die Art des zu eliminierenden Radikals als durch das jeweilige
Carotinoid bedingt (MORTENSEN et al. 1997).
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 25 -
Ubichinon (Coenzym Q)
Ubichinon bildet im Rahmen der Atmungskette ein Hilfssubstrat, das Wasserstoffionen sam-
melt, die zum Teil von NADH+H+, aus der Succinat-Dehydrogenase oder aus der β-Oxidation
stammen (CORBUCCI et al. 1986). Es kann in oxidierter (Q10) und in reduzierter (Q10H2)
Form vorliegen. Seine Wasserstoffionen können dazu verwendet werden, um Ketten zu bre-
chen und somit Radikale wie R-OO und R-O zu neutralisieren. Ubichinon ist lipophil und
daher in die Lipidphase der Mitochondrienmembran eingelagert, allerdings in weitaus gerin-
geren Konzentrationen als Vitamin E. Es ist auch sehr viel reaktionsträger in Bezug auf seine
kettenbrechenden Eigenschaften als Vitamin E (HALLIWELL et al. 1992).
2.3.2.2.2 Wasserlösliche Antioxidantien
Ascorbinsäure (Vitamin C)
Die Ascorbinsäure ist das En-Diol-Lacton der Keto-L-Gulonsäure. Alle Tierarten außer Pri-
maten, Meerschwein und Regenbogenforelle können sie selbst synthetisieren. Vitamin C kann
nur in geringem Umfang gespeichert werden, überschüssiges wird über die Niere ausgeschie-
den. Als wasserlösliches Vitamin tritt es im Zytosol sowie im Plasma auf (KOLB 1989).
Die wichtigste Eigenschaft des Vitamin C ist seine reduzierende Wirkung, so dass es bei vie-
len Reaktionen als Redoxpartner beteiligt ist. Es hat die Fähigkeit, O2-, HO2
-, wasserlösliche
Peroxylradikale (RO2.), Thiyl- und Sulfenylradikale abzufangen. Karzinogene Nitrosamine
werden zu unschädlichen Produkten reduziert, die Lipidperoxidation durch Hämoglobin- oder
Myoglobin-Wasserstoffperoxid-Gemische wird verringert (LEHMANN et al. 1996). Damit
wird der Freisetzung von Eisen aus dem Häm vorgesorgt, indem Ferryl-Proteine gebildet
werden. Vitamin C ist außerdem ein wirksamer Scavenger von HOCl, Singulett-Sauerstoff
und Hydroxylradikalen, sobald diese in wässriger Lösung auftreten. Die reduzierenden Eigen-
schaften werden bei der Regeneration von α-Tocopheryl-Radikalen zu Vitamin E und bei der
Reduktion von Stickoxid-Radikalen, die bei Angriff von Superoxiden und Hydroxylradikalen
auf Desferrioxamine entstehen, deutlich. Schließlich schützt es Plasmalipide gegen Peroxida-
tion durch neutrophile Granulozyten (NAKAMURA et al. 1997) und bewahrt vor den in Ziga-
rettenrauch enthaltenen Oxidantien (HALLIWELL u. GUTTERIDGE 1990).
Nach erfolgter Reduktion wird das oxidierte Vitamin C über Enzyme unter Beihilfe von
NADH+H+ und reduziertem Glutathion zerlegt, wobei Oxalate, Threonate und andere Stoffe
entstehen. Eine eher seltene Möglichkeit ist aber auch die Regeneration über GSH (ÖH-
LENSCHLÄGER 1993 b).
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 26 -
Trotz der antioxidativen Eigenschaften kann Vitamin C auch oxidationsfördernd wirken, so
dass unter Anwesenheit von Kupfer- und Eisen-Salzen die Lipidperoxidation gefördert wird
(NAKAMURA et al. 1997). Da die Übergangsmetalle aber nur unter pathologischen Bedin-
gungen auftreten, kann Vitamin C auch nur unter pathologischen Bedingungen prooxidativ
wirken. Aus diesem Grund ist der therapeutische Effekt von Vitamin C-Gaben bei Krankheit
fragwürdig. So ergab eine Studie bei Rauchern mit Supplementierung von Vitamin C eine Er-
höhung der Inzidenz an Lungenkrebs (WOODFORD u. WHITEHEAD 1998).
Glutathion
Glutathion ist ein aus den Aminosäuren Glutaminsäure, Glycin und Cystein bestehendes Tri-
peptid, das extraribosomal in der Leber synthetisiert wird. Über Blut und Galle wird es im
Körper verteilt (NAKAMURA et al. 1997). Als wasserlösliches Peptid tritt es im Cytosol und
in den Mitochondrien auf. Seine herausragende Eigenschaft ist die Fähigkeit, sich leicht zu
einer Disulfidform oxidieren zu lassen. So können Superoxidradikale und Hydroxylradikale
abgefangen werden. Vor allem in den Erythrozyten, in denen Glutathion in größeren Mengen
auftritt, ist dies von Bedeutung, da diese sehr empfindlich gegen Oxidation sind. Ist zu wenig
Glutathion vorhanden oder verbraucht, werden die Erythrozytenenzyme und die Membranen
zerstört, es kommt zur Hämolyse. Um dies zu vermeiden, können Zellen bei einer Belastung
mit Radikalen und oxidiertem GSSG den Hexose-Mono-Phosphat-Weg aktivieren, um Elek-
tronen zu erhalten, die dem oxidierten Glutathion als Reduktionsmittel dienen (COCHRANE
1991).
Harnsäure (Urat)
Die Harnsäure, die in der Leber und zu geringen Teilen auch in Dünndarm und Niere synthe-
tisiert wird, ist ein Endprodukt des Purinbasenabbaus (KOLB 1989). Aus antioxidativer Sicht
gilt Harnsäure im Plasma als guter Scavenger von Singulett-Sauerstoff, HOCl und Peroxyl-
Radikalen. Zudem bindet sie Eisen- und Kupferionen, so dass diese nicht zur Radikalbildung
zur Verfügung stehen. So kann auch die Lipidperoxidation verhindert werden (HALLIWELL
u. GUTTERIDGE 1990). Reagiert Harnsäure allerdings mit Oxidantien, können Harnsäurera-
dikale daraus entstehen, die selbst schädigende Wirkung haben, aber wiederum durch Vitamin
C reduziert und damit unschädlich gemacht werden können (HALLIWELL u. GUTTERIDGE
1990). Ein weiterer Nebeneffekt in Geweben mit Hypoxie besteht darin, dass beim Abbau
von Xanthin bzw. der Synthese von Harnsäure das dazu notwendige Enzym sich in seine
Oxidaseform umwandelt und es nunmehr bei der Reaktion zur Bildung von hyperreaktivem
Superoxidanion kommt (BERGHAUS 1997) (Abb. 9).
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 27 -
Physiologische Bedingungen:
Xanthin- Xanthin + H2O + NAD+ Harnsäure + NADH + H+ dehydrogenase Hypoxische Bedingungen: Xanthin- Xanthin + H2O + 2 O2 Harnsäure + 2 O2
-. + 2 H+
Oxidase Abb. 9: Umwandlung der Xanthindehydrogenase zur Xanthinoxidase unter hypoxischen
Bedingungen (modifiziert nach BERGHAUS 1997)
2.3.2.3 TEAC-Konzentration
Die Messung der nichtenzymatischen Antioxidantien in einem Substrat erfolgt zumeist kom-
plex. Dabei kommen verschiedene Verfahren zur Anwendung. Zum einen kann der antioxida-
tive Status zu einer bestimmten Zeit gemessen werden, zum anderen der Grad einer antioxida-
tiven Schutzfunktion einer Probe gegenüber einem Oxidans. Trolox, Vitamin C und Vitamin
E bieten beispielsweise einen kompletten Schutz vor definierten Oxidantien. Kleine Molekü-
le, wie Melatonin und GSH, aber auch Albumin, bieten nur zu einem gewissen Teil Schutz
vor Oxidantien (CAO et al. 1995). Um beide Komponenten in einem zu vereinigen, geht man
in letzter Zeit dazu über, die antioxidative Kapazität als „area under curve“ zu bestimmen,
d.h. man misst das Ausmaß des Schutzes vor Oxidantien über eine bestimmte Zeit. Dieses
Verfahren wird als TRAP („total radical-trapping antioxidant parameter“) (GHISELLI et al.
1995, TUBARO et al. 1998) bezeichnet, wenn es für alle Arten von Radikalen anwendbar ist,
und als ORAC („oxygen radical absorbance capacity“), wenn es für aktivierte Sauerstoffstu-
fen (ASS) angewendet wird (CAO et al. 1993, CAO et al. 1995, NINFALI u. ALUIGI 1998).
Zumeist wird dabei die antioxidative Fähigkeit der Probe mit einem definierten Antioxidans
verglichen. Bei der TEAC-Konzentration stellt TROLOX, ein Vitamin E-Analogon, dieses
definierte Antioxidans dar (MILLER et al. 1996, ROMAY et al. 1996, LANDS et al. 2000).
Des weiteren kommen Methoden zum Einsatz, bei denen die Chemilumineszenz von be-
stimmten Stoffen in Anwesenheit von Antioxidantien verändert wird (BAADER et al. 2000,
HERMANN 2000). Diese neuen Methoden bieten neben der Bestimmung der totalen antioxi-
dativen Kapazität auch gleichzeitig die Möglichkeit zur Bestimmung einzelner Antioxidantien
wie Vitamin C und Harnsäure (POPOV u. LEWIN 2000). Der Nachteil vieler Methoden be-
steht darin, dass sie für alle Arten von Proben anwendbar sein sollen, so dass Differenzen
zwischen der Summe der einzelnen Antioxidantien zur Gesamtbestimmung auftreten
(WOODFORD u. WHITEHEAD 1998). So wurden für die TEAC-Konzentrations-Messung
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 28 -
auf die Probenart abgestimmte Testkits entwickelt, so dass sie für die Messung der wasserlös-
lichen Antioxidantien im Plasma (siehe 2.3.2.2) sehr zuverlässig sind. Wir haben uns für die-
ses Verfahren entschieden, da es durch gute Reproduzierbarkeit und relativ leichte Anwend-
barkeit bei großen Probenmengen gute Vergleichsmöglichkeiten bietet.
Bei gesunden Kühen liegt die TEAC-Konzentration zwischen 200 und 300 µmol/l (WILKEN
u. FÜRLL 2002). Im zeitlichen Abstand zur Geburt zeigt sich ein steigender Trend der
TEAC-Konzentration. Signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Leistungsgruppen
der Milchproduktion bestehen nicht. Im Laktationsverlauf nimmt die TEAC-Konzentration
zu. Mutterkühe haben im Vergleich zu Hochleistungskühen signifikant geringere TEAC-
Konzentrationen (WILKEN u. FÜRLL 2002). Bei kranken Kühen (Klauenerkrankungen,
Mastitiden, Metritiden, DA etc.) sind die TEAC-Konzentrationen niedriger als die der Kon-
trollgruppe, wobei der Abstand zum Partus vergleichend miteinbezogen wurde (GOERRES u.
FÜRLL 2002).
2.3.3 Enzymatische Antioxidantien
2.3.3.1 Enzyme zur Glutathionregeneration
Glutathionperoxidasen (GSHPx; GPX)
Die Glutathionperoxidase ist eine Wasserstoffperoxid-Oxidoreduktase (E.C 1.11.1.9). Sie bil-
det aus Glutathion ein Disulfid, um aus Wasserstoffperoxid und organischen Hydroperoxiden
Wasser zu gewinnen. (PARKS 1989) (Abb. 10).
(1) H2O2 + 2 GSH GSSG + 2 H2O
(2) R-OOH + 2 GSH GSSG + R-OH + H2O
Abb. 10: Entstehung von Glutathiondisulfiden (modifiziert nach PARKS 1989)
Die Glutathionperoxidase dient dem Schutz der Zellmembranen, im besonderen der Mito-
chondrienmembranen (KÜHN 1997). Von MILLS et al. wurde 1957 das erste Mal von einer
Glutathionperoxidase in Rindererythrozyten berichtet (KÜHN 1997).
Die Struktur der GPX besteht aus einem Tetramer mit vier Untereinheiten, die eine Peptidket-
te mit einem Massengewicht von 22000, ungefähr 180 Aminosäuren und jeweils ein Selen-
atom besitzen. Die einzelnen Monomere sind dabei fast kugelförmig mit einem Radius von 19
Å (WENDEL u. CIKRYT 1980). Die Angaben sind nur ungefähr zu treffen, da jede Spezies
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 29 -
ihre eigenen Arten von GPX hat, die durch unterschiedliche spezifische Gewichte bei fast
gleicher Selenkonzentration gekennzeichnet sind (BAUMGARTNER 1983, Tab. 5).
Tab. 5: Vergleich der relativen Dichte und der Selenkonzentration der GPX verschiedener
Tierarten (modifiziert nach BAUMGARTNER 1983)
Autoren Jahr Tierart/Gewebe Relative Dichte g Selen/Molekül
FLOHÉ et al. 1973 Rinder-
erythrozyten
83000 4,4
OH et al. 1974 Schaf-
erythrozyten
22000 3,8
BELL u. COWEY 1982 Regenbogen-
Forelle
100000
NAKAMURA et al. 1997 Rattenleber 75-76000 4,24
In Bezug auf die Einteilung der Enzyme innerhalb der Glutathionperoxidasen gibt es mehrere
Varianten. ÖHLENSCHLÄGER (1993 b) nennt zunächst drei Grundtypen der GPX:
I. GPX mit Selenocystein als aktives Zentrum
II. GPX als sulfhydrylhaltige Enzyme
III. Selen-unabhängige Enzyme
Hierbei kommen I.+ II. im Zytosol und den Mitochondrien von Pilzen, Algen und Tieren vor,
sind aber bei höheren Pflanzen und Bakterien nicht zu finden. Die Gruppe der selenocystein-
haltigen GPX ist dabei stabiler gegenüber Schäden, die durch Peroxide verursacht werden als
die Gruppe der sulfhydrylhaltigen Enzyme. Die Selen-unabhängigen Enzyme sind bei Tieren
nicht zu finden und können kein Wasserstoffperoxid, sondern nur andere Peroxide umsetzen.
SCHOLZ (1991) dagegen beschreibt, dass bei Tieren in Milz, Herzmuskel, Erythrozyten, Ge-
hirn, Thymus, Fettgewebe und quergestreifter Muskulatur ausschließlich Selen-abhängige
GPX zu finden ist. In Leber, Lunge, Nebenniere, Hoden und Niere treten jedoch Selen-ab-
und -unabhängige Arten der GPX auf. In der Leber ist insgesamt der höchste Gehalt an Selen-
unabhängiger GPX zu finden.
Die Glutathionperoxidasen lassen sich auch nach ihrem Vorkommen und dem Zeitpunkt ihrer
Entdeckung einteilen:
I. zytosolische Glutathionperoxidase (cGPX): FLOHÉ et al. (1973)
II. Phospholipidhydroperoxid-Glutathionperoxidase (PHGPX): URSINI et al. (1985)
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 30 -
III. glykosilierte extrazelluläre Glutathionperoxidase (pGPX): BRIGELIUS-FLOHE et al.
(1999)
IV. gastrointestinale Glutathionperoxidase (GIGPX): CHU et al. (1993)
Als gemeinsames Kennzeichen gilt, dass alle GPX Hydroxide mit Hilfe von Thiolen reduzie-
ren. Sie besitzen alle eine Triade aus Selenocystein, Tryptophan und Glutamin als aktives
Zentrum. Unterscheiden lassen sich die vier Gruppen anhand ihrer Substrate. So reduzieren
die cGPX und die GIGPX nur Wasserstoffperoxid und lösliche organische Peroxide, während
die PHGPX und die pGPX auch komplexe Hydroperoxide wie Phospholipidhydroperoxide
umsetzen. Die PHGPX kann als einzige auch Cholesterinhydroperoxide reduzieren. Dies ist
vor allem beim Schutz von Membranen vor Lipidperoxidation von Bedeutung (URSINI et al.
1985).
Einzeln betrachtet stellt sich die zytosolische GPX als Homotetramer dar, mit einem 1-
Seleno-Cystein-Rest, der jeweils von einem von vier Argininresten gebunden wird. Diese Ar-
gininreste wiederum umgeben das katalytische Zentrum. Die cGPX findet sich in höheren
Konzentrationen in Erythrozyten, Phagozyten, Leber und Niere (FLOHÉ 1997). Bei der Ent-
giftung von Peroxiden arbeitet sie effektiver als die Katalase. Fehlt die cGPX dem Körper, so
wird dieser sehr anfällig gegenüber Schäden, die aus dem Ischämie-/Reperfusionssyndrom
hervorgehen. Dies wurde anhand von „cGPX-knockout-Mäusen“ nach Myokardischämie un-
tersucht (YOSHIDA et al. 1998). Darüber hinaus lässt sich die cGPX als Marker für den Se-
len-Status eines Organismus heranziehen, da sie als Selenspeicher mit regulativer Funktion
fungiert.
Die Phospholipid-Hydroperoxid-GPX tritt als Monomer auf. Als besondere Eigenschaft ist
bei ihr zu nennen, dass sie zusammen mit α-Tocopherol der Peroxidation von Membranlipi-
den Einhalt gebietet (MAIORINO et al. 1989). Sie kommt in hohen Konzentrationen in den
Hoden vor (ROVERI et al. 1992, ROVERI et al. 2001).
Bei der extrazellulären GPX handelt es sich um ein Tetramer, das vor allen im Plasma
(TAKAHASHI et al. 1987), in der Milch und anderen extrazellulären Flüssigkeiten vor-
kommt. Die pGPX wird in Leber und Niere synthetisiert. Durch ihre sehr niedrige Plasma-
konzentration wird ihre Bedeutung als Plasmaperoxidase in Frage gestellt.
Trotz der großen Ähnlichkeit der gastointestinalen GPX und der zytosolischen GPX in Struk-
tur und Funktion hat die GIGPX doch eine weitaus größere Affinität zu organischen Peroxi-
den als die cGPX, was für ihre Funktion als Reduktionsmittel für Peroxide, die aus der Nah-
rung stammen, von großer Bedeutung ist. Dieser Zusammenhang wird durch die negative
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 31 -
Korrelation des GIGPX-Status mit den aus dem Darmlumen abtransportierten Hydroperoxi-
den untermauert. Eine hohe Aktivität der GIGPX ist eventuell auch für eine höhere Resistenz
gegenüber Kolonkrebs beim Menschen verantwortlich (CHU et al. 1993).
Allgemein gilt für alle Arten der intrazellulären GPX, dass sie ihre Aktivitäten zu 75 % frei
im Cytosol und zu 25 % locker an die Mitochondrienmembran gebunden, entfalten. Sie treten
nicht in den Peroxisomen auf. Eine Messung der GPX-Aktivität kann spektrophotometrisch
über die Extinktionsabnahme des Substrates NADPH bei 334 nm und bei konstanter Tempe-
ratur und GSH-Konzentration erfolgen. Dazu bieten sich im Blut die Erythrozyten an, wobei
ein signifikanter Unterschied zwischen der Aktivität der GPX im Hämolysat und der Aktivität
in einer Suspension aus gewaschenen Erythrozyten von Schafen besteht (SHEPPARD u.
MILLAR 1981). Die Aktivität im Plasma beträgt insgesamt weniger als 1 % der Gesamtakti-
vität im Blut. Nach der Definition von PAGLIA und VALENTINE (1938) repräsentiert 1 mU
Enzymaktivität die Oxidation von 1 mmol NADPH zu NADP+ pro Minute bei 25 °C (BA-
CKALL u. SCHOLZ 1979).
Die Bildung der Erythrozyten-GPX erfolgt im Knochenmark in den Erythroblasten und im
weiteren Verlauf durch Aufnahme aus dem Blutplasma. So besitzen die ältesten Erythrozyten
die höchste Konzentration an GPX, obwohl die ursprüngliche Konzentration an GPX in der
Reifungsphase der Erythrozyten determiniert wird und in den Erythrozyten selbst keine Neu-
bildung erfolgt (PERONA et al. 1978). Als Zeichen für den von der GPX ausgehenden Schutz
der Erythrozyten ist festzustellen, dass Erythrozyten mit einer hohen GPX-Aktivität länger le-
ben als welche mit geringer Aktivität (TUCKER et al. 1974).
Zur Gesamtaktivität der GPX sind in der Literatur viele unterschiedliche Messergebnisse in-
nerhalb einzelner Tierarten und Messreihen einer Tierart zu finden, obwohl alle Studien die
Aktivität nach der Methode von PAGLIA und VALENTINE (1938) bestimmt haben, so dass
ein Vergleich zwischen Messergebnissen verschiedener Messreihen schwerfällt (Tab. 6).
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 32 -
Tab. 6: GPX-Aktivitäts-Vergleich von Erythrozyten zwischen Rind und Schaf
(modifiziert nach ALEKOS 1992)
Autor Jahr Tierart GPX-Aktivität
(U/gHb)
THOMPSON et al. 1976 Rind 6 - 41
DOTTA 1979 Rind 0,7 - 78,4
SUZUKI et al. 1985 Rind 122 - 208
ERSKINE 1987 Rind 3 - 35,6
DOTTA 1988 Rind 35,7
HEIKENS 1992 Rind 10,5 - 183,1
DOTTA 1978 Schaf 43,3 - 367
DIMANOV 1989 Schaf 21 - 74
HEIKENS 1992 Schaf 88,4 - 442,1
Neuere Untersuchungen zur GPX-Aktivität zeigen, dass ab einer Aktivität von 130 U/mg Hb
von einem bedarfsgerechten Selenstatus ausgegangen werden kann (WOLF 1998). Die von
SATTLER (2001) untersuchten Kühe mit DA zeigten Aktivitäten von 385 ± 103 U/g Hb. Die
von WOLF (1998) festgestellten GPX-Aktivitäten bei gesunden Kühen lagen im selben Be-
reich. Im jahreszeitlichen Verlauf liegen die Aktivitäten der GPX in den Wintermonaten De-
zember bis Februar niedriger ( 355 ± 101 U/mg Hb) als in den Herbstmonaten (411 ± 104
U/mg Hb) (SATTLER 2001). Im zeitlichen Abstand zur Abkalbung steigt die GPX-Aktivität
ein bis drei Wochen post partum moderat an (SATTLER 2001).
Die Regulation der GPX unterliegt vielen beeinflussenden Faktoren. Eine große Rolle spielt
hierbei die Selenverfügbarkeit in der Art einer posttranskriptionalen Regelung (CHADA et al.
1989). Die Beeinflussung durch den Selenstatus bei Tieren ist bei Rind, Schaf, Pferd, Huhn
und Ratte nachgewiesen (BACKALL u. SCHOLZ 1979). Bei Rindern und Kälbern gilt eine
Selenkonzentration von weniger als 20 µg/l Blut als Mangelzustand (SCHOLZ 1991). Steht
dem Körper viel Selen zur Verfügung, so werden stabile Selenoproteine ausgebildet. Bei ge-
ringem Selenangebot kommt es nicht nur zum Abbau dieser Selenoproteine, sondern auch ih-
rer m-RNA. Davon sind besonders die cGPX betroffen, die PHGPX hingegen bleibt unverän-
dert (HILL et al. 1992). Die pGPX liegt zwischen beiden Extremen (AVISSAR et al. 1994).
Beeinflusst man den Selenstatus durch Gaben eines Vitamin E-Selen-Gemisches, so kann dies
bei Pferden zu einer Verdreifachung der GPX-Aktivität führen (CAPLE et al. 1978, MAYLIN
et al. 1980). Dies zeigt auch der nach jeweiliger Selen-Vitamin E-Substitution bei Rindern
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 33 -
auftretende Aktivitätsunterschied bei WOLF (1998). Bei oxidativem Stress wie Reperfusion,
bei Endotoxinbelastung und bei Interleukin-1-Anstieg steigt die Aktivität der cGPX an, mit
Abfall der Stressoren sinkt sie wieder ab (NIWA et al. 1993). Bei Untersuchungen am Rat-
tendarm (BAUER et al. 1995) wurde festgestellt, dass das für die GPX so wichtige Selen im
Schock und in Se-Mangelzuständen in bestimmten Geweben angereichert wird. Im Schock
wird es nicht in dem Gewebe angereichert, in dem der Schock seinen Ausgang nimmt, son-
dern in Leber und Niere; in Mangelzuständen wird es in Gehirn, Fortpflanzungs- und endo-
krinen Organen angereichert. Dies führte in vorliegender Untersuchung zu dem Phänomen,
dass die GPX-Aktivität nach Ischämie und Reperfusion am Darm in den Erythrozyten ab-
nahm. Bei Eisenmangel kann sich die Aktivität auf ein Viertel verringern, was bei Kaninchen
(CELLERINO et al. 1976) und beim Menschen (HOPKINS u. TUDHOPE 1973) nachgewie-
sen wurde. Ein Vitamin E-Defizit führt bei Ratten unter gleichbleibender Katalaseaktivität zu
einem Abfall der GPX-Aktivität (CHOW 1977, BOURRE et al. 2000). In Bezug auf das Alter
wiesen JORGENSEN et al. (1977) eine mit zunehmendem Alter steigende Aktivität der GPX
beim Schwein nach.
Glutathionreduktasen
Die Glutathionreduktase (E.C. 1.6.4.2.) ist eine Glutathiondisulfid-Oxidoreduktase
((NADCP)H), die in den löslichen Fraktionen von Pro- und Eukaryonten vorkommt. Als
Flavoprotein enthält sie ein Flavinadenindinukleotid. Ihr obliegt die Regulation der Konzent-
rationen von Glutathion (GSH) und Glutathiondisulfid (GSSG) unter Verbrauch von
NADPH + H+.
GSSG + NADPH + H+ 2 GSH + NADP-
Steigt die Konzentration von GSSG, wie es bei einem ungünstigen Redox-Potential der Fall
ist, so kommt es nicht mehr zur Regenerierung von GSSG, stattdessen können durch Disul-
fidbildung Proteine und Coenzym A inaktiviert werden. Darüber hinaus ist GSSG ein Inhibi-
tor der Proteinbiosynthese (KÜHLER 1996).
In Bezug auf die Regulation der Glutathionreduktase wurde festgestellt, dass die Glutathion-
reduktase und der Mono-Hexosephosphatweg als Lieferant des NADPH negativ miteinander
korrelieren, so dass bei Ausfall der Regeneration von GSSG über NADPH die Glutathionre-
duktase einspringt (BRADY et al. 1978).
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 34 -
Glutathion-S-Transferase
Die Glutathion-S-Transferase (E.C. 2.5.1.18.) besteht aus einem Dimer und kommt im Cyto-
sol und in Mikrosomen von Hepatozyten vor (NAKAZAWA et al. 1996). Beim Menschen
besitzt sie drei Untergruppen. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Xenobiotika durch Konju-
gation mit Glutathion in ihrer Toxizität abzuschwächen und sie wasserlöslicher zu machen,
damit sie leichter ausgeschieden werden können (KÜHLER 1996). So reagieren Ratten, die
vor Versuchsbeginn mit Cadmium behandelt worden waren, auf eine intraperitoneale In-
jektion mit Ozon und/oder Sauerstoff mit einem Anstieg der GST in Herz, Niere und Leber.
Bei Verabreichung von Sauerstoff steigt die Aktivität in Gehirn. Cadmium allein erhöht die
Aktivität in allen vier genannten Organen. Auffällig dabei ist, dass die GPX in diesen Orga-
nen unverändert bleibt oder sogar in ihrer Aktivität absinkt (LASZCZYCA et al. 1996).
2.3.3.2 Superoxiddismutasen (SOD)
Bei den Superoxiddismutasen (E.C. 1.15.1.1.) handelt es sich um Superoxid-
Oxidoreduktasen. Als Metalloenzyme haben sie verschiedene Metalle in ihrem aktiven Zent-
rum, die auch zu einer Einteilung in drei Gruppen genutzt werden (KÜHLER 1996).
I. Cu-Zn-SOD: Kupfer und Zink im aktiven Zentrum
II. Fe-SOD: Eisen im aktiven Zentrum
III. Mn-SOD: Mangan im aktiven Zentrum
Die Cu-Zn-SOD kommt im Cytoplasma, im intermembranösen Raum der Mitochondrien und
nur gering in Lysosomen von Eukaryonten vor, die Fe-SOD ist nur in Prokaryonten und in
Pflanzen anzutreffen und die Mn-SOD ist in Prokaryonten und in der Mitochondrienmatrix
von Eukaryonten zu finden (KÜHLER 1996, NAKAZAWA et al. 1996).
Schon 1938 wurde die SOD nach der Entdeckung im Rinderblut erstmals unter dem Namen
„Hämocuprein“ erwähnt. 1953 wurde ein ähnliches Protein in der Pferdeleber entdeckt, das
„Hepatocuprein“. Es folgte 1959 das menschliche „Cerebrocuprein“ aus dem Gehirn. Die
Funktion wurde 1969 erklärt, seitdem gilt die Bezeichnung Cu-Zn-Superoxiddismutase. Sie
besteht aus einem Dimer von zwei identischen Untereinheiten und hat ein Molekulargewicht
von 32600 (BULKLEY 1987, HARRIS 1992 a). Später folgte auch die Entdeckung der man-
ganhaltigen SOD in E. coli, Streptococcus mutans und in den Mitochondrien der Hühnerleber.
Sie blieb im Gegensatz zur Cu-Zn-SOD unter der Behandlung von Chloroform und Ethanol
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 35 -
nicht stabil. Zuletzt wurde schließlich in E. coli und in Photobakterien die FE-SOD entdeckt
(KÖNEN 1982).
Alle Superoxiddismutasen reduzieren Superoxide unter Verbrauch von Wasserstoffionen zu
molekularem Sauerstoff und Wasserstoffperoxid (Abb. 11), welches dann von der Katalase
weiter entgiftet wird. Hierbei ist auch die „FENTON chemistry“ von großer Bedeutung
(GUTTERIDGE et al. 1990). Die spontane Zerfallsrate der O2--Radikaldismutation beträgt bei
pH 7,4 ca. 2 x 105 M-1 sec-1. Unter Einwirkung von SOD erhöht sich die Umwandlungsrate
um den Faktor 104 auf 2 x 109 M-1 sec-1 (ZIMMERMANN 1983).
So führt eine gesteigerte Durchblutung mit intakten Erythrozyten und funktionsfähiger Kata-
lase nach einem Infarkt am isolierten Rattenherz zu einer Verminderung des H2O2 im Ver-
gleich zu unbehandelten Tieren (BROWN et al. 1989). Auch bei in-vitro Untersuchungen an
isolierten Myozyten von Ratten zeigte sich, dass die Zellen nach Konditionierung sogar in der
Lage waren, alle während einer einstündigen Anoxie entstandenen Superoxidradikale zu be-
seitigen (JUVONEN et al. 1997). Die Verstoffwechslung der Superoxidanionen erfolgt in
Mikrosekunden, das Reaktionsgleichgewicht liegt vollständig auf der Seite der Reaktionspro-
dukte. Sind Superoxidradikale vermehrt vorhanden, so liegt das an der für den Umsatz zu
langsamen Diffusion der Radikale in Reichweite der SOD (ANSORGE u. GEMKOW 1991).
2 O2-. + 2 H+ O2 + H2O2
Abb. 11: Beseitigung von Superoxiden durch die SOD
Die Unterscheidung der Isoformen des Enzyms erfolgt über die unterschiedliche Cyanidsensi-
tivität. Dabei reagiert die Cu-Zn-SOD im Gegensatz zur Fe-SOD und zur Mn-SOD sensibel
auf Cyanid (KÖNEN 1982, KÜHLER 1996).
Die Cu-Zn-SOD kommt ubiquitär in allen Säugetierzellen in Konzentrationen von
0,001-0,05 % vor, gehäuft tritt sie in Hepatozyten, der Niere und den Erythrozyten auf. Sie
kommt fast ausschließlich intrazellulär vor, da sie keine Zellmembranen permeieren kann
(TURRENS 1991). Ausnahmen hiervon sind nur bei sehr hohen Konzentrationen und in vitro
möglich. Eine Ausnahme bildet die extrazelluläre Cu-Zn-SOD, die an Endothelzellen gebun-
den vorkommt und diesen einen lokalen, wenn auch geringen, Schutz vor Oxidantien bietet
(HALLIWELL 1989).
Auch die Mn-SOD kann „reactive oxygen species“ beseitigen, Superoxidradikale in nanomo-
laren und Hydroxylradikale in mikromolaren Konzentrationen. Eine Erhöhung ihrer Aktivität
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 36 -
lässt sich durch Zufütterung von Mangandichlorid erreichen. Hierbei gilt allerdings die Neu-
rotoxizität von Mangan in hohen Dosen zu beachten (HUSSAIN u. ALI 1999). Bei der Hepa-
titis C-Infektion lässt sich in den Monozyten eine erhöhte Konzentration der Mn-SOD-mRNA
feststellen, nicht jedoch in den Hepatozyten selbst. Nach Ausheilung der Erkrankung ist diese
erhöhte Konzentration nicht mehr nachweisbar (LARREA et al. 1998).
Die SOD-Aktivität kann indirekt durch Messung der Autoxidation eines Substrates wie Adre-
nalin, Hydroxylamin und Pyrrogallol in Anwesenheit von SOD bestimmt werden. Mittels der
Elektronenspinresonanztechnik kann aber auch eine direkte Messung der übrig bleibenden
freien Radikale aus einer definierten Menge in einer definierten Zeit erfolgen (KÜHLER
1996). Eine Möglichkeit zur quantitativen Messung der SOD stellt die „elektrospray ionizati-
on mass spectrometry“ (ESIMS) dar, bei der die SOD in einer glykosilierten Form aus E-
rythrozyten extrahiert wird (SARASWATHI et al. 1999). In letzter Zeit sind auch Testkits er-
hältlich, die zur Identifizierung der SOD Antikörper verwenden. Bislang können mittels der
Antikörper aber nur hohe Konzentrationen der SOD nachgewiesen werden, so dass sie für die
Messung der SOD ausscheiden. Dasselbe gilt für die Messung der GPX mittels Western Blot
und Immunhistochemie, wobei hier die erhältlichen Antikörper noch nicht vollständig in der
Lage sind, die GPX sicher zu identifizieren (YAN et al. 1998).
Eine Beeinflussung der Cu-Zn-SOD-Aktivität kann über eine diätetische Kupfersupplemen-
tierung erfolgen, was eine Erhöhung der Aktivität bewirkt. Diese Steigerung der Aktivität
lässt sich nur diätetisch hervorrufen, da das Kupfer zellgebunden sein muss, um die in allen
Zellen enthaltenen geringen Mengen einer „schlafenden“ SOD durch Einbau des fehlenden
Kupfers zu aktivieren (HARRIS 1992 a). Bei einer diätetischen Beeinflussung der SOD-
Aktivität sind allerdings tierartliche Unterschiede zu beachten. So beeinflusst eine Zn-
Supplementierung die Plasmakonzentration zwar bei Kamelen nicht, aber bei Kühen. Eine
Erhöhung der Kupferkonzentration im Plasma bleibt bei beiden Tierarten ohne Effekt auf die
SOD-Aktivität, eine Erhöhung der Plasmakonzentration von Zn erhöht die Aktivität der SOD
bei Kühen, bei Kamelen jedoch nicht (BENGOUMI et al. 1998).
Bislang bei der Tierart Rind durchgeführte Untersuchungen zur SOD-Aktivität beziehen diese
auf den Mililiter Erythrozytenlysat. FÜRLL et al. (1999) sowie SATTLER (2001) stellten bei
gesunden Kühen eine Abhängigkeit der SOD-Aktivität vom Abstand zur Abkalbung fest
(Tab. 7). Kühe mit DA hatten keine signifikant differierenden Aktivitäten, wobei bei Tieren
mit LDA tendenziell geringere Aktivitäten als bei Tieren mit RDA festgestellt wurden.
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 37 -
Weitere, bislang unveröffentlichte Untersuchungen zur SOD-Aktivität haben ergeben, dass
jahreszeitliche Anpassungen vorliegen. So steigt die Aktivität der SOD in den Frühjahrs- und
Sommermonaten an, während sie in den Herbst- und Wintermonaten absinkt (ZAHN u.
FÜRLL 2004). Kühe mit SOD-Aktivitäten <7000 U/ml Erythrozytenlysat gelten als stärker
stoffwechselbelastet als Kühe mit SOD-Aktivitäten von 7-10.000 U/ml Erythrozytenlysat
(SATTLER u. FÜRLL 2002). In Verlaufsuntersuchungen nach operativer Rückverlagerung
des verlagerten Labmagens zeugt ein Anstieg der SOD-Aktivität nach Rückverlagerung bei
Kühen mit RDA von deutlichem oxidativem Stress, der aber 24 Stunden post operationem
wieder auf die Ausgangsaktivität zurückkehrt.
Tab. 7: SOD-Aktivitäten bei gesunden Kühen und bei Kühen mit DA, abgetragen zum Ab-
stand post partum (modifiziert nach SATTLER 2001)
SOD-Aktivität (U/ml Erythrozytenlysat) Wochen
post partum Gesunde Kühe
Kühe mit DA
1 6700 7500
3 7500 5960
>3 8750
Aufgrund der früh entdeckten antioxidierenden und antiinflammatorischen Eigenschaften
wird die SOD schon seit 1964 als Medikament eingesetzt. HUBER und SAIFER gewannen
„Orgotein“ aus Rinderleberextrakt. Es wird seit langem in der Humanmedizin bei der rheuma-
tischen Arthritis eingesetzt (HUBER et al. 1980). Es hat dabei, im Gegensatz zur körpereige-
nen SOD, die Aufgabe, Radikale und Entzündungskomponenten im Extrazellulärraum zu re-
duzieren. Weitere Beispiele für den Einsatz der Superoxiddismutase sind die Verminderung
von PMA-induzierten Lungenschäden (ALLISON et al. 1988), Ischämie/Reperfusion wäh-
rend und nach Transplantation von Organen, z. B. Niere (OURIEL et al. 1985). Eine Lang-
zeitbehandlung mit SOD in Tablettenform ist bislang nicht möglich, da sie zu über 90 % wie-
der über den Kot ausgeschieden wird.
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 38 -
2.3.3.3 Katalase Bei der Katalase (E. C. 1.11.1.6.) handelt es sich um eine Hydrogenperoxid-Oxidoreduktase.
Sie besteht aus einem Tetramer, wobei jede Untereinheit eine Hämgruppe trägt. Sie kann vier
NADPH-Moleküle binden, um sich gegen eine Inaktivierung durch Wasserstoffperoxid zu
schützen. Zu finden ist sie vor allem in aeroben Mikroorganismen, Pflanzen- und Tierzellen,
aber auch in einigen Anaerobiern (KÜHLER 1996). Die Aktivität der Katalase verhält sich
bei den Säugetieren organspezifisch, so ist sie in Leber, Niere und Erythrozyten sehr hoch, in
Gehirn, Herz und Skelettmuskel dagegen sehr gering (NAKAZAWA et al. 1996). Lokalisiert
ist sie in den Peroxisomen der Zellen. Ihre Aufgabe besteht in der Regulation der Was-
serstoffperoxidkonzentration und damit im Schutz des Hämoglobins und anderer Proteine mit
Sulfhydrylgruppen. Das allgemeine Reaktionsmuster besteht in der Spaltung von Was-
serstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff und der Bildung von Wasser aus Carboxylgruppen
einer organischen Verbindung (R-) unter Beihilfe eines Protonendonors (D) (Abb. 12). Das
H2O2 ist gleichzeitig Wasserstoffakzeptor und -donator.
(1) 2 H2O2 Katalase 2 H2O + O2
(2) R-OOH + D-H2 Katalase H2O + R-OH + D
Abb. 12: Reaktionsschemata der Katalase (modifiziert nach KÜHLER 1996)
Welche Reaktion dabei überwiegt, hängt von der Menge an H2O2 bzw. der Menge des Proto-
nendonators ab. Gemessen wird die Katalase photometrisch. Wasserstoffperoxid hat im UV-
Bereich eine bestimmte Absorption. Daher kann bei einer Wellenlänge von 240 nm mittels
der Extinktionsabnahme direkt die Spaltung des Wasserstoffperoxids verfolgt werden. Die
Aktivität der Katalase ergibt sich dann aus der Extinktionsabnahme des H2O2 pro Zeiteinheit
(KÜHLER 1996).
2.4 Creatinkinase (CK)
In den dreißiger und vierziger Jahren wurden Creatin, Creatinin und die Creatinkinase (CK)
als dazugehöriges Enzym entdeckt (WYSS u. KADDURAH-DAOUK 2000). Die Namensge-
bung erfolgte aufgrund des hohen Gehaltes im Muskelfleisch („kreas“, griech. „Fleisch“). Die
CK ist ein Glykoprotein, das aus zwei Untereinheiten besteht. Im Cytosol sind die Unterein-
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 39 -
heiten „M“ („muscle“) und „B“ („brain“) zu finden. Diese Untereinheiten können miteinander
kombiniert auftreten, so dass beim Menschen drei Isoenzyme unterschieden werden können
(KOUFEN u. STARK 2000, TAKAGI et al. 2001), im Muskel die CK-MM, im Herzen die
CK-MB und im Gehirn die CK-BB. Diese Isoenzyme sind beim Tier ebenso nachweisbar, nur
tritt bei diesen die CK-B nicht ins Blut über, so dass die CK als muskelspezifisch angesehen
wird. In der Diagnostik kommt die CK-MM bei Muskelerkrankungen wie der Dystrophie, die
CK-MB beim Myokardinfarkt und die CK-BB bei Gehirnschäden und Tumoren des Gastroin-
testinaltraktes zum Einsatz (TAKAGI et al. 2001). Im Labmagen des Rindes tritt hauptsäch-
lich die CK-BB auf (NAURUSCHAT u. FÜRLL 2002).
Außer den genannten Formen existieren auch noch zwei mitochondriale Isoenzyme:
CK-“non-sarcomeric“
CK-“sarcomeric”
Diese dienen als Marker von Muskelerkrankungen und werden aufgrund ihrer molekularen
Größe als „Makro-CK“ bezeichnet (TAKAGI et al. 2001).
Die Messung der Aktivität der CK erfolgt im Serum bei 37 °C; sie wird in U/l angegeben.
Tab. 8: Physiologische Grenzwerte der Creatinkinaseaktivität bei Rindern post partum
(modifiziert nach FÜRLL et al. 2002)
Tage post partum Physiologische Grenzwerte
der CK-Aktivität (U/l)
3 200
7 125
21 100
Die Aufgabe der CK liegt in der Übermittlung energiereicher Phosphate von Creatinphosphat
auf ADP. Creatinphosphat dient vor allem in der Muskulatur als Energiespeicher, da bei ho-
her Beanspruchung und/oder verminderter Versorgung ATP nicht ausreichend nachgebildet
werden kann. Während dieser Phase kann die Regeneration von ADP über Creatinphosphat
erfolgen, das dabei entstehende Creatin kann nachfolgend über die Transphosphorylase wie-
der regeneriert werden (WYSS u. KADDURAH-DAOUK 2000).
Die Isoenzyme der CK befinden sich im Cytosol und den Mitochondrien. Eine Freisetzung
aus den Zellen und damit ein Anstieg der Aktivität im Serum erfolgt nur bei Schädigung der
Zellmembranen (ISHIKAWA et al. 1997). Zum Austritt der CK kommt es auch im Rahmen
von oxidativem Stress und Schädigung der Blutgefäße im Rahmen des Ischämie-
Literatur __________________________________________________________________________________________
- 40 -
/Reperfusionssyndroms (MAHMOUD u. FORD 1988, REDDY et al. 2000). Zu unterscheiden
ist hier zwischen alleiniger Ischämie, die keine Erhöhung der CK nach sich zieht, und Ischä-
mie mit nachfolgender Reperfusion, die schon kurze Zeit nach Beginn der Reperfusion zur
Erhöhung bzw. zur Verminderung (s. u.) der Aktivität führt (WYSS u. KADDURAH-
DAOUK 2000). In Untersuchungen am Hundeherz zeigte sich, dass eine Erhöhung der Akti-
vität der CK-MB im Plasma auf einen Infarkt am Herzen hinweist (ISHIKAWA et al. 1997).
Dabei sind die Anstiege der Enzymaktivität mit histologisch sichtbaren Nekrosen am Herzen
positiv korreliert. Bei Rindern kann auch körperlicher Stress, wie Bewegung und Transport,
zu einem Anstieg der Aktivität der CK führen, der auch 24 h nach der Bewegung noch nach-
weisbar bleibt, während alle anderen Parameter sich wieder normalisiert haben (HILL et al.
1992).
Eine Herabsetzung der Enzymaktivität kann durch Freisetzung von Radikalen erfolgen. Hier-
bei erfolgt durch Wasserstoffperoxid und Superoxidanionen eine dosisabhängige Verringe-
rung der Aktivität, die im Falle des H2O2 durch die Katalase und im Falle der O2.- durch die
Superoxiddismutase wieder normalisiert werden kann. Die verminderte Aktivität beruht auf
der Inaktivierung der Sulfhydrylgruppen der CK (GENET et al. 2000). Durch Zugabe von
Radikalfängern und durch Schutz der Sulhydrylgruppen kann die Aktivität der CK bewahrt
werden (KOUFEN u. STARK 2000, REDDY et al. 2000). Die Entstehung der Radikale und
die Inaktivierung der CK erklären den Abfall der Enzymaktivität im Ischämie-
/Reperfusionssyndrom. Um den positiven Effekt der CK, die Bereitstellung von Energie, wie-
der herzustellen, kann reduziertes Glutathion therapeutisch eingesetzt werden (REDDY et al.
2000).
Bei Übertragung der Kenntnisse auf die Ätiologie und den Verlauf der Labmagenverlagerung
des Rindes ist bei den Tieren die häufig vorausgehende Schwergeburt mit Schädigung im Be-
reich der Muskulatur, der oxidative Stress bei Geburt und Transport (GROTH u. GRÄNZER
1975) sowie der Einfluss von Operation (AUTEFAGE et al. 2000) und Rückverlagerung des
Labmagens im Sinne von Ischämie/Reperfusion als Einflussfaktoren auf die Aktivität der CK
zu nennen. So ist bei Kühen mit späterer Labmagenverlagerung am dritten Tag post partum
sowie bei Hypocalcämie und Gebärparese eine deutlich höhere Aktivität der CK als bei ge-
sunden Kühen festzustellen (NAURUSCHAT u. FÜRLL 2002).
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 41 -
3. Eigene Untersuchungen: Tiere, Materialien und Methoden
3.1 Tiere
Die untersuchten Tiere stammen aus dem Patientengut der Medizinischen Tierklinik der Vete-
rinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig. Es handelte sich dabei um zweieinhalb
bis sechs Jahre alte Kühe der Rasse Holstein-Friesian, meist in einer Kreuzung mit schwarz-
bunten standorttypischen Tieren aus umliegenden Betrieben, die aufgrund einer DA überwie-
sen wurden.
3.2 Versuchsanordnung, Gruppeneinteilung und Versuchsdurchführung Die in die Medizinische Tierklinik eingewiesenen Kühe wurden klinisch untersucht. Bestand
eine DA, wurden die Tiere umgehend der operativen Rückverlagerung des Labmagens zuge-
führt. Dabei handelte es sich um eine Laparotomie in der rechten Flanke mit lateraler Omen-
topexie im Bereich des Pylorus. Zur Schmerzausschaltung im Operationsbereich erhielten die
Kühe eine Leitungsanästhesie (Paravertebralanästhesie) sowie einen reversen L-Block.
Die Gruppeneinteilung der Kühe erfolgte nach Art der DA (linksseitig und rechtsseitig ohne
und mit Torsion; LDA, RDA sT, RDA cT) und nach dem aufsteigenden Schweregrad (LDA
2, LDA 3). Bei ausgewählten Parametern erfolgte zusätzlich die Beurteilung der Gruppen
nach dem zeitlichen Abstand zum Partus der einzelnen Kühe (Tab. 9).
Tab. 9: Gruppeneinteilung der Kühe nach Art und Schweregrad der DA und nach dem Ab-
stand zum Partus
Gruppe Anzahl der Tiere ≤ 28 Tage
post partum
> 28 Tage
post partum
Alle Tiere 37 24 13
LDA 22 17 5
LDA 2 9 8 1
LDA 3 13 9 4
RDA 15 7 8
RDA sT 4 3 1
RDA cT 11 4 7
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 42 -
Da von allen Tieren Blutproben aus der peripheren V. jugularis und Blutproben aus den visze-
ralen Venen des Labmagens gewonnen wurden, erfolgte zusätzlich zur Gruppeneinteilung
noch die Beschreibung der Herkunft des Blutes in Form von „p“ und „lm“.
Zusatzbefunde neben der bestehenden DA wurden entsprechend der Lokalisation erhoben,
Befunde am Genitale beinhalteten Puerperalstörungen wie Retentio secundinarum und Endo-
metritiden. Erkrankungen des Euters fassten Mastitiden und Verletzungen des Euters zusam-
men. Arthritiden, Verletzungen und Entzündungen an den Klauen bildeten die Gruppe der Er-
krankungen der Gelenke und der Klauen. Außerdem wurden Erkrankungen der Atemwege,
wie Pneumonien und sonstige Erkrankungen, wie Ektoparasitosen und tumoröse Umfangs-
vermehrungen erfasst.
3.3 Material
3.3.1 Blutentnahme aus der V. jugularis Die Kühe erhielten vor der Operation einen Venenverweilkatheter (Splittocan, Fa. BRAUN,
MELSUNGEN) in die V. jugularis, aus dem die Blutentnahmen vor, während und nach der
Operation erfolgten.
Vor der Operation wurden die Blutproben für die klinisch-chemischen Parameter β-Hydroxy-
Butyrat (BHB), Cholesterol, Gesamt-Bilirubin, Glutamat-Dehydrogenase (GLDH), Aspartat-
Amino-Transferase (ASAT), Totalprotein sowie Harnstoff und die Ausgangswerte der TEAC-
Konzentrations-Verlaufsuntersuchung gewonnen. Verwendet wurden dazu sterile Glasröhr-
chen ohne Zusatz zur Serumgewinnung für die klinisch-chemischen Parameter sowie hepari-
nisierte Kunststoffröhrchen zur Plasmagewinnung für die TEAC-Konzentrationen.
Unmittelbar vor der Rückverlagerung wurden nachfolgend genannte Proben entnommen:
heparinisierte Blutprobe zur Gewinnung von Plasma zur Bestimmung der TEAC-
Konzentrationen, der CK-Aktivitäten, der Lactat- und Chloridkonzentrationen
heparinisierte Blutprobe zur Herstellung eines Erythrozytenpellets zur Aktivitätsbe-
stimmung von SOD, GPX und Hämoglobinkonzentration (Hb) im peripheren Blut
Nach der Rückverlagerung des Labmagens wurden nachfolgend genannte Blutproben gewon-
nen:
acht Stunden lang halbstündige Entnahme einer heparinisierten Blutprobe aus dem
Venenkatheter der V. jugularis zur Verlaufsuntersuchung der TEAC-Konzentration
post operationem im peripheren Blut
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 43 -
bei LDA zusätzlich 10 und 12 Stunden p. op., bei RDA zusätzlich 10, 12, 14 und 16
Stunden p. op. heparinisierte Blutprobe zur TEAC-Verlaufsuntersuchung
3.3.2 Blutentnahme am Labmagen
Die Blutentnahme am Labmagen erfolgte durch Punktion der Venen im Bereich des Pylorus
(V. gastrica dextra, Rr. gastrici et epiploici der V. gastroepiploica dextra) unmittelbar (<1min)
nach Rückverlagerung intra operationem:
heparinisierte Blutprobe aus oben genannten Venen zur Gewinnung von Plasma zur
Bestimmung der TEAC-Konzentration, CK-Aktivität, Lactat- und Chlorid-
konzentrationen
heparinisierte Blutprobe zur Herstellung von Erythrozytenpellets und zur Aktivitätsbe-
stimmung von SOD, GPX und Hämoglobinkonzentrationen im venösen Labmagen-
blut
3.4 Probenaufbereitung
Die Probenaufbereitung beschränkte sich bis zur Bearbeitung der Proben auf die Gewinnung
von Serum, Plasma und die Herstellung von Erythrozytenpellets.
3.4.1 Gewinnung von Serum
Zur Gewinnung des Blutserums wurden die Proben für zehn Minuten bei 3800 g zentrifugiert.
Anschließend wurde das überstehende Serum in Eppendorfgefäße abpipettiert. Die Probenbe-
stimmung der klinisch-chemischen Parameter fand direkt im Anschluss an die Entnahme ohne
Zwischenlagerung statt.
3.4.2 Gewinnung von Plasma
Nach Entnahme der heparinisierten Blutprobe wurde diese etwa 30 Minuten bei + 4 °C ge-
kühlt. Anschließend wurde sie zweimal zehn Minuten bei 1450 g zentrifugiert. Das überste-
hende Plasma wurde in Eppendorfgefäße pipettiert und bis zur Probenbearbeitung bei -21 °C
gelagert.
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 44 -
3.4.3 Herstellung von Erythrozytenpellets
Die heparinisierten Blutproben wurden bei +4 °C gekühlt und zentrifugiert, wie die zur Ge-
winnung von Plasma. Anschließend wurde auch hier das Plasma abpipettiert und der Leuko-
zytensaum abgesaugt. Das nun entstandene Erythrozytenpellet wurde bis zur weiteren Bear-
beitung bei -21 °C gelagert.
3.5 Probenbestimmung
Alle Proben wurden vor weiterer Bearbeitung bei Zimmertemperatur aufgetaut und homoge-
nisiert. Aus dem Serum wurden die klinisch-chemischen Parameter BHB, Cholesterol, Ge-
samt-Bilirubin, GLDH, ASAT, Totalprotein, Harnstoff, Natrium und Kalium bestimmt. Die
Messung der Lactat- und Chloridkonzentration, der CK und der TEAC-Konzentration erfolgte
im Plasma. Die Aktivitäten der SOD und der GPX sowie die Konzentration des Hämoglobins
wurden im Erythrozytenpellet bestimmt.
3.5.1 Klinisch-chemische Untersuchungsmethoden
Die Bestimmung der klinisch-chemischen Parameter im Blutserum sowie die Bestimmung
von CK-Aktivität, Lactat- und Chloridkonzentration im Plasma wurden im Labor der Medizi-
nischen Tierklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig durchgeführt.
Die für die Analysen verwandten klinisch-chemischen Untersuchungsmethoden sind in Tabel-
le 10 dargestellt. Zusätzlich erfolgte die Angabe der Referenzbereiche, welche zur Auswer-
tung der Untersuchungsmethoden benutzt wurden.
Die Labormethoden wurden täglichen laborinternen Kontrollen mittels Precinorm und Preci-
path (Fa. BOEHRINGER, MANNHEIM) sowie Kontrollseren der Fa. RANDOX, KREFELD
hinsichtlich ihrer Präzision unterzogen (relative Streuung 1,3-4,1%). Zusätzlich wurden ex-
tern durchgeführte monatliche Ringkontrollen durch das Labor der Veterinärmedizinischen
Reichsuniversität Utrecht, Leitung Prof. Dr. Th. WENSING, untersucht.
Die Aktivitätsbestimmung der Enzyme erfolgte am Hitachi 704 bei 37°C.
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 45 -
Tab. 10: Darstellung der klinisch-chemischen Parameter, deren Bestimmungsmethoden
und dafür verwandte Geräte sowie Referenzbereiche der Parameter (KRAFT u.
DÜRR 1999)
Parameter Einheit Gerät Methode Referenzbereich
BHB mmol/l Hitachi 704 UV-Methode 2 bis 0,6
Cholesterol mmol/l Hitachi 704 CHOD-PAP-Methode 1 2,5-4,5 Fettstoff-
wechsel
ASAT U/l Hitachi 704 Optimierte Standard-
methode der DGKC
1
bis 80
GLDH U/l Hitachi 704 Enzymatischer Test 1 bis 10
Gesamt-
Bilirubin
µmol/l Hitachi 704 nach JENDRASSIK u.
GROFF
2 2-5
Leberstoff-
wechsel
TP g/l Hitachi 704 Biuret-Methode 1 68-80
Harnstoff mmol/l Hitachi 704 Kinetischer UV-Test 1 3,3-5,0 Eiweiss-
stoffwechsel
Chlorid mmol/l 1*
Colometrische Titration 90-110
Natrium mmol/l KNa 2 Ionensensitive Elektro-
de
135-157
Kalium mmol/l KNa 2 Ionensensitive Elektro-
de
3,5-4,5
Mineral-
stoffwechsel
CK U/l Hitachi 704 2* 1 bis 250
Lactat mmol/l Hitachi 704 Spektrophotometrische
Messung
3* 0,5-2,0
1 = Fa. BOEHRINGER, MANNHEIM, 2 = Fa. RANDOX, KREFELD, 1* = Ciba Corning Chloride Analy-ser 925, 2* = NAC aktivierte optimierte Standardmethode der DGKC, 3* = Fa. SIGMA ALDRICH, TAUFKIR-CHEN
3.5.2 Superoxiddismutase (SOD)
Superoxiddismutasen sind Metalloenzyme mit Anteilen von Cupfer und Zink (Cu/Zn), Eisen
(Fe) oder Mangan (Mn). Sie katalysieren die Umwandlung von Superoxidanionen O2•- unter
Anwesenheit von Kationen H+ zu Wasserstoffperoxid H2O2 und Sauerstoff O2. Bestimmt
wurden ihre Aktivitäten mit Hilfe des Testkits SOD 525 der Fa. OXIS/BIOXYTECH, PORT-
LAND/USA, bestehend aus Reagenz 1 (R1), Reagenz 2 (R2) und Puffer.
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 46 -
Hierbei enthält R1 Superoxidanionen in wässriger alkalischer Lösung, die in diesem Fall
durch im Erythrozytenpellet vorhandene Cu-Zn-SOD zu einem Chromophor umgewandelt
werden, das am Beckman-Photometer bei 525 nm die höchste Absorptionsrate besitzt. Even-
tuell vorhandene Fe- und Mn-SOD wurden vor der Messung durch Zugabe eines Extraktions-
gemisches aus Ethanol und Chloroform inaktiviert. Interferenzen im Erythrozytenpellet durch
Mercaptane, wie reduziertes Glutathion wurden durch Zugabe von R2 in einer Alkylierungs-
reaktion beseitigt. Die Messungen fanden am Beckman-UV-Spektralphotometer DU 640 des
Institutes für Pharmakologie, Pharmazie und Toxikologie der Veterinärmedizinischen Fakul-
tät der Universität Leipzig statt.
Im Rahmen der Probenvorbereitung wurden die Pellets bei Zimmertemperatur langsam aufge-
taut und gründlich gemischt. 100 µl des Pellets und 400 µl etwa 3 °C kaltes Aqua bidest.
wurden gemischt. Darauf folgte die Zugabe von 400 µl etwa 3 °C kaltem Extraktionsgemisch
zu 250 µl des Erythrozytenlysates. Nach weiterer gründlicher Mischung wurde die Probe bei
3000 g und 4 °C zehn Minuten zentrifugiert. Schließlich wurde der Überstand abpipettiert, der
für die Aktivitätsbestimmung maßgeblich ist.
Zur Messung wurden jeweils 40 µl Aqua bidest. (zur Bestimmung des Leerwertes Vs; s. u.)
bzw. 40 µl des Überstandes (Probenflüssigkeit) mit 900 µl Puffer des Testkits SOD-525 von
37 °C gemischt. Danach erfolgte die Zugabe von 30 µl R2 und eine einminütige Inkubation
bei 37 °C, bevor die Probe nach Zugabe von 30 µl R1 sofort im Beckman-Photometer bei
525 ± 2 nm über eine Minute im Fünf-Sekunden-Takt gemessen wurde.
Gemessen wird der zeitliche Verlauf der Umwandlung des O2•¯. Als bestehende Aktivität
wird der Bereich definiert, in dem eine gleichbleibende Menge der Umwandlung, dargestellt
durch konstante Steigung in der Absorptionsänderung in Abhängigkeit von der Zeit, stattfin-
det (Abb. 13).
0,13
0,31
00,050,1
0,150,2
0,250,3
0,350,4
0,45
0 1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Zeit (Minuten)
Abs
orpt
ion
bei 5
25 n
m
Abb. 13: Beispiel-Kurve: Absorption zur Zeit im Bereich gleichbleibender/linearer
Steigung und daraus resultierendem Vc bzw.Vs
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 47 -
Die Umwandlung durch die Probe (Vc) wird im Verhältnis zur Umwandlung durch Wasser
(Vs) angegeben. Die Steigung berechnet sich wie folgt.
(Y2-Y1) (0,31-0,13) ----------- = -------------- = 0,6 (X2-X1) (0,7-0,4)
Das Verhältnis Vs zu Vc verhält sich zur Aktivität der SOD wie nachfolgend erläutert.
(SOD) Vs/Vc= 1 + ------------------ α x (SOD) +β
Vs = Messergebnis der Probe, die SOD enthält (∆A/min)
Vc = Durchschnitt von zwei Leerwerten (∆A/min)
SOD = SOD-Aktivität der Probe, ausgedrückt in SOD-252 Units
α = dimensionsloser Koeffizient
Erfahrungswert: α = 0,073
β = Koeffizient mit der Einheit SOD-252 Units
hier: β = 0,93 SOD Units
Löst man die Formel nach der SOD auf, lässt sich die Aktivität berechnen.
0,93 x ( Vs/Vc - 1) (SOD) = --------------------------- 1,073 x 0,073 x (Vs/Vc)
Nach Multiplikation dieser Aktivität mit der Verdünnung des Pellets ergibt sich die Aktivität
der Probe in Units pro Liter Erythrozytenpellet (U/l). Um die Messungen für alle Proben bzw.
Erythrozytenpellets zu standardisieren, wurde diese Aktivität in Bezug auf das in der Probe
vorhandene, gesondert bestimmte Hämoglobin (Hb) angegeben, in U(SOD)/g Hb.
Vor Beginn der eigenen Untersuchung wurden Zehnfachbestimmungen durchgeführt. Zum
Zeitpunkt dieser Messreihe lag die relative Streuung für die SOD-Aktivitäten bei 3,95 %.
3.5.3 Glutathionperoxidase (GPX)
Die GPX wurde nach der UV-Methode nach PAGLIA und VALENTINE (1938) mit Hilfe
des Testkits der Firma RANDOX RANSEL KREFELD im Erythrozytenpellet bestimmt. Die
Bestimmung der GPX-Aktivitäten in einem bestimmten Substratvolumen erfolgte hierbei
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 48 -
durch Absorptionsabnahme nach Zugabe von Cumenhydroperoxid und Reagenz am kineti-
schen Meßplatz MKE 5081 der Fa. Eppendorf der Medizinischen Tierklinik der Veterinärme-
dizinischen Fakultät der Universität Leipzig bei 340 nm und 37 °C.
Die GPX katalysiert die Oxidation von Glutathion (GSH) zu Cumenhydroperoxid (R-OOH).
Dabei entsteht oxidiertes Glutathion (GSSG). Unter Anwesenheit der Glutathionreduktase
und Nikotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH+) wird dieses GSSG wieder zu Glu-
tathion (GSH) reduziert, wobei NADPH + H+ als Reduktionsmittel dient. Es entsteht NADP+.
Daraus resultiert schließlich die Absorptionsabnahme im UV-Meßbereich.
Der Reaktionsablauf wird in Abb. 14 schematisiert dargestellt.
GPX (Probe) 2GSH + R-OOH ----------------------> GSSG + ROH + H2O (Reagenz) (Cumenhydroperoxid) Glutathionreduktase (Reagenz) GSSG + NADPH+H+ -------------------------> 2GSH + NADP+ (Reagenz) Abb.14: Reaktionsablauf der Aktivitätsbestimmung der GPX (nach RANSEL-Glutathion-
Peroxidase®)
Zur Vorbereitung der Messung wurden die Erythrozytenpellets langsam bei Zimmertempera-
tur aufgetaut und 30 sec gemischt. Danach erfolgte die erste Probenverdünnung mit der Ver-
dünnungslösung (100 µl + 3000 µl) mit gründlichem Mischen. Daraufhin wurde die zweite
Probenverdünnung mit Verdünnungslösung 1 + 9 durchgeführt und wiederum gemischt. In
der Zwischenzeit wurden Reagenz, Kontrolle und Cumenhydroperoxid nach Vorschrift ge-
löst. Die eigentliche Messung erfolgte in Banden mit jeweils sechs Küvetten. Dabei nahmen
in jedem zweiten Durchgang Aqua bidest. (H2O) und Kontrolle die ersten beiden Küvetten in
Anspruch. Vor der Messung wurden jeweils 20 µl der zweiten Probenverdünnung in die Kü-
vetten vorgelegt. Daraufhin folgte im Fünf-Sekunden-Takt die Zugabe von 1000 µl Reagenz
und ein Mischen von fünf Sekunden. Eine Minute nach Zugabe des ersten Reagenz wurde mit
der Zugabe von 40 µl Cumenhydroperoxid im Fünf-Sekunden-Takt begonnen, woraufhin die
Proben dann wieder fünf Sekunden gemischt wurden. Zwei Minuten nach Beginn der Rea-
genzzugabe erfolgte die Messung im oben genannten Photometer, auch hier im Fünf-
Sekunden-Takt. Dabei wurde die Absorptionsänderung in drei Phasen über eineinhalb Minu-
ten verfolgt, woraus schließlich die Differenzen und aus den Differenzen der Mittelwert ge-
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 49 -
bildet wurden. Die GPX-Aktivität, angegeben in U/l, berechnet sich dann wie im Folgenden
erläutert.
GPX (U/l) = 8576 x VDF 1 x VDF 2 x (∆E - ∆E0)
VDF 1 : - Verdünnungsfaktor der ersten Verdünnung
hier: VDF 1 = 31 (100 + 3000)
VDF 2 : - Verdünnungsfaktor der zweiten Verdünnung
hier: VDF 2 = 10 (1 + 9)
∆E : - Mittelwert der Extinktionsänderung der Probe
∆E0 : - Mittelwert der Extinktionsänderung von Wasser
≅ Leerwert
Um eine feste Bezugsgröße zu haben und um Ungleichmäßigkeiten des Erythrozytenpellets
auszugleichen, wird die GPX auf die im Erythrozytenpellet vorhandene Konzentration an
Hämoglobin bezogen (s. u.).
Die GPX-Aktivität pro Gramm Hämoglobin im Erythrozytenpellet berechnet sich wie folgt:
GPX ( U/g Hb) = GPX (U/l) x 0,6207 : ( 10 x Hb (mmol/l))
Vor Beginn der eigenen Untersuchung wurden Zehnfachbestimmungen durchgeführt. Zum
Zeitpunkt dieser Messreihe lag die relative Streuung für die GPX-Aktivitäten bei 3,25%.
3.5.4 TEAC-Konzentration
Die Bestimmung der „Trolox equivalent antioxidative capacity“ -Konzentration im Blutplas-
ma erfolgte mittels der Extinktionsänderung einer ABTS-Gebrauchslösung durch die Probe
im Rahmen einer photometrischen Messung. Die Messungen wurden am UV-
Spektralphotometer DU 640 der Fa. BECKMAN, KREFELD auf der Grundlage der von
MILLER et al. (1996) beschriebenen Methode im Labor des Instituts für Pharmakologie,
Pharmazie und Toxikologie der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig
durchgeführt.
Die Gebrauchslösung aus 5 mM ABTS (2,2’-Azino-bis (3-ethylbenz-thiazoline-6sulphonic
acid) diammonium salt (Fa. SIGMA-ALDRICH, TAUFKIRCHEN)) mit MnO2 (Manganese
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 50 -
Dioxide, Activated, Fa. SIGMA-ALDRICH, TAUFKIRCHEN) und PBS-Puffer (5mM,
pH 7,4) besitzt ein ABTS+-Kation und eine tiefgrüne Farbe. Wird das Kation durch die antio-
xidative Fähigkeit von TROLOX (6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carbonsäure)
(Fa. SIGMA-ALDRICH) oder der Probe weggefangen („scavenge“), erfolgt eine Aufhellung
der Gebrauchslösung, die photometrisch gemessen werden kann. Dabei wird zuerst eine
Eichkurve erstellt, indem TROLOX in unterschiedlichen Konzentrationen einer 0,0-2,5 mM/l-
Lösung in einer Menge von 10 µl zu 990 µl einer ABTS+-Gebrauchslösung, die am Beckman-
Photometer bei 30 °C eine Extinktion von 0,7 ± 0,02 nm besitzt, zugegeben wird, 30 Sekun-
den auf dem Vortex gemischt und nach einer Minute im Photometer gemessen wird. So erhält
man für jede Troloxkonzentration eine bestimmte Extinktionsänderung der Gebrauchslösung.
Trägt man die Konzentrationen von TROLOX auf der X-Achse und die Werte der Extinktion-
sänderung auf der Y-Achse ab, so erhält man eine Gerade der Gleichung: y = a x + b (a; b:
Variable). Mit Hilfe dieser Gleichung wird es nach Umstellung in die Form x = ( y - b ) : a
möglich, jede Probe, die langsam aufgetaut, gemischt und genauso wie zuvor das TROLOX
gemessen wurde, einer bestimmten Troloxkonzentration zuzuordnen, einem Trolox-
Äquivalent also. Die TEAC-Konzentration wurde angegeben in µmol/l.
Vor Beginn der eigenen Untersuchung wurden Zehnfachbestimmungen durchgeführt. Zum
Zeitpunkt dieser Messreihe lag die relative Streuung für die TEAC-Konzentrationen bei
2,11%.
3.5.5 Hämoglobin (Hb)
Die Bestimmung der Hämoglobinkonzentration im Erythrozytenpellet wurde nach langsamem
Auftauen der Pellets bei Zimmertemperatur und deren Verdünnung (1:2) mit Aqua bidest. am
Zellcounter M901V der Fa. MÖLAB HILDEN nach der Cyanhämoglobinmethode im Labor
der Medizinischen Tierklinik durchgeführt. Die Angabe der Konzentration des Hämoglobins
erfolgte standardmäßig in mmol/l .
3.6 Statistische Auswertung
Die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe des Computerprogramms „SPSS 10.0“. Dem
Test auf Normalverteilung liegen die Verfahren von Kolmogorov-Smirnov und Shapiro-Wilk
zugrunde. Für die jeweiligen Parameter wurden insgesamt und in den Gruppen Mittelwert und
Standardabweichung bzw. bei fehlender Normalverteilung jeweils Medianwert, 1. und 3.
Quartil berechnet. Der U-Test nach Mann-Whitney wurde als nicht-parametrischer Test ge-
Eigene Untersuchungen __________________________________________________________________________________________
- 51 -
nutzt, um zu prüfen, ob zwei unabhängige Stichproben aus der gleichen Grundgesamtheit
stammen. Dies ist besonders beim Vergleich der Proben aus dem peripheren Blut mit den
Proben aus den Venen des Labmagens von Bedeutung. Die Korrelationen in und zwischen
den Gruppen wurden nach Spearman berechnet. Signifikante Unterschiede wurden in den
graphischen Darstellungen durch Pfeile zwischen den betreffenden Gruppen gekennzeichnet.
Zur Auswertung der TEAC-Konzentrations-Verläufe wurde die Einzeldarstellung der Tiere
gewählt, um die individuellen Abläufe zu veranschaulichen.
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 52 -
4. Ergebnisse Die Tiere der vorliegenden Untersuchung wurden in sechs Gruppen eingeteilt. Neun Tiere
bildeten die Gruppe der LDA 2, die Gruppe der LDA 3 bestand aus 13 Tieren, zusammenge-
fasst stellten sie die Gruppe aller LDA (n=22) dar. Die Tiere mit rechtsseitiger DA wurden
nach Verlagerungen ohne Torsion (RDA sT; n=4) und Verlagerungen mit Torsion (RDA cT;
n=11) unterteilt. Zusammen bildeten sie die Gruppe aller Tiere mit RDA, die 15 Tiere bein-
haltete (Tab. 9).
Bei der klinischen Untersuchung fiel auf, dass die Tiere mit LDA außer Indigestionserschei-
nungen weitestgehend unauffällig waren, während die Tiere mit RDA eine deutlichere Beein-
flussung des Allgemeinbefindens und des Kreislaufes (verminderte Hautelastizität, Enoph-
talmus, verlängerte Kapillarfüllungszeit, vermindertes Blutangebot der V. jugularis)
aufwiesen. Elf Kühe zeigten erhöhte Pulsfrequenzen (30 %), innerhalb der LDA sechs Kühe
(27 %), innerhalb der RDA fünf Kühe (33 %) (Tab.11).
Tab. 11: Pulsfrequenzen, Atmungsfrequenzen und Rektaltemperaturen innerhalb der Gruppen der
linksseitigen Verlagerungen 2. (LDA 2) und 3. Grades (LDA 3) sowie der rechtsseitigen
Verlagerungen ohne (RDA sT) und mit Torsion (RDA cT) (Median, 1. und 3. Quartil)
Gruppen LDA 2 (n=9)
LDA 3 (n=13)
RDA sT (n=4)
RDA cT (n=11)
Pulsfrequenz (Schläge pro Minute)
72 (66; 80)
68 (56; 76)
80 (72; 101)
66 (59; 77)
Atmungsfrequenz (Züge pro Minute)
24 (22; 32)
24 (22; 32)
22 (20; 27)
20 (20; 24)
Rektaltemperatur (°C) 39,1 (38,8; 39,4)
38,7 (38,4; 38,9)
39,4 (39,3; 39,5)
38,9 (38,6; 39,7)
Neben der Dislocatio abomasi wurden zusätzliche Erkrankungen des Genitaltraktes (59 % al-
ler Tiere) in Form eines gestörten Puerperiums, Mastitiden (16 % aller Tiere), Klauen- und
Gelenkserkrankungen (38 % aller Tiere), Erkrankungen der Atemwege (8 % aller Tiere) so-
wie sonstige Erkrankungen (11 % aller Tiere) wie Ektoparasitenbefall, Dekubitus und Um-
fangsvermehrungen festgestellt (Tab. 12). Dabei zeigten Kühe mit LDA (73 %) signifikant
häufiger (p<0,05) Erkrankungen des Genitale als Kühe mit RDA (40 %).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 53 -
Tab. 12: Anzahl der Kühe, die jeweils zusätzliche Erkrankungen des Genitale, des Euters, der
Klauen und Gelenke, der Atemwege oder sonstige Erkrankungen aufwiesen
LDA 2
(n=9)
LDA 3
(n=13)
RDA sT
(n=4)
RDA cT
(n=11)
Erkrankungen des
Genitale 8 8 3 3
Erkrankungen des
Euters 2 2 1 1
Erkrankungen der
Klauen und Gelenke 5 5 2 2
Erkrankungen der
Atemwege 1 2
Sonstige Erkrankun-
gen 2 1
Die Abkalbung lag bei 70 % aller Tiere weniger als 28 Tage zurück. Bei den Tieren mit LDA
befanden sich 73 % der Tiere innerhalb der ersten vier Wochen post partum, bei den RDA lag
die Geburt bei 33 % auch länger zurück. Der Abstand zum Abkalbedatum und das Alter der
Tiere werden bei der Diskussion der einzelnen Parameter berücksichtigt.
Während des Zeitraumes dieser Studie (bis 16 h post operationem) traten bei den operierten
Tieren keine Komplikationen auf. Bereits am ersten Tag nach der Operation zeigten 23 Kühe
eine vollständige Aufnahme der Futterration und Wasseraufnahme, physiologische Pansen-
bewegungen (8-12 in 5 Minuten), Wiederkäuen und Kotabsatz. Bei sechs Kühen war dies bis
zum dritten Tag post operationem der Fall, bei vier Kühen dauerte es bis zu einer Woche nach
der Operation. Vier Kühe mussten nach ein bis zwei Wochen wegen ihres schlechten klini-
schen Zustandes euthanasiert werden. Sie stammten aus den Gruppen LDA 2 (n=2), LDA 3
(n=1) und RDA cT (n=1). Bei ihrer nachfolgenden pathologischen Untersuchung wurde bei
allen vier Tieren eine hochgradige degenerative Leberverfettung festgestellt. Hinzu kamen
Thromben der Aa. pulmonales, Peritonitiden sowie Ulzerationen des Labmagens und des Du-
odenums.
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 54 -
4.1 Klinisch-chemische Parameter des Fett-, Leber- und Eiweiss- und Mineral-
stoffwechsels
Die BHB-Konzentrationen der Gruppen alle Tiere, alle LDA, LDA 2, LDA 3 sowie RDA sT
lagen über dem physiologischen Bereich (< 0,6 mmol/l) (Tab. 13), nur die RDA cT zeigten
keine erhöhten Konzentrationen.
Die Cholesterolkonzentrationen befanden sich in allen Gruppen außer den RDA sT unterhalb
des Referenzbereiches (< 2,5 mmol/l). Die Gruppen der Tiere mit RDA hatten höhere Cho-
lesterolkonzentrationen als die Gruppen mit LDA (Tab. 13), die Cholesterolkonzentrationen
der LDA 3 waren signifikant niedriger als die der RDA cT (p<0,01).
Die Bilirubinkonzentrationen überstiegen bei allen Tieren den physiologischen Bereich (2-5
µmol/l), bei 54 % lagen sie sogar über 15 µmol/l, die Konzentrationen der Gruppe der RDA
cT lagen niedriger als die der anderen Gruppen (Tab. 13).
Die Aktivitäten der GLDH waren in allen Gruppen erhöht (>50 U/l), zwischen den Gruppen
konnten aber keine statistisch gesicherten Unterschiede festgestellt werden (Tab. 13). Die
Gruppen der Kühe mit LDA 2 und RDA cT zeigten die höchsten Aktivitäten.
Die Aktivitäten der ASAT überschritten ebenfalls in allen Gruppen den Referenzbereich (<80
U/l). Die Tiere der Gruppen LDA 2 sowie RDA sT besaßen höhere Aktivitäten der ASAT als
die Gruppe der LDA 3 (Tab. 13).
Die Konzentration des Totalproteins (TP) befand sich in allen Gruppen innerhalb des physio-
logischen Bereiches (68-80 g/l) (Tab. 13), nur 22 % aller Tiere lagen darüber.
Die Harnstoffkonzentrationen der Gruppen alle RDA und RDA cT lagen über dem Referenz-
bereich (3,3-5,0 mmol/l) (Tab. 13), von den Tieren mit LDA hatten nur 35 % erhöhte Harn-
stoffkonzentrationen, von den Kühen mit RDA cT 73 %.
Die Kaliumkonzentrationen lagen nur in der Gruppe aller LDA und der LDA 2 im Referenz-
bereich (3,5-4,5 mmol/l), in allen anderen Gruppen darunter, die Gruppen der RDA besaßen
niedrigere Kaliumkonzentrationen, die Gruppe der RDA cT wies signifikant geringere Kon-
zentrationen als die Gruppe der LDA 2 auf (p<0,01) (Tab. 13).
Die Natriumkonzentrationen der Gruppen alle RDA und RDA cT waren erniedrigt, die Grup-
pen der Tiere mit LDA und RDA sT befanden sich im Referenzbereich (135-157 mmol/l)
(Tab. 13).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 55 -
Tab. 13: Darstellung der klinisch-chemischen Parameter β-Hydroxybutyrat (BHB), Cholesterol
(Chol.), Gesamt-Bilirubin, Glutamat-Dehydrogenase (GLDH), Aspartat-Amino-Transferase
(ASAT), Totalprotein (TP), Harnstoff, Kalium und Chlorid im peripheren Blut vor
Operationsbeginn (Median, 1. und 3. Quartil)
alle Tiere
n=37
alle LDAn=22
LDA 2 n=9
LDA 3 n=13
alle RDAn=15
RDA sT n=4
RDA cT n=11
BHB
(mmol/l) 1,15
(0,32; 2,29) 1,89
(0,82; 2,73)1,91
(1,84; 5,02)1,26
(0,67; 2,08)0,32
(0,2; 1,04) 1,04
(0,74; 2,26) 0,24
(0,19; 0,81)
Chol.
(mmol/l) 1,67
(1,26; 2,2) 1,49
(1,16; 1,73)1,72
(1,56; 2,04)1,31
(0,99; 1,6) 2,29
(1,6; 3,5) 2,6
(1,85; 3,31) 2,29
(1,6; 3,5)
Gesamt- Bilirubin (µmol/l)
17,3 (10,9; 28,5)
18,95 (13,4; 29)
26,0 (14,4; 32,2)
17,3 (13,3; 23,7)
10,9 (5,4; 21)
20,1 (16,6; 23,4)
8,4 (4,5; 19,5)
GLDH
(U/l) 72
(34; 139) 66
(34; 112) 112
(98; 169) 49
(30; 70) 96
(34; 218) 96
(53; 251) 117
(39; 199)
ASAT
(U/l) 179
(137; 303) 150
(132; 277) 327
(238; 377) 141
(100; 161) 266
(139; 300) 301
(219; 373) 249
(145; 292)
TP
(g/l) 74,6
(68,2; 79,6) 73,8
(67,5; 79,4)76,8
(68,3; 78,8)70,6
(66,9; 79,6)74,7
(70,0; 79,7)74,9
(74,7; 75,6) 74,6
(68,3; 80,8)
Harnstoff
(mmol/l) 4,8
(4,0; 6,9) 4,2
(3,6; 5,6) 4,1
(3,7; 4,5) 4,9
(3,6; 6,3) 6,9
(4,5; 12,1) 4,4
(4,1; 7,4) 7,5
(5,3; 12,1)
Kalium
(mmol/l) 3,3
(3,0; 3,6) 3,5
(3,0; 3,7) 3,7
(3,6; 3,7) 3,3
(3,0; 3,5) 3,1
(3,0; 3,4) 3,3
(3,0; 3,4) 3,0
(2,9; 3,4)
Natrium (mmol/l)
137 (132; 139)
138 (135; 139)
139 (137; 140)
138 (134; 139)
133 (129; 137)
137 (133; 138)
133 (129; 134)
4.2 Parameter im peripheren und abomasalen Blut
Nach dem Test auf Normalverteilung von Kolmogorov-Smirnov waren periphere Hämoglo-
binkonzentration, periphere TEAC-Konzentration und periphere GPX-Aktivität der einzelnen
Probanden nach der Signifikanzkorrektur nach Lillefors normal verteilt. Der Test nach Shapi-
ro-Wilk zeigte eine Normalverteilung von peripherer CK-Aktivität und der aus dem Blut der
Venen des Labmagens bestimmten CK-Aktivität, TEAC-Konzentration und GPX-Aktivität.
Da bei beiden Tests nicht alle Parameter normal verteilt waren, wurden zur Überprüfung auf
Korrelationen für alle Parameter nicht-parametrische Tests verwendet. Zur Darstellung der
Ergebnisse kamen aufgrund dieser nicht normalverteilten Daten der Medianwert mit erstem
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 56 -
und drittem Quartil. Mit Hilfe des nicht-parametrischen Tests nach Mann-Whitney wurden
diese Unterschiede auf ihre Signifikanz überprüft.
Eine aufgegliederte Darstellung der Messergebnisse zu den Graphiken befindet sich im An-
hang .
4.2.1 Vergleich der Chloridkonzentrationen im peripheren und abomasalen Blut
Die Chloridkonzentrationen aller Tiere lagen zwischen 83 und 102 mmol/l. Zwischen den
Entnahmestellen des Blutes bestanden in den Gruppen keine signifikanten Unterschiede. Die
Gruppe der RDA cT besaß die niedrigste Chloridkonzentration (Abb. 15).
Chlorid-Konzentration (mmol/l)
alleTiere
**=1,0
alleLDA LDA 2 LDA 3
**=1,0
alleRDA
RDA sT
**=1,0
**=1,0
RDA cT
40
50
60
70
80
90
100
110
1
Abb. 15: Vergleich der Chloridkonzentrationen (p) (grün) zu den Chloridkonzentrationen (lm) (rot)
innerhalb der Gruppen aller Tiere (alle Tiere), der Tiere mit linksseitiger Verlagerung
(alle LDA), davon mit Verlagerung zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grades und der
Tiere mit rechtsseitiger Verlagerung (alle RDA), davon ohne (RDA sT) und mit (RDA
cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil; **: Korrelationen der Chloridkonzentrationen (p) zu
den Chloridkonzentrationen (lm) mit p ≤ 0,01)
4.2.2 Lactatkonzentration
4.2.2.1 Lactatkonzentrationen im peripheren Blut
Die Lactatkonzentrationen aller Tiere bewegten sich im peripheren Blut zwischen 1,49 und
6,14 mmol/l. In der Gruppe mit RDA cT bestanden im Vergleich zu den Tieren mit LDA 2
(p<0,05) und mit LDA 3 (p<0,01) signifikant höhere Lactatkonzentrationen (Abb. 16).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 57 -
Lactatkonzentration (mmol/l)
alleLDA LDA 2 LDA 3
alleRDA
RDAsT
RDAcT
0123456789
1
Abb. 16: Gruppenvergleich der Lactatkonzentrationen (p): Vergleich der Lactatkonzentrationen im
peripheren Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA), auf-
geteilt in zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad mit den Lactatkonzentrationen aller
Tiere mit rechtsseitiger Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung ohne
(RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
4.2.2.2 Lactatkonzentrationen im abomasalen Blut
Die Lactatkonzentrationen aller Tiere im abomasalen Blut betrugen zwischen 1,10 und 6,04
mmol/l. In der Gruppe RDA cT lagen im Vergleich zu den Tieren mit LDA 2 und LDA 3 die
signifikant höheren Lactatkonzentrationen vor (p<0,01; Abb. 17).
Lactatkonzentration (mmol/l)
alleLDA LDA 2 LDA 3
alleRDA
RDAsT
RDAcT
0
2
4
6
8
10
1
Abb. 17: Gruppenvergleich der Lactatkonzentrationen (lm): Vergleich der Lactatkonzentrationen
im abomasalen Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA),
aufgeteilt in zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den Lactatkonzentrationen
aller Tiere mit rechtsseitiger Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung
ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 58 -
4.2.2.3 Vergleich der Lactatkonzentrationen im peripheren und abomasalen Blut
Zwischen den Entnahmestellen des Blutes bestanden in der Lactatkonzentration keine signifi-
kanten Unterschiede (Abb. 18).
Lactatkonzentration (mmol/l)
alleTiere
alleLDA
LDA 2
**=1,0
LDA 3
**=1,0
alleRDA RDA sT
**=1,0
**=1,0
RDA cT0123456789
1
Abb. 18: Vergleich der Lactatkonzentrationen (p) (grün) zu den Lactatkonzentrationen (lm) (rot)
innerhalb der Gruppen aller Tiere (alle Tiere), der Tiere mit linksseitiger Verlagerung (al-
le LDA), davon mit Verlagerung zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grades und der
Tiere mit rechtsseitiger Verlagerung (alle RDA), davon ohne (RDA sT) und mit (RDA
cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil; **: Korrelationen der Lactatkonzentrationen (p) zu
den Lactatkonzentrationen (lm) mit p ≤ 0,01)
4.2.3 Creatinkinase-Aktivität (CK-Aktivität)
4.2.3.1 Creatinkinase-Aktivitäten im peripheren Blut (CK-Aktivität (p))
Die Minimal- und Maximalaktivitäten der CK (p) aller Tiere lagen zwischen 94,2 und 739,9
U/l. Der Median betrug 380 U/l, erstes bzw. drittes Quartil 213,8 bzw. 793,7 U/l (Abb.19).
Beim Gruppenvergleich der einzelnen Medianwerte zeigte sich, dass die CK-Aktivitäten der
Gruppe der LDA 2 signifikant höher waren als die CK-Aktivitäten der Gruppe der LDA 3
(p<0,05).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 59 -
CK-Aktivität (U/l)
alleLDA
LDA 2 LDA 3 alleRDA
RDAsT
RDAcT
0200400600800
1000
1200
1
Abb. 19: Gruppenvergleich der CK-Aktivitäten (p): Vergleich der CK-Aktivitäten im peripheren
Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA), aufgeteilt in zwei-
ten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den CK-Aktivitäten aller Tiere mit rechtsseiti-
ger Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung ohne (RDA sT) und mit
(RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
4.2.3.2 Creatinkinase-Aktivitäten im abomasalen Blut (CK-Aktivität (lm))
Die Aktivitäten der CK (lm) lagen zwischen 55,9 und 1666,5 U/l. Der Median aller Proben
lag bei 383,8 U/l, erstes und drittes Quartil betrugen 189,1 und 902,8 U/l (Abb. 20).
Im Vergleich der einzelnen Gruppen zeigte sich, dass die Aktivitäten der CK in der Gruppe
der LDA 3 signifikant niedriger waren als in den Gruppen der LDA 2 (p<0,01), RDA sT
(p<0,05) und RDA cT (p<0,05).
CK-Aktivität (U/l)
alleLDA LDA 2 LDA 3
alleRDA
RDAsT
RDAcT
0200400600800
10001200
1
Abb. 20: Gruppenvergleich der CK-Aktivitäten (lm): Vergleich der CK-Aktivitäten im abomasalen
Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA), aufgeteilt in zwei-
ten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den CK-Aktivitäten aller Tiere mit rechtsseitiger
Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung ohne (RDA sT) und mit
(RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 60 -
4.2.3.3 Vergleich der Creatinkinase-Aktivitäten im peripheren und abomasalen Blut
Zwischen den Aktivitäten der CK aus dem peripheren und dem abomasalen Blut der einzel-
nen Gruppen bestanden keine signifikanten Unterschiede (Abb. 21).
Tendenziell waren die CK-Aktivitäten in der Gruppe der LDA 3 im peripheren Blut höher als
im abomasalen.
CK-Aktivität(U/l)
alleTiere
**=0,92
alleLDA
**=0,87
LDA 2
**=0,98
LDA 3
**=0,73
alleRDA
**=0,92
RDA sT
**=1,00
RDA cT
**=0,89
0
200
400
600
800
1000
1200
1
Abb. 21: Vergleich der CK-Aktivitäten (p) (grün) zu den CK-Aktivitäten (lm) (rot) innerhalb der
Gruppen aller Tiere (alle Tiere), der Tiere mit linksseitiger Verlagerung (alle LDA), davon mit
Verlagerung zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grades und der Tiere mit rechtsseitiger Ver-
lagerung, davon ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil; **: Korre-
lationen der CK-Aktivitäten (p) zu den CK-Aktivitäten (lm) mit p ≤ 0,01)
4.2.4 Superoxiddismutase-Aktivität (SOD-Aktivität)
4.2.4.1 Superoxiddismutase-Aktivitäten im peripheren Blut (SOD-Aktivität (p))
Die auf die Hämoglobinkonzentration bezogene Aktivität der SOD (p) lag minimal bei 1371
U/g Hb und maximal bei 3979 U/g Hb. Der Medianwert von allen Tieren betrug 2384 U/gHb,
erstes und drittes Quartil 2075 U/g Hb und 2517 U/g Hb (Abb. 22).
Bei der Überprüfung auf signifikante Unterschiede der SOD-Aktivitäten im peripheren Blut
zwischen den Gruppen wurden höhere Aktivitäten aller Tiere mit LDA im Vergleich zu allen
Tieren mit RDA deutlich (p<0,05). Auffällig wurde dies vor allem zwischen der Gruppe mit
LDA 2 und der Gruppe mit RDA sT (p<0,05) sowie zwischen der Gruppe mit LDA 2 und der
Gruppe mit RDA cT (p<0,01). Entsprechend lagen auch die SOD-Aktivitäten aller Tiere mit
LDA im Vergleich zu den Tieren mit RDA cT signifikant höher (p<0,05).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 61 -
SOD-Aktivität (U/g Hb)
alleLDA
LDA 2 LDA 3alleRDA
RDAsT
RDAcT
1500
2000
2500
3000
3500
4000
1
Abb. 22: Gruppenvergleich der SOD-Aktivitäten (p): Vergleich der SOD-Aktivitäten im peri-
pheren Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA), aufgeteilt in
zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den SOD-Aktivitäten aller Tiere mit rechtssei-
tiger Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung ohne (RDA sT) und mit
(RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
Im Vergleich der Parameter im peripheren Blut in der Gruppe aller Tiere bestand eine negati-
ve Korrelation mit p<0,01 zwischen Hämoglobin und SOD-Aktivitäten (r = -0,44), die aus der
Angabe der SOD-Aktivität in „Units je Gramm Hämoglobin“ (U/g Hb) resultierte. Diese Kor-
relation trat auch in der Gruppe aller Tiere mit LDA (r = -0,56) und in der Gruppe der Tiere
mit LDA 3 (r = -0,81) mit p<0,01 auf.
Des weiteren waren die SOD-Aktivitäten in der Gruppe der Tiere mit RDA sT negativ mit
den TEAC-Konzentrationen im peripheren (r = -1,00) und abomasalen Blut (r = -1,00) korre-
liert (p<0,001).
4.2.4.2 Superoxiddismutase-Aktivitäten im abomasalen Blut (SOD-Aktivität (lm))
Die SOD-Aktivitäten lagen zwischen 1386 und 3507 U/g Hb auf. Der Median aller Werte be-
trug 2164 U/gHb, erstes bzw. drittes Quartil erstreckten sich bis 1888 bzw. 2284 U/g Hb
(Abb. 23).
Alle Tiere mit LDA und die Gruppe der LDA 2 lagen signifikant höher als die Gruppe der
RDA sT (p<0,05).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 62 -
SOD-Aktivität (U/g Hb)
alleLDA
LDA 2 LDA 3 alleRDA
RDAsT
RDAcT
1000
1500
2000
2500
3000
1
Abb. 23: Gruppenvergleich der SOD-Aktivitäten (lm): Vergleich der SOD-Aktivitäten im abo-
masalen Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA), aufgeteilt in
zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den SOD-Aktivitäten aller Tiere mit rechtssei-
tiger Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung ohne (RDA sT) und mit
(RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
Die abomasalen SOD-Aktivitäten in der Gruppe aller Tiere mit LDA (r = -0,66) und der
LDA 3 (r = -0,78) waren mit der Hämoglobinkonzentration aus dem peripheren Blut mit
p<0,01 negativ korreliert. In der Gruppe der Tiere mit LDA 3 (r = -0,64) waren die abomasa-
len Hämoglobinkonzentrationen und die abomasalen SOD-Aktivitäten mit p<0,05 negativ
miteinander korreliert.
4.2.4.3 Vergleich der Superoxiddismutase-Aktivitäten im peripheren und abomasalen
Blut
Im Vergleich von peripherem zu abomasalem Blut ergaben sich in Bezug auf die SOD-
Aktivität keine signifikanten Unterschiede. In der Gruppe aller LDA und der LDA 2 wurde
die Signifikanz nach dem Mann-Whitney-Test jedoch fast erreicht (p = 0,05), die SOD-
Aktivitäten zeigten sich im peripheren Blut höher als in dem aus dem Labmagen gewonnenen
(Abb. 24).
Ein weiterer, nicht signifikanter Unterschied ließ sich bei den RDA sT feststellen, wobei die
SOD-Aktivitäten im peripheren Blut höher als im abomasalen waren.
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 63 -
SOD-Aktivität (U/g Hb)
alleTiere
**=0,64
alleLDA
**=0,66
LDA 2 LDA 3
**=0,81
alleRDA
*=0,53
RDA sT RDA cT0
1000
2000
3000
4000
1
Abb. 24: Vergleich der SOD-Aktivitäten (p) zu den SOD-Aktivitäten (lm) innerhalb der Gruppen
aller Tiere (alle Tiere), der Tiere mit linksseitiger Verlagerung (alle LDA), davon mit Ver-
lagerung zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grades, und der Tiere mit rechtsseitiger
Verlagerung, davon ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil;
* / **: Korrelationen der SOD-Aktivitäten (p) zu den SOD-Aktivitäten (lm) mit
p ≤ 0,05 / 0,01)
Tab. 14: Vergleich der SOD-Aktivitäten im peripheren (SOD (p)) und abomasalen (SOD (lm)) Blut,
abhängig vom Abstand zur Abkalbung (Tage, d) in den Gruppen LDA 3 und RDA cT
LDA 3 (n=13) RDA cT (n=11)
Tage (d) post par-
tum
< 28 d (n=9)
> 28 d (n=4)
< 28 d (n=4)
> 28 d (n=7)
SOD (p)
(U/g Hb)
2536 (2438; 2723)
1921 (1783; 2059)
2222 (1922; 2416)
2039 (1793; 2449)
SOD (lm)
(U/g Hb)
2247 (2183; 2469)
1703 (1466; 1997)
2117 (2039; 2259)
2019 (1849; 2471)
Bei den LDA 3 fiel auf, dass die SOD-Aktivität bei den Kühen mit LDA 3 innerhalb der ers-
ten vier Wochen post partum signifikant (p<0,05m; p+lm) höher lag als bei Kühen, die erst
nach vier Wochen und später an LDA 3 erkrankten. Diese Differenz zeigte sich bei den RDA
cT nur gering ausgeprägt (Tab. 14).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 64 -
4.2.5 Glutathionperoxidase-Aktivität (GPX-Aktivität)
4.2.5.1 Glutathionperoxidase-Aktivitäten im peripheren Blut (GPX-Aktivität (p))
Die höchste gemessene Aktivität der GPX, bezogen auf die Hämoglobinkonzentration, betrug
635,4 U/g Hb, die niedrigste 202,1 U/g Hb. Der Medianwert lag bei 509,1 U/g Hb, erstes und
drittes Quartil bei 427,9 und 563,9 U/g Hb (Abb. 25).
Die GPX-Aktivitäten aus dem peripheren Blut der Tiere mit LDA 3 waren signifikant niedri-
ger als die der Gruppe mit LDA 2 (p<0,05) und die der Gruppe mit RDA cT (p<0,01), wobei
die GPX-Aktivitäten der Gruppe der RDA cT signifikant höher lagen als die aller Tiere mit
LDA (p<0,01), alle Tiere mit RDA hatten signifikant höhere GPX-Aktivitäten als alle Tiere
mit LDA (p<0,01).
GPX-Aktivität (U/g Hb)
alleLDA LDA 2 LDA 3
alleRDA
RDAsT
RDAcT
200
300
400
500
600
700
1
Abb. 25: Gruppenvergleich der GPX-Aktivitäten (p): Vergleich der GPX-Aktivitäten im peripheren
Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA), aufgeteilt in zweiten
(LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den GPX-Aktivitäten aller Tiere mit rechtsseitiger
Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung ohne (RDA sT) und mit (RDA cT)
Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
4.2.5.2 Glutathionperoxidase-Aktivitäten im abomasalen Blut (GPX-Aktivität (lm))
Die Aktivitäten der aus dem Labmagen gewonnenen GPX-Proben lagen minimal bei 206,3
und maximal bei 672,4 U/g Hb. Der Medianwert befand sich bei 484,1, erstes und drittes
Quartil betrugen 426,3 und 525,5 U/g Hb (Abb. 26).
Die GPX-Aktivitäten aller Tiere mit LDA waren signifikant niedriger als die aller Tiere mit
RDA (p<0,05), besonders auch signifikant niedriger als die der Gruppe der RDA cT (p<0,05).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 65 -
Innerhalb der Gruppen lagen die Aktivitäten der Gruppe mit LDA 3 signifikant niedriger als
die der Gruppe mit RDA cT (p<0,05).
GPX-Aktivität (U/g Hb)
alleLDA
LDA 2 LDA 3 alleRDA
RDAsT
RDAcT
200
300
400
500
600
700
1
Abb. 26: Gruppenvergleich der GPX-Aktivitäten (lm): Vergleich der GPX-Aktivitäten im abo-
masalen Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA), aufgeteilt in
zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den GPX-Aktivitäten aller Tiere mit rechtssei-
tiger Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung ohne (RDA sT) und mit
(RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
4.2.5.3 Vergleich der Glutathionperoxidase-Aktivitäten im peripheren und abomasalen
Blut
Tab. 15: Vergleich der GPX-Aktivitäten im peripheren (GPX (p)) und abomasalen (GPX (lm)) Blut,
abhängig vom Abstand zur Abkalbung (Tage, d) in den Gruppen LDA 3 und RDA cT
Bei den LDA 3 warenGPX-Aktivitäten bei Kühen, die innerhalb der ersten vier Wochen an
LDA 3 erkrankten, im peripheren Blut signifikant höher (p<0,05) als die der Kühe, die erst
später erkrankten. Bei den RDA cT trat diese Differenz nicht auf (Tab. 15).
LDA 3 (n=13) RDA cT (n=11)
Tage (d) post par-
tum
< 28 d (n=9)
> 28 d (n=4)
< 28 d (n=4)
> 28 d (n=7)
GPX (p)
(U/g Hb)
428 (347; 504)
305 (236; 371)
563 (547; 580)
571 (530; 625)
GPX (lm)
(U/g Hb)
435 (374; 490)
331 (283; 380)
527 (468; 591)
522 (499; 606)
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 66 -
Zwischen den Aktivitäten der aus dem Labmagen bzw. aus peripherem Blut stammenden
Proben bestanden keine signifikanten Unterschiede, nur bei den RDA cT deutete sich ein Un-
terschied an. Hier lagen die GPX-Aktivitäten im peripheren Blut höher als im abomasalen
Blut (Abb. 27).
GX-Aktivität (U/g Hb)
alleTiere
**=0,80
alleLDA
**=0,84
LDA 2
**=0,85
LDA 3
**=0,86
alleRDA
**=0,83
RDA sT
**=1,00
RDA cT
**=0,80
0
100
200
300
400
500
600
700
1
Abb. 27: Vergleich der GPX-Aktivitäten (p) zu den GPX-Aktivitäten (lm) innerhalb der Gruppen al-
ler Tiere (alle Tiere), der Tiere mit linksseitiger Verlagerung (alle LDA), davon mit Verla-
gerung zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grades, und der Tiere mit rechtsseitiger Ver-
lagerung, davon ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil;
**: Korrelationen der GPX-Aktivitäten (p) zu den GPX-Aktivitäten (lm) mit p ≤ 0,01)
4.2.6 TEAC-Konzentration
4.2.6.1 TEAC-Konzentrationen im peripheren Blut (TEAC-Konzentration (p))
Die gemessenen TEAC-Konzentrationen variierten von 11 bis 726 µmol/l. Der Medianwert
befand sich bei 284 µmol/l, das erste Quartil bei 210 µmol/l und das dritte bei 375 µmol/l
(Abb. 28). Die TEAC-Konzentrationen der Gruppe mit LDA 2 zeigten sich im peripheren
Blut signifikant höher als die der Gruppe mit LDA 3 (p<0,05).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 67 -
TEAC-Konzentration (µmol/l)
alleLDA
LDA 2 LDA 3 alleRDA
RDAsT
RDAcT
150
200
250
300
350
400
450
1
Abb. 28: Gruppenvergleich der TEAC-Konzentrationen (p): Vergleich der TEAC-Konzentrationen
im peripheren Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung (alle LDA),
aufgeteilt in zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den TEAC-Konzentrationen
aller Tiere mit rechtsseitiger Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in Verlagerung
ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
Die peripheren TEAC-Konzentrationen waren in der Gruppe aller Tiere mit LDA sowohl mit
den Aktivitäten der Creatinkinase (p) (r = 0,57) als auch (lm) (r = 0,60) positiv korreliert
(p<0,01).
4.2.6.2 TEAC-Konzentrationen im abomasalen Blut (TEAC-Konzentration (lm))
Die Konzentrationen der TEAC (lm) lagen zwischen 117 und 795 µmol/l. Der Medianwert
betrug 267 µmol/l, erstes bzw. drittes Quartil betrugen 227 bzw. 342 µmol/l (Abb. 29).
Ein signifikanter Unterschied zwischen den Gruppen bestand nur zwischen der Gruppe der
LDA 3 und der Gruppe mit RDA cT (p<0,05).
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 68 -
TEAC-Konzentration (µmol/l)
alleLDA LDA 2 LDA 3
alleRDA
RDAsT
RDAcT
200
240
280
320
360
400
1
Abb. 29: Gruppenvergleich der TEAC-Konzentrationen (lm): Vergleich der TEAC-
Konzentrationen im abomasalen Blut bei allen Tieren mit linksseitiger Labmagenverlagerung
(alle LDA), aufgeteilt in zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grad, mit den TEAC-
Konzentrationen aller Tiere mit rechtsseitiger Labmagenverlagerung (alle RDA), aufgeteilt in
Verlagerung ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median, 1.- 3. Quartil)
4.2.6.3 Vergleich der TEAC-Konzentrationen im peripheren und abomasalen Blut
Zwischen den Konzentrationen der TEAC aus dem peripheren und dem Labmagenblut be-
standen keine signifikanten Unterschiede. Tendenziell lagen bei den Gruppen mit LDA und
der Gruppe der RDA sT im peripheren Blut höhere TEAC-Konzentrationen als im Labma-
genblut vor, bei den RDA cT kehrte sich dies jedoch um (Abb. 30).
TEAC-Konzentration (µmol/l)
alleTiere
**=0,42
alleLDA
*=0,45
LDA 2 LDA 3alleRDA RDA sT
**=1,00
RDA cT
0
100
200
300
400
500
1
Abb. 30: Vergleich der TEAC-Konzentrationen (p) zu den TEAC-Konzentrationen (lm) inner-
halb der Gruppen aller Tiere (alle Tiere), der Tiere mit linksseitiger Verlagerung (alle LDA),
davon mit Verlagerung zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grades, und der Tiere mit rechts-
seitiger Verlagerung, davon ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median; 1.- 3. Quar-
til; * / **: Korrelationen der TEAC-Konzentrationen (p) zu den TEAC-Konzentrationen (lm)
mit p ≤ 0,05 / 0,01)
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 69 -
Tab. 16: Vergleich der TEAC-Konzentrationen im peripheren (TEAC-Konz. (p)) und abomasalen
(TEAC-Konz. (lm)) Blut, abhängig vom Abstand zur Abkalbung (Tage, d) in den Gruppen
LDA 3 und RDA cT
LDA 3 (n=13) RDA cT (n=11)
Tage (d) post par-tum
< 28 d (n=9)
> 28 d (n=4)
< 28 d (n=4)
> 28 d (n=7)
TEAC-Konz. (p)
(µmol/l)
236 (200; 309)
250 (226; 276)
346 (289; 388)
266 (229; 281)
TEAC-Konz. (lm)
(µmol/l)
227 (205; 238)
264 (207; 420)
350 (308; 369)
327 (257; 376)
Bei den Kühen mit LDA 3 waren die TEAC-Konzentrationen mit zunehmendem Abstand
zum Partus geringfügig höher. Bei den RDA cT dagegen lagen die TEAC-Konzentrationen
innerhalb der ersten vier Wochen post partum im peripheren Blut signifikant höher als bei
Tieren die später erkrankten (p<0,05; Tab. 16).
4.3 TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem
Für die Verlaufsuntersuchungen der TEAC-Konzentration wurden einzelnen Tieren vor, wäh-
rend und nach der Rückverlagerung des Labmagens Blutproben aus der V. jugularis entnom-
men, die sich bei den linksseitigen auf einen Zeitraum von zwölf Stunden und bei den rechts-
seitigen auf einen von sechzehn Stunden erstreckten. Der erste Messwert entsprach dabei
immer dem Status vor Operationsbeginn. Der zweite und zum Teil auch der dritte wurden
intra operationem entnommen, die nachfolgenden zeigten den Zustand post operationem.
Bei den linksseitigen Verlagerungen wurde der Verlauf bei fünf Tieren bestimmt (Abb.
31- 35), bei den rechtsseitigen bei neun Tieren (Abb. 37-46). Zur besseren Demonstration der
Ergebnisse wurden im Folgenden Einzeldarstellungen von rechts- und linksseitiger Verlage-
rung gezeigt. Zu jedem einzelnen Verlauf wurden noch Alter des Tieres, letzter Abkalbeter-
min, Lactat- und Harnstoffkonzentrationen im peripheren Blut in einer Tabelle neben der
Graphik und zusätzliche Erkrankungen aufgeführt, um die einzelnen Krankheitsverläufe ein-
ordnen zu können. Innerhalb der Kühe mit linksseitigen Verlagerungen war ein einheitlicher
Trend angedeutet (Abb. 36), innerhalb der rechtsseitigen Verlagerungen nicht.
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 70 -
4.3.1 TEAC-Konzentrationsverlauf bei Tieren mit LDA
Bei allen Tieren mit LDA, bei denen postoperativ der TEAC-Konzentrationsverlauf gemessen
wurde, handelte es sich um Verlagerungen dritten Grades. Alle Kühe konnten nach der erfolg-
reichen operativen Rückverlagerung nach Hause entlassen werden.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 7
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12Zeit (h)
Abb. 31: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 7 (LDA 3)
Diese Kuh wies neben der DA eitrig-nekrotische Dekubitusstellen an den Hintergliedmaßen,
hochgradig gerötete Kronsäume (Klauenrehe) sowie eine katarrhalisch-eitrige Endometritis
auf.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 8
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
100
200300
400
500
600
0 2 4 6 8 10 12Zeit (h)
Abb. 32: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 8 (LDA 3)
Zusätzlich zur LDA 3 hatte die Kuh wässrig-stinkenden Durchfall und eine katarrhalisch-
eitrige Endometritis.
Diagnose LDA3
Alter (a) 6
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
30
Lactatkonzentration (mmol/l)
2,19
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
5,7
Diagnose LDA 3
Alter (a) 3
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
7
Lactatkonzentration (mmol/l)
1,75
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
6,3
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 71 -
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 14
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12Zeit (h)
Abb. 33: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 14 (LDA 3)
Diese Kuh wies keine zusätzlichen Erkrankungen auf.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 18
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12Zeit (h)
Abb. 34: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 18 (LDA 3)
Diese Kuh zeigte zusätzlich entzündliche, fluktuierende Umfangsvermehrungen an den Tar-
salgelenken (Bursitis der Schleimbeutel) sowie eine katharrhalische Pneumonie.
Diagnose LDA 3
Alter (a) 4,5
Abstand zur Abkalbung (d)
60
Lactatkonzentration (mmol/l)
3,55
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
2,8
Diagnose LDA 3
Alter (a) 2,5
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
30
Lactatkonzentration (mmol/l)
1,10
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
4,2
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 72 -
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 21
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12Zeit (h)
Abb. 35: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 21 (LDA 3)
Bei dieser Kuh bestand zusätzlich im vorderen linken Viertel eine katarrhalische Mastitis, der
Uterus war 30 Tage post partum geringgradig vergrößert.
4.3.1.1. Zusammenfassende Darstellung der TEAC-Konzentrationsverläufe bei
Kühen mit LDA 3
TEAC-Konzentrationsdifferenz (µmol/l)
0,5-1 1,5-2
2,5-33,5-4 4,5-5
5,5-6
6,5-7 7,5-8
8,5-1010,5-12
-200
-150
-100
-50
0
50
100
1
Zeit-intervalle
Abb. 36: TEAC-Konzentrationsverläufe post operationem: bei den Kühen 7, 8, 14, 18 und 21 ab-
getragene Änderungen von ihrem jeweiligen TEAC-Ausgangsniveau (Median,
1.-3. Quartil)
Nach Abtragen der Einzelverläufe als jeweilige Differenz vom Ausgangsniveau fielen zu Be-
ginn die individuellen Schwankungen auf. Nur sechs und acht Stunden post operationem stie-
Diagnose LDA 3
Alter (a) 4
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
20
Lactatkonzentration (mmol/l)
3,56
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
3,4
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 73 -
gen die TEAC-Konzentrationen bei allen Kühen mit LDA um 150 bzw. 100 µmol/l an. Da-
nach fielen sie wieder zum jeweiligen Ausgangsniveau ab (Abb. 36).
4.3.2 TEAC-Konzentrationsverlauf bei Tieren mit RDA
Bei allen Tieren mit RDA, bei denen postoperativ der TEAC-Konzentrationsverlauf gemessen
wurde, handeltees sich bis auf die Kühe 24 und 31 um Tiere mit RDA cT.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 19
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
100
200
300
400
500
600
0 2 4 6 8 10 12 14 16Zeit (h)
Abb. 37: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 19 (RDA cT)
Bei dieser Kuh bestanden keine zusätzlichen Erkrankungen.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 24
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Zeit (h)
Abb. 38: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 24 (RDA sT)
Diagnose RDA cT
(270°)
Alter (a) 4
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
60
Lactatkonzentration (mmol/l)
10,29
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
7,5
Diagnose RDA sT
Alter (a) 4
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
19
Lactatkonzentration (mmol/l)
2,00
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
4,5
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 74 -
Neben der RDA sT bestand bei dieser Kuh eine hochgradige Puerperalstörung.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 25
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Zeit (h)
Abb. 39: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 25 (RDA cT)
Diese Kuh zeigte bei Aufnahme einen hochgradigen Enophthalmus sowie weitere Anzeichen
eines hochgradig gestörten Kreislaufes. Zusätzlich zur DA bestand eine hochgradige Puerpe-
ralstörung mit massivem Scheidenausfluss. In der Operation wies die Labmagenwand eine
zyanotische Färbung auf, auffällig war zudem eine massive Flüssigkeitsansammlung im
Labmagen. Obwohl die Kuh zwei Tage post operationem Futteraufnahme, Wiederkauen und
dünnflüssigen Kotabsatz zeigte, verschlechterte sich das klinische Bild bis zum fünften Tag
post operationem. Das Abdomen war hochgradig umfangsvermehrt, die Kuh nahm kein Futter
mehr auf und zeigte Schmerzäußerungen, der Kot war schwarz gefärbt. Nach weiterer Ver-
schlechterung des Kreislaufes wurde die Kuh euthanasiert. In der pathologisch-histologischen
Untersuchung wurden eine mittel- bis hochgradige fibrinöse Peritonitis, eine hochgradige
Labmagenüberladung sowie eine fokale, mittelgradige ulzerative Abomasitis im Bereich des
Pylorus festgestellt.
Diagnose RDA cT
(>360°)
Alter (a) 2,5
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
20
Lactatkonzentration (mmol/l)
6,14
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
10,2
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 75 -
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 31
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16Zeit (h)
Abb. 40: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 31 (RDA sT)
Bei dieser Kuh bestanden keine zusätzlichen Erkrankungen. In der Operation war die Labma-
genwand zyanotisch gefärbt. Nach der Operation bestanden zwischen Phasen normaler Fut-
teraufnahme intermittierend Digestionsstörungen mit Tympanien. Die Kuh konnte erst zwei
Wochen post operationem entlassen werden.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 32
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16Zeit (h)
Abb. 41: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 32 (RDA cT)
Bei dieser Kuh konnte die vor der Operation gewonnene Blutprobe nicht verwertet werden,
der Verlauf beginnt also erst nach der Rückverlagerung. Neben der RDA cT bestanden keine
zusätzlichen Erkrankungen.
Diagnose RDA sT
(Sand)
Alter (a) 4
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
65
Lactatkonzentration (mmol/l)
4,46
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
16,0
Diagnose RDA cT
(180°)
Alter (a) 4
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
180
Lactatkonzentration (mmol/l)
8,66
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
19,4
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 76 -
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 33
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
100
200
300
400
0 2 4 6 8 10 12 14 16Zeit (h)
Abb. 42: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 33 (RDA cT)
In der Operation fielen die zyanotische Färbung der Labmagenwand, eine Verwachsung des
Labmagens mit dem Netz und dem Peritoneum und eine mittelgradige Aufgasung des Zä-
kums auf.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 34
Abb. 43: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 34 (RDA cT)
Neben der RDA cT hatte die Kuh eine mittelgradige Puerperalstörung.
Diagnose RDA cT
(180°)
Alter (a) 5
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
60
Lactatkonzentration (mmol/l)
2,33
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
7,5
Diagnose RDA cT
(180°)
Alter (a) 6
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
7
Lactatkonzentration (mmol/l)
9,26
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
6,9
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16Zeit (h)
Ergebnisse __________________________________________________________________________________________
- 77 -
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 35
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
200
400
600
800
0 2 4 6 8 10 12 14 16Zeit (h)
Abb. 44: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 35 (RDA cT)
Die Kuh zeigte keine zusätzlichen Erkrankungen.
♦ TEAC-Konzentrationsverlauf Kuh 37
TEAC-Konzentration (µmol/l)
0
50
100
150
200
0 2 4 6 8 10 12 14 16Zeit (h)
Abb. 45: TEAC-Konzentrationsverlauf post operationem, klinische Daten und Lactat- sowie Harn-
stoffkonzentrationen im peripheren Blut von Kuh 37 (RDA cT)
Neben der RDA cT lahmte die Kuh hinten links hochgradig, der Besitzer wünschte keine wei-
tere Diagnostik und Therapie dieser Begleiterkrankung.
Diagnose RDA cT
(270°)
Alter (a) 4
Abstand zur letzten Ab-kalbung (d)
100
Lactatkonzentration (mmol/l)
7,77
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
4,2
Diagnose RDA cT
(270°)
Alter (a) 6
Abstand zur letzten Abkalbung (d)
140
Lactatkonzentration (mmol/l)
3,85
Harnstoffkonzentration (mmol/l)
13,6
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 78 -
5. Diskussion
5.1 Gruppeneinteilung der Tiere
Die Einteilung der Tiere mit DA erfolgte entsprechend der gängigen Unterteilung in DA nach
links (LDA) und DA nach rechts (RDA) (BÜCKNER 1993, KLEISER u. FÜRLL 1998,
u.v.a.). Das hat für den Labmagen und den Gesamtorganismus sehr unterschiedliche Folgen.
Handelt es sich bei den LDA um einen Zustand, der permanent oder nur zeitweise als soge-
nannter „pendelnder Labmagen“ auftreten kann, so sind die RDA mit Volvolus als akute Er-
krankung anzusehen, die ohne operativen Eingriff binnen weniger Tage zum Tode führen
(MEYLAN 1999, FÜRLL et al. 1999).
Innerhalb der LDA wird eine weitere Unterteilung in 1.-3. Grad nach der Höhe des Aufstei-
gens des Labmagens vorgenommen. Bei Verlagerungen dritten Grades besteht eine größere
Beeinflussung der Zirkulation und der Wand des Labmagens als bei Verlagerungen zweiten
Grades (WITTEK u. FÜRLL 2002).
Bei der RDA wird zwischen Verlagerungen ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion unter-
schieden (MEYLAN 1999). Eine Torsion zieht eine sofortige Einschränkung des Blutflusses
und somit eine Unterversorgung im Sinne einer Ischämie nach sich. Dies konnte auch durch
pulsoximetrische Untersuchungen und Bestimmung der Lactatkonzentration an den Tieren
mit RDA dieser Studie nachgewiesen werden (WITTEK et al. 2004). Eine rechtsseitige Ver-
lagerung ohne Torsion ist hinsichtlich der Beeinträchtigung des Gesamtorganismus und des
Labmagens durch die Aufgasung eher mit einer linksseitigen Verlagerung zu vergleichen als
mit einer Verlagerung mit Torsion.
5.2 Methode der Blutentnahme am Labmagen
Die Blutentnahme aus den Venen des Labmagens ermöglicht, die Verhältnisse direkt am
Labmagen unmittelbar nach Beginn der Reperfusion zu erfassen. Vergleicht man diese mit
den Parametern aus dem peripheren venösen Blut, so hat man die Möglichkeit, die Vorgänge
am Labmagen, die direkt durch Verlagerung, Ischämie und Reperfusion verursacht wurden,
mit der Reaktion des Gesamtorganismus auf die Verlagerung des Labmagens und auf beglei-
tende Umstände wie Transport und Operation zu vergleichen. Um die Tiere vor und nach der
Operation in ihrem antioxidativen Status einzuschätzen, muss sichergestellt sein, dass die
Verhältnisse im peripheren Blut auch denen am Ort des Geschehens, dem Labmagen, entspre-
chen. Eine Blutentnahme vor und nach der Operation war nur peripher möglich, so dass für
eine praktikable Diagnostik sichergestellt sein muss, dass keine signifikant abweichende Ver-
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 79 -
änderung des antioxidativen Status auf dem Weg vom Labmagen zur peripheren Blutentnah-
me erfolgt.
5.3 Ausgewählte klinische Befunde bei Kühen mit DA
Die Pulsfrequenzen der untersuchten Kühe waren bei 30 % aller Tiere erhöht, innerhalb der
LDA bei 27 %, innerhalb der RDA bei 33 % (Tab. 11). Entsprechende Ergebnisse erhielt auch
MÜLLER (1992). Erhöhte Pulsfrequenzen sind Zeichen einer Kreislaufinsuffizienz (FUBINI
et al. 1991), die bei Kühen mit RDA häufiger besteht, was sich auch am klinischen Verlauf
bestätigt (DIRKSEN 1961, KÜMPER 1995).
Bei 70 % der Kühe lag die letzte Abkalbung weniger als 28 Tage zurück (Tab. 9). Dies ent-
spricht der Bezeichnung der DA als peripartale Erkrankung. Ursache dafür sind nach der Ge-
burt geänderte Platzverhältnisse im Abdomen der Kühe (FÜRLL u. KRÜGER 2000). KÜM-
PER (1995) sieht im geringen Füllungszustand der Vormägen die Ursache für das vermehrte
Auftreten von LDA in dieser Zeit.
Als häufigste zusätzliche Erkrankungen traten Veränderungen am Genitale auf (57 % aller
Tiere, Tab. 12). Dies entspricht den Ergebnissen von REHAGE et al. (1996), die bei Kühen
mit LDA zu 50 % Begleiterkrankungen feststellten, wobei die Endometritis an erster Stelle
stand. Kühe mit LDA wiesen signifikant (p<0,05) häufiger Erkrankungen des Genitale auf als
Kühe mit RDA. Erkrankungen des Genitale, wie der Endometritis oder der Retentio secundi-
narum, treten am häufigsten nach der Geburt auf, je länger die Geburt zurückliegt, desto sel-
tener werden diese Erkrankungen (Grunert 1986). Da die LDA häufiger im peripartalen Zeit-
raum auftritt als die RDA (KÜMPER 1995), erklärt sich dieser Sachverhalt.
5.4 Messergebnisse und Vergleich
Die Lagerung der Proben erfolgte bei -21 °C über einen maximalen Zeitraum von einem Mo-
nat. In einer Studie von KÜHLER (1996) wird dies als Zeitraum angegeben, in dem die Akti-
vitäten von GPX und SOD nahezu unverändert bleiben.
Energie- und Fettstoffwechsel bei Kühen mit DA
Die untersuchten Parameter (BHB, Cholesterol, Bilirubin) stellen eine repräsentative Auswahl
zur Beurteilung des Energie- und Fettstoffwechsels dar (FÜRLL et al. 2002).
Der Medianwert der BHB-Konzentration im peripheren Serum lag bei allen Kühen mit 1,15
mmol/l oberhalb des Referenzbereiches gesunder Kühe (Tab. 10, Tab. 13). Kühe mit LDA
zeigten höhere BHB-Konzentrationen als Kühe mit RDA. Kühe mit RDA sT wiesen ähnliche
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 80 -
BHB-Konzentrationen wie Kühe mit LDA auf. Kühe mit RDA cT zeigten BHB-
Konzentrationen im Referenzbereich. Die Cholesterolkonzentrationen lagen bei allen Kühen
unter dem Referenzbereich (Tab. 10, Tab. 13). Dabei waren die Cholesterolkonzentrationen
der RDA cT signifikant (p<0,01) höher als die der Tiere mit LDA 3. Dies entspricht den Er-
gebnissen von KÜMPER (1995), BAJCSY et al. (1997) und FÜRLL et al. (1997), die bei
LDA auch bestehende Ketosen beobachteten. Zu erklären sind gesteigerte BHB-
Konzentrationen durch den Abbau von Körperfett bei gesteigertem Energiebedarf und verrin-
gerter Futteraufnahme in der Endgravidität und der Frühlaktation (MUDRON et al. 1997).
Niedrige Cholesterolkonzentrationen treten bei verminderter Futteraufnahme (ROSSOW u.
STAUFFENBIEL 1983) sowie bei geringerer Synthese in der Leber auf (MUDRON et al.
1998). Die Unterschiede zwischen LDA und RDA erklären sich durch die zumeist längere
Krankheitsdauer bei Kühen mit LDA und den bei den Kühen mit RDA zum Teil länger zu-
rück liegenden Abkalbeterminen (SATTLER 2001). Ein weiterer diagnostischer Parameter
stellt die Konzentration an freien Fettsäuren im Blut dar, die während Energiemangel und Ke-
tose durch Lipidabbau im Fettgewebe vermehrt freigesetzt werden (MUDRON et al. 1991).
Die Bilirubinkonzentrationen im Serum waren bei allen Kühen erhöht (Tab. 10, Tab. 13). Die
Bilirubinkonzentrationen der Kühe mit RDA cT lagen niedriger als aller anderen Gruppen.
Bilirubinkonzentrationen zwischen fünf und 15 können durch Interaktion freier Fettsäuren mit
dem Transportprotein des Bilirubins und durch mangelnde Stimulation der Gallensekretion
bei verminderter Futteraufnahme hervorgerufen werden (FÜRLL u. SCHÄFER 1992). Dar-
über liegende Konzentrationen sprechen für eine Schädigung der Leberzellen, wie sie durch
Verfettung hervorgerufen wird. Eine solche Verfettung stellten REHAGE et al. (1996) bei
72 % aller untersuchten Kühe mit DA fest. Davon muss auch in dieser Untersuchung bei
54 % der Kühe ausgegangen werden, da sie Bilirubinkonzentrationen über 15 µmol/l besaßen.
Leberenzymaktivitäten
Die Aktivitäten der GLDH lagen in allen Gruppen deutlich über dem Referenzbereich (Tab.
10, Tab. 13). In neueren Untersuchungen werden erst Aktivitäten > 50 IU/l als erhöht angese-
hen (FÜRLL et al. 2002), die in der Gruppe der LDA 3 nicht erreicht wurden. Ein einheitli-
ches Schema in der Erhöhung der GLDH konnte nicht festgestellt werden, so zeigten sich die
Gruppen der LDA 2 und der RDA cT mit den höchsten Aktivitäten, die deutlich über 100 IU/l
liegen (Tab. 13). Da die GLDH intramitochondrial lokalisiert ist, kommt es erst bei schwere-
ren Leberzellschädigungen zur Erhöhung ihrer Aktivität im Serum (BEKELE 1997). Neben
Schädigungen der Leber kann allerdings auch eine Nierenschädigung in Betracht gezogen
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 81 -
werden, da die GLDH in Organanalysen dort in ähnlichem Umfang wie in der Leber nachge-
wiesen werden konnte (FÜRLL et al. 2002). Anhand der anderen Parameter des Fettstoff-
wechsels, die bei den RDA cT eine geringere Belastung als bei den LDA aufwiesen, ist der
Grund für die Erhöhung der GLDH auch teilweise extrahepatisch zu suchen.
Die Aktivität der ASAT war in allen Gruppen deutlich erhöht (Tab. 13). Besonders herausra-
gend waren die Gruppen der RDA und der LDA 2. Erhöhungen der ASAT gelten als sensible
Indikatoren für das Vorliegen von Leberzellschädigungen (HERDT u. GERLOFF 1982). Bei
der Wertung der Aktivitäten muss berücksichtigt werden, dass Kühe mit geburtsnaher DA
signifikant höhere Aktivitäten aufweisen (GEISHAUSER 1999). Dies erklärt die hohen Akti-
vitäten der Gruppe der LDA 2 und RDA sT, die bis auf eine Kuh innerhalb von 4 Wochen
nach der Geburt an einer DA erkrankten (Tab. 9). Neben der Belastung der Leber durch Fett-
und Energiestoffwechsel kann die Aktivität der ASAT auch durch Muskelschäden erhöht
werden, wie sie vor allem nach der Geburt im Uterus auftreten können (SOBIRAJ 1992). Dies
erklärt auch die Abhängigkeit der ASAT-Aktivität zum Abstand zum letzten Abkalbetermin.
Untersuchungen bei Kühen mit gestörtem Puerperium und Endometritiden haben ergeben,
dass die ASAT-Aktivität bei diesen Kühen signifikant höher liegt als bei gesunden (EULEN-
BERGER 1984, SATTLER 2001).
Obwohl aus Untersuchungen des Blutes allein nicht auf den Leberfettgehalt geschlossen wer-
den kann (STAUFFENBIEL 1993), so ist doch aus der Summe der Konzentrations- und Akti-
vitätsänderungen von BHB, Cholesterol, Gesamtbilirubin, GLDH und ASAT auf eine unter-
schiedlich ausgeprägte Leberverfettung (MERTENS 1992, REHAGE et al. 1996) vorrangig in
den Gruppen der LDA, aber auch in der Gruppe der RDA sT zu schließen.
Eiweissstoffwechsel
Die Konzentration des Totalproteins lag in allen Gruppen im physiologischen Bereich (Tab.
10, Tab. 13), nur 22 % aller Tiere überschritten den Referenzbereich. Eine erhöhte Konzentra-
tion an Totalprotein im Serum ist Indikator für verstärkte Abwehrprozesse, wie sie im Rah-
men einer Entzündung auftreten (ROUSSEL et al. 1981). Ein gruppengebundenes vermehrtes
Auftreten war nicht festzustellen.
Die Harnstoffkonzentration war nur in der Gruppe der RDA cT erhöht (Tab. 13), die Kon-
zentrationen der RDA sT lagen auf demselben Niveau wie die der LDA. Kühe im peripartalen
Zeitraum unterliegen einem verstärkten Eiweißkatabolismus, was sich durch Anstieg des Ab-
bauproduktes Harnstoff äußert (FÜRLL et al. 2002). Desweiteren können erhöhte Konzentra-
tionen an Harnstoff bei Kühen mit RDA als Zeichen einer prärenalen Nierenfunktionsstörung
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 82 -
oder einer verminderten Perfusion der Nieren (prärenales Nierenversagen) durch Dehydratati-
on angesehen werden (Morrow 1975). Die Dehydratation zeigte sich bereits bei der klinischen
Untersuchung in Form des Enophthalmus und des verringerten Blutangebotes. Kühe mit RDA
sind von der Dehydratation stärker betroffen als Kühe mit LDA (FUBINI et al. 1991).
Mineralstoffwechsel
Die verringerten Kaliumkonzentrationen in den Gruppen der LDA 3, RDA sT und RDA cT
(Tab. 13) entsprechen den von FÜRLL et al. (1998) nachgewiesenen Veränderungen der Ka-
liumkonzentration bei Kühen, die nachfolgend an DA erkrankten, am dritten Tag post partum.
Eine Verringerung der Kaliumkonzentration tritt laut CARLSON (1990) unter Stresseinwir-
kung, wie einer Schwergeburt auf. Da Kühe mit DA häufig auch geringere Futtermengen auf-
nehmen und unter weiteren Digestionsstörungen wie Diarrhoe leiden, müssen zusätzlich auch
eine verringerte Kaliumaufnahme und ein erhöhter Kaliumverlust über den Darm mit einbe-
zogen werden (JÜNGER u. FÜRLL 1998). Folgeerscheinungen werden durch Hypokaliämie
vor allem in Organen mit glatter Muskulatur hervorgerufen, da die Erregungsleitung der
Muskelzellen gestört wird. Dies ist bei der Ätiologie der gestörten Labmagenmotorik (EI-
CHER et al. 1998) und dem Wiederingangkommen derselben nach Reposition des Labma-
gens bei Kühen mit RDA cT zu beachten, da diese in dieser Untersuchung signifikant
(p<0,01) geringere Kaliumkonzentrationen als Kühe mit LDA 2 aufwiesen.
Die verringerten Natriumkonzentrationen in der Gruppe der RDA cT (Tab. 13) sind mit Aus-
druck der verringerten Futteraufnahme der Tiere (JÜNGER u. FÜRLL 1998), aber auch Aus-
druck des Energiemangels bei Ischämie, was zum Aussetzen der Na-K-Pumpe führen kann
(CHAUDRY 1983). So konnten Geishauser et al. (1996 a) bei Kühen mit RDA im Labma-
gensaft signifikant höhere Natriumkonzentrationen als bei Kühen mit LDA feststellen.
Chloridkonzentration
Nur in der Gruppe der RDA cT lagen durchschnittlich verringerte Chloridkonzentrationen im
Blutplasma vor (Abb. 15). Ähnliche Ergebnisse erhielten auch KLEISER u. FÜRLL (1998)
bei Entwicklung eines Screenings zur Früherkennung der DA. Sie erklären die verringerten
Chloridkonzentrationen durch die gestörte Labmagenpassage und die daraus resultierende
verringerte Resorption. In Untersuchungen des Labmagensaftes durch GEISHAUSER et al.
(1996 a) waren die Chloridkonzentrationen im Labmagen bis zum dritten Tag post operatio-
nem bei Kühen mit RDA noch immer signifikant erhöht, während sie bei den Kühen mit LDA
direkt nach der Reposition wieder abfällt.
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 83 -
Lactatkonzentration
Die Lactatkonzentrationen der Tiere mit RDA cT waren signifikant höher als der Tiere mit
LDA 2 ( p<0,05) und die der Tiere mit LDA 3 (p<0,01; Abb. 16, 17). Das Lactat entsteht in
gesteigertem Umfang in ischämischen Bezirken, wenn die Zellen nicht mehr ausreichend mit
Sauerstoff versorgt werden und auf die anaerobe Glykolyse zur Energiegewinnung zurück-
greifen müssen (ÖHLENSCHLÄGER 1993, TILL 1999). Somit ist der Anstieg der Lactat-
konzentration bei den RDA cT als Anzeichen einer verringerten Durchblutung (Ischämie) der
Labmagenwand durch die Torsion anzusehen. Bei den Kühen mit RDA sT liegen kaum Per-
fusionsstörungen vor, das Lactat steigt bei ihnen nicht an. Daher können die RDA sT mit den
LDA verglichen werden. Die Perfusionsstörung bei den RDA cT konnten durch WITTEK et
al. (2004) auch mittels Pulsoximetrie und Sauerstoffsättigung im Labmagenblut bestätigt
werden.
Creatinkinase-Aktivität (CK-Aktivität)
Die gemessenen Aktivitäten der CK in der Gruppe aller Tiere lagen sowohl im peripheren
(380 U/l) als auch im abomasalen Blut (384 U/l) deutlich über dem Referenzbereich. (Abb.
19, 20). An dieser Erhöhung können viele Faktoren beteiligt sein. Die Aktivität der CK steigt
beim Transport von Rindern (GROTH u. GRÄNZER 1975, WITT et al. 1992) und bei chirur-
gischen Eingriffen (AUTEFAGE et al. 2000). Des weiteren ist sie bei Kühen, die nachfolgend
an DA erkrankten, am 3. Tag p. p. im Vergleich zu Kühen ohne spätere Verlagerung erhöht
(NAURUSCHAT u. FÜRLL 2002). Auch die zusätzlichen Erkrankungen, besonders am Ge-
nitale und an den Klauen können zur Aktivitätssteigerung beitragen (KLEISER u. FÜRLL
1998). Auch wenn die erhöhten CK-Aktivitäten nicht allein durch die DA hervorgerufen wer-
den, ist doch davon auszugehen, dass sie einen Hauptteil dieser Erhöhung ausmacht. So konn-
ten NAURUSCHAT u. FÜRLL (2002) bei Kühen mit DA höhere Aktivitäten der CK als bei
gesunden Tieren und Kühen mit Retentio secundinarum, Endometritiden und Gebärparese
feststellen.
Im Vergleich der Gruppen zeigte sich, dass die Gruppe der LDA 2 signifikant höhere Aktivi-
täten als die der LDA 3 (p<0,05) besaß, auch die Gruppe der RDA sT wies höhere Aktivitäten
als die der RDA cT auf. SATTLER (2001) konnte feststellen, dass Kühe bis vier Wochen post
partum signifikant höhere Aktivitäten der CK als Kühe vier bis sechs Wochen post partum
haben. Die Berücksichtigung des Abkalbedatums zeigt, dass sich in der Gruppe RDA sT 75 %
und in der Gruppe der LDA 2 72 % der Kühe innerhalb der ersten vier Wochen post partum
befanden (Tab. 9), in den anderen Gruppen ist der Anteil wesentlich geringer. Die höheren
Aktivitäten bei den Tieren sind demzufolge auf den geringeren Abstand zur Abkalbung zu-
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 84 -
rückzuführen, nicht auf höheren Stress durch die DA. Dennoch fällt auf, dass die Gruppe der
LDA 3 signifikant niedrigere Aktivitäten als die Gruppen der RDA (p<0,05) hatten. Als mög-
liche Erklärungen hierfür sind die Schädigung der Labmagenmuskulatur bei den RDA cT
(GEISHAUSER 1995) mit Austritt der CK aus dem Cytosol ins Blut (WYSS u. KADDU-
RAH-DAOUK 2000) und die Inaktivierung der CK bei andauerndem oxidativem Stress zu
berücksichtigen. REDDY et al. (2000) stellten hierzu fest, dass die CK in Phasen oxidativen
Stresses mit oxidiertem Glutathion reagiert. Reduziertes Glutathion zählt zur Klasse der nicht-
enzymatischen Scavenger von Radikalen, das durch Abfangen von Radikalen oxidiert wird.
In seiner oxidierten Form kann es die CK reversibel inaktivieren. Eine Reaktivierung der CK
kann nur durch reduziertes Glutathion erfolgen. Dieses ist erst wieder vorhanden, wenn die
Phase des oxidativen Stresses vorbei ist und das oxidierte Glutathion wieder vollständig rege-
neriert wurde. Da bei Tieren mit LDA die DA schon über längere Zeit bestehen kann, bevor
Diagnose und Operation erfolgen, kann auch die Dauer des oxidativen Stresses, der zur Inak-
tivierung führen kann, für die Tiere nicht nachvollzogen werden.
Schlussfolgernd für die präoperative Diagnostik der DA ist festzustellen, dass bei der Beurtei-
lung der CK-Aktivität zugleich der Uterusbefund zu erheben ist, da dieser in Bezug auf Ab-
kalbetermin (SATTLER 2001) und zusätzliche Erkrankungen wie Endometritiden (PAYNE et
al. 1993) selbst zur Erhöhung beitragen kann. Geringere Aktivitäten sind nicht gleichzusetzen
mit einem geringeren oxidativen Stress. WITTEK u. FÜRLL (2002) stellten bei Kühen mit
LDA 3 und RDA cT mittels Pulsoximetrie am verlagerten Labmagen Störungen der Perfusion
fest, die aber nur bedingt zum messbaren Anstieg der CK-Aktivität führten.
Superoxiddismutase-Aktivität (SOD-Aktivität)
Die SOD zählt zu den enzymatischen Antioxidantien und gilt mit der GPX zusammen als In-
dikator für die Leistungsfähigkeit des antioxidativen Systems (WINNEFELD 1996). In Un-
tersuchungen bei gesunden Kühen stellte SATTLER (2001) eine Abhängigkeit der SOD-
Aktivität zum Abkalbetermin fest. Eine Woche post partum lagen die Aktivitäten bei 6700
U/ml Erythrozytenlysat, vier Wochen post partum bei 7500 U/ml Erythrozytenlysat. Die nied-
rigen Aktivitäten eine Woche post partum sind auf Geburtsstress und verminderte Futterauf-
nahme in der Hochgravidität, die zu einer Schwächung des antioxidativen Systems führen, zu-
rückzuführen (WEBER u. BRUCH 1992). Vier Wochen post partum ist die Futteraufnahme
angestiegen und damit die Aufnahme an nichtenzymatischen Antioxidantien, was die Leis-
tungsfähigkeit des antioxidativen Systems fördert (YOUNG et al. 2000) und zu höheren
SOD-Aktivitäten führt (SATTLER 2001). Bei längerer Beanspruchung des antioxidativen
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 85 -
Systems nimmt die SOD-Aktivität ab (WEBER u. BRUCH 1992), so bei Tumoren im Ma-
gen-Darm-Trakt (TOH et al. 2000) und bei oxidativem Stress (FUJI u. TANIGUCHI 1999).
Auch nach Induktion einer Ischämie bei Rattennieren konnten verminderte SOD-Aktivitäten
festgestellt werden (DAVIES et al. 1995).
Als Verfeinerung der bisherigen Messmethodik wurde die SOD-Aktivität, die im Erythrozy-
tenpellet bestimmt wird, auf die im Pellet enthaltene Hämoglobinkonzentration bezogen, um
die bei der Herstellung des Pellets auftretenden Konzentrationsschwankungen des Erythrozy-
tengehaltes zu berücksichtigen. Eine Vergleich ist über die Beziehung von Hämoglobin und
Hämatokrit im Vollblut möglich. Die bislang in der Literatur angegebenen Aktivitäten bezie-
hen sich auf die Messung der SOD-Aktivität im Vollblut (KÖNEN 1982), auf die Aktivität
bezogen auf das Gesamtprotein der Probe (ZIMMERMANN 1983, HUSSAIN u. ALI 1999)
oder auf die Aktivität bezogen auf den Hämatokrit (FÜRLL et al. 1999). Der Bezug auf das in
der Probe enthaltene Hämoglobin wird auch von ZIMA et al. (1996) bei Untersuchungen zur
Lungenreife von Frühgeburten und von BENGOUMI et al. (1998) bei Kühen und Kamelen
propagiert. Zu beachten beim direkten Vergleich ist der Zeitpunkt der Aktivitätsbestimmung
(siehe 3.5.2).
Im Vergleich der Aktivitäten der SOD bei Tieren mit LDA mit den Aktivitäten aus der Grup-
pe der Tiere mit RDA wiesen alle Tiere mit LDA signifikant höhere Aktivitäten als alle Tiere
mit RDA auf (p<0,05) (Abb. 22, 23).
Auch bei dieser Diskussion muss das Abkalbedatum berücksichtigt werden, das bei den RDA
sT in 75 % weniger als vier Wochen zurückliegt und somit Ursache für die geringeren SOD-
Aktivitäten sein kann. Bei den RDA cT kann anhand der erhöhten Lactatkonzentrationen
(Abb. 16, 17) von einer deutlichen Ischämie ausgegangen werden, die auch WITTEK et al.
(2004) anhand von Pulsoximetrie und Sauerstoffsättigung am Labmagen bei Kühen mit RDA
cT vorfand. Diese Ischämie kann Ursache für geringere SOD-Aktivitäten sein (DAVIES et al.
1995). Dabei kann es durch Ansammlung von Wasserstoffperoxid zur Inaktivierung der SOD
kommen (WEBER u. BRUCH 1992). Die Inaktivierung ist reversibel, sie kann durch Beseiti-
gung des Wasserstoffperoxides durch die Katalase (siehe 2.3.3.3) wieder regeneriert werden.
Die Aktivitäten der Gruppen mit LDA entsprechen den von SATTLER (2001) festgestellten
höheren Aktivitäten bei Kühen mit DA in Abhängigkeit vom Abkalbedatum und im Vergleich
zu gesunden Kühen. Bei Kühen mit LDA innerhalb von vier Wochen post partum liegen hö-
here Aktivitäten vor als bei Kühen mit größerem Abstand zur Geburt (Tab. 14). Ursache dafür
kann die verspätete Diagnose sein, die LDA kann schon über längere Zeit bestehen und ge-
meinsam mit verringerter Futteraufnahme und erhöhter Stoffwechselbelastung zu einem be-
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 86 -
anspruchten antioxidativen System mit niedrigeren SOD-Aktivitäten führen. Bei den Kühen
mit RDA cT, bei denen die Diagnose direkt erfolgte, sind nur geringe Unterschiede zwischen
den Abständen zur Abkalbung aufzuweisen, die dem Abfall nach der Geburt und erst in der
folgenden Trächtigkeit wieder ansteigende Aktivitäten bei Kühen mit DA entsprechen, wie er
von SATTLER (2001) beschrieben wurde. Höhere SOD-Aktivitäten bei Kühen mit LDA im
Vergleich zu gesunden Kühen können durch eine erhöhte Belastung infolge oxidativem Stress
und durch Endotoxine hervorgerufen werden (ALLEN u. VENKATRAJ 1992, TSAN 1993,
MAULIK et al. 1995). Frühere Untersuchungen zur Adaptation an Endotoxine und oxidativen
Stress zeigten erhöhte Enzymaktivitäten, die bei starker, aber plötzlich auftretender Belastung
nicht erreicht werden (ZÜLLKE 1993).
Glutathionperoxidase-Aktivität (GPX-Aktivität)
Die gemessenen GPX-Aktivitäten lagen auf einem Niveau von etwa 500 U/g Hb (Abb. 25,
26). Die Aktivität der selenhaltigen erythrozytären GPX ist abhängig von der Selenkonzentra-
tion im Blutserum (GEISHAUSER et al. 1995). GPX-Aktivitäten < 130 U/g Hb weisen in ers-
ter Linie auf ein Defizit in der Selen-Versorgung der Tiere hin. Höhere Aktivitäten wie in die-
ser Untersuchung setzen eine bedarfsgerechte Selen-Versorgung voraus (>70 µg/l) (FLOHÉ
1997).
Die GPX-Aktivitäten waren in allen Gruppen erhöht, die von SATTLER (2001) bei gesunden
Kühen festgestellten Aktivitäten wurden wie alle in der Literatur beschriebenen Aktivitäten
bei gesunden Kühen deutlich überschritten (Tab. 5). Da die GPX mit der SOD als Indikator
für die Leistungsfähigkeit des antioxidativen Systems angesehen wird (WINNEFELD 1996),
kann von einer Belastung der GPX durch die DA ausgegangen werden. Eine Erhöhung der
GPX-Aktivität wird dabei als Adaptation an oxidativen Stress angesehen (VAIDOVICH et al.
1993, BOR et al. 1999).
Im Vergleich der rechts- und linksseitigen LMV waren die Aktivitäten der Tiere mit RDA cT
signifikant höher (p<0,05) als die der Tiere mit LDA (Abb. 25, 26). Da Tiere mit RDA cT ei-
nem momentan höheren Stress ausgesetzt sind, d.h. dass bei einer verminderten Blutzufuhr
mit nachfolgender Reperfusion massive Radikalfreisetzung und Gewebsschädigungen erfol-
gen, ist die höhere Aktivität der GPX bei den Tieren mit RDA als Anpassung an diesen oxida-
tiven Stress anzusehen. Andere Faktoren, wie Transport, Alter (BAUMGARTNER 1983),
Operation etc. als Grund für die Erhöhung scheiden aus, da alle Tiere mit LMV den gleichen
Einflüssen unterlagen.
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 87 -
Auffällig ist, dass die GPX-Aktivität sich gegenläufig zur SOD-Aktivität verhielt, die durch
die Inaktivierung bei hohem oxidativem Stress nicht als Spiegel desselben dienen kann (WE-
BER u. BRUCH 1992, MAO et al. 1993). Bei den linksseitigen Verlagerungen, die für die
Kühe einen längeren Zustand des oxidativen Stresses infolge der längeren Krankheitsdauer
bedeuten, liegen die Aktivitäten der GPX zwar auch über dem Normbereich, sind aber nicht
so deutlich erhöht wie die der SOD (Abb. 22, 23, 25, 26). Weiterführende Untersuchungen
bestätigten, dass die GPX-Aktivität bei Kühen mit LDA p. op. weiter ansteigt, während dies
bei der SOD nicht der Fall war (SATTLER u. FÜRLL 2002). Bei den Kühen mit RDA sT tra-
ten ähnliche GPX-Aktivitäten wie bei den Tieren mit LDA auf. Dies lässt darauf schließen,
dass bei Kühen mit LDA und RDA sT das gleiche Ausmaß an oxidativem Stress vorliegt, die
RDA sT also in dieser Beziehung den LDA zuzuordnen sind. Dies wird durch die Befunde
der klinisch-chemischen Parameter (Tab. 13) und durch die Untersuchungen von WITTEK et
al. (2004) anhand von Pulsoximetrie und Sauerstoffsättigung am Labmagen bestätigt. Der
zeitliche Abstand zur Geburt wirkt sich nur bei den LDA 3 auf die GPX-Aktivität aus. Er-
krankten Kühe später als einen Monat an LDA 3, hatten sie geringere GPX-Aktivitäten als
Kühe innerhalb eines Monats post partum (Tab. 15). Dies lässt mit auf die Beanspruchung der
GPX durch zusätzliche Erkrankungen des Genitale schliessen, die im ersten Monat post par-
tum besonders häufig auftreten. Bei den Kühen mit RDA cT zeigten sich keine Unterschiede
im zeitlichen Abstand zur Abkalbung, die hier auftretenden GPX-Aktivitäten sind auf die DA
zurückzuführen (Tab. 15).
Trotz der scheinbaren Gegenläufigkeit von SOD und GPX, die unter anderem von SATTLER
(2001) statistisch nachgewiesen wurde, kann nicht grundsätzlich von einer direkten negativen
Korrelation in der Regulation der Enzyme ausgegangen werden. Hierzu durchgeführte Unter-
suchungen bei Mensch, Hase und Schwein ergaben, dass beide Enzyme unabhängig vonein-
ander reguliert werden. Auftretendes gleichartiges oder gegenläufiges Verhalten ist auf die
betreffenden Erkrankungen und deren Pathomechanismen zurückzuführen, ergibt aber keine
ursächlichen Korrelationen. Es ist somit als „zufällig“ zu betrachten, da beiden Enzymen ein
Bindeglied in der gegenseitigen Regulation fehlt (GODIN u. GARNETT 1992). Dem entge-
gengesetzt sind Katalase-Aktivität und GPX-Aktivität bei den genannten Tierarten negativ
korreliert, Katalase-Aktivität und Glutathionreduktase sind positiv korreliert. Diese Korrelati-
onen kommen durch das gemeinsame Bindeglied NADPH zustande, das durch Bindung an
die Katalase zum Wegfall der Hemmung der Glutathionreduktase führt, deren Aktivität dar-
aufhin steigt. Dies wiederum führt in den Zellen zum Anstieg von reduziertem Glutathion
(GODIN u. GARNETT 1992). Die Aktivität der Katalase wiederum ist eng mit der SOD-
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 88 -
Aktivität verbunden. Bei Inaktivierung der Katalase kommt es durch den Anstieg von Was-
serstoffperoxid zur Inaktivierung der SOD. Dies bietet die Erklärung für eine scheinbare Kor-
relation von SOD-Aktivität und GPX-Aktivität (ZÜLLKE 1993).
TEAC-Konzentration
Die Konzentrationen der TEAC, gemessen in peripherem und abomasalem Blut, bewegten
sich in einem Bereich von 11 bis 795 µmol/l (Abb. 28, 29). In einer zeitgleich durchgeführten
Studie bei Kühen unterschiedlicher Leistungsebenen traten mit ähnlichen Schwankungen
Konzentrationen im peripartalen Zeitraum von ca. 300 µmol/l auf (WILKEN u. FÜRLL
2002). Dabei stiegen die Konzentrationen post partum kontinuierlich an. Auffällig war bei der
Untersuchung die signifikant geringere TEAC-Konzentration bei Mutterkühen im Vergleich
zu den Hochleistungskühen. Die individuellen TEAC-Konzentrationen weisen darauf hin,
dass nur wenige Tiere einen ähnlichen antioxidativen Status besitzen. Dieses individuelle Ba-
sisniveau der totalen antioxidativen Kapazität ist auch beim Menschen bekannt. Neben ge-
schlechtsspezifischen Variationen geht man hier bei Untersuchungen zur antioxidativen Ka-
pazität vom Basislevel der einzelnen Probanden aus (KAIKKONEN et al. 2002). Beim Rind
erklärt sich das individuelle Niveau über die unterschiedliche Fütterung, auch jahreszeitlich
abhängig, in den verschiedenen Betrieben, den Abstand zur Geburt und zusätzliche Erkran-
kungen wie Endometritiden und Gelenkserkrankungen. Auch beim Menschen hängt der anti-
oxidative Status von der Nahrungsaufnahme ab (CAO et al. 1998). In einer Studie von BAS-
KIN et al. (2000) wurden Schlittenhunde einen Monat mit Vitamin E, β-Carotin und Lutein
supplementiert und wiesen nachfolgend signifikant erhöhte Konzentrationen dieser Antioxi-
dantien im Serum auf. Auf äußere Einflüsse reagiert der Organismus aber von seinem indivi-
duellen Ausgangsniveau aus auf ähnliche Art und Weise.
Innerhalb der Gruppen der LDA waren die TEAC-Konzentrationen der LDA 3 niedriger als
die der LDA 2, im peripheren Blut war dieser Unterschied signifikant (p<0,05; Abb. 28, 29).
Eine höhere TEAC-Konzentration bei Tieren mit LDA 2 im Vergleich zu Tieren mit LDA 3
kann bedeuten, dass bei einer LDA 2 eine geringere Beanspruchung der nichtenzymatischen
Antioxidantien vorliegt oder vermehrt Antioxidantien aus Speichern mobilisiert worden sind.
Setzt man die TEAC-Konzentrationen der Tiere mit LDA 2 in Bezug zu SOD- und GPX-
Aktivität innerhalb dieser Gruppe, so fällt auf, dass auch beide Enzyme bei den LDA 2 höhere
Aktivitäten als bei den LDA 3 aufwiesen. Dies lässt darauf schließen, dass bei den LDA 2 ei-
ne höhere Beanspruchung der antioxidativen Kapazität vorliegt und nichtenzymatische Anti-
oxidantien aus Speichern mobilisiert worden sind. In Untersuchungen zu den Quellen der
Mobilisation von Antioxidantien bei Marathonläufern wurde eine positive Korrelation von
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 89 -
Glycerol und Vitamin E deutlich, die erst bei trainierten Läufern während des Marathons auf-
tritt und auf die Fettmobilisation zurückzuführen ist (HUTLER et al. 2000). Dabei kann auch
die Hochregulation der Antioxidantien über das oxyR-Gen eine Rolle spielen, die bei längerer
Belastung des Körpers einsetzt. Die Aktivierung dieses Gens erfolgt zum Teil bereits nach
zehn Minuten (HARRIS 1992 b). Die Ursache für die Mobilisation muss allerdings nicht die
DA sein, da bei den LDA 2 89 % der Kühe innerhalb des ersten Monats post partum an DA
erkrankten (Tab. 9) und der Anteil an Puerperalstörungen innerhalb dieser Gruppe genauso
hoch war (Tab. 12). Ein weiteres Indiz stellt die Erhöhung der CK in dieser Gruppe dar (Abb.
19, 20). Innerhalb der Gruppe der LDA 3 erkrankten 69 % der Tiere innerhalb des ersten Mo-
nats post partum an DA, der Anteil der Tiere mit Puerperalstörung lag bei 62 %. Die größere
Perfusionsstörung bei Tieren mit LDA 3 als bei Tieren mit LDA 2 (WITTEK u. FÜRLL
2002) mit erhöhter Radikalbildung als Ursache für den Konzentrationsunterschied scheidet
aus, da hierbei auch unterschiedliche Lactatkonzentrationen auftreten müssten (Abb. 16, 17).
Die Gruppe der RDA sT zeigte wie bei den SOD- und GPX-Aktivitäten ähnliche TEAC-
Konzentrationen wie die Gruppe der LDA 3, die Zuordnung der RDA sT zu den LDA er-
scheint weiterhin sinnvoll. Bei den RDA cT war die TEAC-Konzentration im abomasalen
Blut signifikant höher als die der LDA 3, was auf die gestörte Perfusion zurückzuführen ist,
die sich auch anhand der Lactatkonzentrationen nachvollziehen lässt (Tab. 13). Hinzu kommt,
dass den RDA cT eine kurze Erkrankungsdauer vorangeht und der Abstand zur Geburt bei 64
% der Kühe mit RDA cT mehr als vier Wochen betrug. WILKEN und FÜRLL (2002) konn-
ten eine ansteigende Tendenz der TEAC-Konzentration post partum aufzeigen. Dieser Trend
zeigte sich auch innerhalb der LDA 3 (Tab. 16).
Die positive Korrelation zwischen TEAC-Konzentration (p) und CK-Aktivität (p + lm) in der
Gruppe aller Tiere mit LDA (siehe 4.2.6.1) zeigt, dass der Körper auch mittels nichtenzymati-
scher Antioxidantien in der Lage ist, sich an oxidativen Stress anzupassen, auch wenn dieser,
wie im Fall der LDA, über längere Zeit andauert. In einer Studie von PIERCY et al. (2000)
zeigten Schlittenhunde bei Belastung ebenfalls einen gleichgerichteten Anstieg der CK und
der VitaminC-Konzentration, unabhängig von einer vorher erfolgten Supplementierung mit
Vitamin C, E und β-Carotin.
5.5 Vergleich der Ergebnisse nach der Herkunft des Blutes
Die wiederkehrenden positiven Korrelationen der aus der V. jugularis und der V. epigastrica
stammenden Messergebnisse der einzelnen Parameter legen zugrunde, dass im peripheren
Blut grundsätzlich die gleichen oxidativen Belastungen wie am Labmagen vorherrschen. Tre-
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 90 -
ten allerdings bei den einzelnen Parametern in den Gruppen Unterschiede zwischen den Ent-
nahmestellen der Proben auf, weisen sie auf Veränderung des Blutes auf dem Weg vom Lab-
magen zur peripheren Entnahme hin.
Lactatkonzentration
Die Lactatkonzentrationen im peripheren und abomasalen Blut korrelierten innerhalb der
Gruppen LDA 2, LDA 3, RDA sT und RDA cT signifikant (p≤0,01, Abb. 18). Die zu erwar-
tenden Unterschiede in der Gruppe der RDA cT, die im abomasalen Blut höhere Lactatkon-
zentrationen aufzeigten, traten nicht auf. Demzufolge muss ein Austausch zwischen periphe-
rem und abomasalem Blut auch während der Verlagerung noch stattfinden.
Creatinkinase-Aktivität
Veränderungen zwischen peripherem und abomasalem Blut bei Kühen mit DA sind in Bezug
auf die CK nur in geringem Umfang zu erwarten, da die CK-Aktivität, wie auch die ASAT-
Aktivität signifikant mit dem pathologischen Befund des Uterus korreliert (EULENBERGER
1984, KLEISER u. FÜRLL 1998, SATTLER 2001). Da in dieser Studie 54 % (Tab. 12) der
Kühe von pathologischen Veränderungen des Genitale betroffen waren, die zur Freisetzung
der CK aus den Zellen des Endometriums führen, muss zumindest von einer Überlagerung der
durch die DA hervorgerufene Erhöhung der CK-Aktivität durch Freisetzung aus geschädigter
Labmagenmuskulatur (GEISHAUSER 1995) ausgegangen werden. Ursachen für die Schädi-
gung der Labmagenmuskulatur können bei allen Kühen Überdehnung, aber auch Ischämie
und Reperfusion sein (MAHMOUD u. FORD 1988, REDDY et al. 2000), wie sie bei RDA
cT nachweislich auftreten (WITTEK u. FÜRLL 2002, WITTEK et al. 2004). Innerhalb der
anderen Gruppen ist in Bezug auf die CK-Aktivität nicht mit einer Dominanz der Verände-
rungen am Labmagen über die Veränderungen am Genitale zu rechnen. Aber selbst in der
Gruppe der RDA cT war dieser Unterschied in der vorliegenden Untersuchung nur angedeutet
(Abb. 21), die CK-Aktivitäten im abomasalen Blut lagen bei 40 % deutlich über den Aktivi-
täten im peripheren Blut. Dabei muss allerdings beachtet werden, dass die CK-
Aktivitätserhöhungen durch Transport (GROTH u. GRÄNZER 1975) sowie Operationsstress
(AUTEFAGE et al. 2000) bei den Tieren mit RDA cT am Labmagen aufgrund des verringer-
ten venösen Abflusses mit Rückstau verzögert ankommen und so im peripheren Blut den
Veränderungen am Labmagen gegenüberstehen. In weiterführenden Untersuchungen könnte
anhand der Herkunft der CK auch auf die Ursache der Aktivitätserhöhung geschlossen wer-
den. Erste Untersuchungen haben ergeben, dass in der Labmagenwand hauptsächlich CK-BB
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 91 -
zu finden ist, das bei Kühen mit DA bisher aber nur in einzelnen Fällen im Serum nachgewie-
sen werden konnte (NAURUSCHAT u. FÜRLL 2002). Der Hauptanteil der bei DA gemesse-
nen CK-Aktivität entfällt zu zwei Dritteln auf die CK-MM und zu einem Drittel auf die atypi-
sche CK.
Superoxiddismutase-Aktivität
Im Vergleich zur Herkunft des Blutes bestanden bei der SOD-Aktivität zwar keine signifikan-
ten Unterschiede, aber dafür signifikante Korrelationen zwischen den Entnahmestellen in den
Gruppen alle Tiere (p ≤ 0,01), alle LDA (p ≤ 0,01), LDA 3 (p ≤ 0,01) und alle RDA
(p ≤ 0,05). Bei den rechtsseitigen Verlagerungen mit Torsion bestand diese Korrelation nicht
(Abb.24). Hier ist davon auszugehen, dass am Labmagen durch Ischämie und Reperfusion
zwar genug Gründe zur Steigerung der SOD vorliegen, diese aber nicht im Einklang mit der
Aktivitätssteigerung des restlichen Körpers stehen müssen.
Tendenzielle Unterschiede bestanden in der Gruppe der LDA 2 und der RDA sT, wobei die
Enzymaktivitäten im peripheren Blut höher lagen (Abb. 24).
Am Labmagen liegt während der Verlagerung ein verminderter venöser Blutabfluss vor. Dies
führt zu einer Ansammlung von Oxidantien. Für das nach der Reposition neu durchfließende
Blut bedeutet dies, neben der zusätzlichen Neuentstehung von Radikalen, eine Konfrontation
mit diesen Oxidantien (Ischämie-/Reperfusionssyndrom) (COGHLAN et al. 1991).. Die SOD
wird durch Wasserstoffperoxid ab einer bestimmten Konzentration allerdings inaktiviert
(WEBER u. BRUCH 1992). Dies erklärt die am Labmagen selbst etwas geringeren
Aktivitäten der SOD.
Glutathionperoxidase-Aktivität
Die allgemein deutlich erhöhten Aktivitäten der GPX unterschieden sich nur bei den RDA cT,
wobei abomasal niedrigere Aktivitäten vorlagen als peripher (Abb. 27). Zwischen den Ent-
nahmestellen des Blutes bestand in allen Gruppen eine positive Korrelation (p ≤ 0,01) (Abb.
26).
Der bei den RDA cT auftretende Unterschied zwischen peripherem und abomasalem Blut
lässt sich durch die Hämostase während der Verlagerung erklären. So kann die oxidative Be-
lastung von Transport und Operation (GROTH u. GRÄNZER 1975) im peripheren Blut schon
zur Steigerung der GPX-Aktivität beitragen.
Diskussion __________________________________________________________________________________________
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TEAC-Konzentration
Im Vergleich der TEAC-Konzentration (p) mit der TEAC-Konzentration (lm) zeigten die Kü-
he mit LDA und RDA sT peripher tendenziell höhere Konzentrationen, während bei den Kü-
hen mit RDA cT abomasal höhere TEAC-Konzentrationen bestanden (Abb. 30).
Peripher höhere Konzentrationen der TEAC bei Kühen mit LDA und RDA sT sind aus ver-
schiedenen Gründen zu erklären. Zum Einen entstehen am Labmagen selbst mehr Radikale,
die dort zu einem erhöhten Verbrauch an Antioxidantien führen. Zum anderen passiert das
Blut auf dem Weg zur peripheren Entnahme die Leber und intakte Zirkulationsbereiche, wo
es verdünnt und zum Teil bereinigt wird. Allerdings sollte dieser Unterschied zum Ort des
Geschehens sehr viel deutlicher ausfallen. Beispielsweise konnte in einer Untersuchung bei
Schlittenhunden nach Trainingsrennen gezeigt werden, dass bereits fünf Minuten nach Beginn
der Reperfusion im peripheren Plasma signifikant höhere antioxidative Kapazitäten als am
Ort der Ischämie/Reperfusion zu finden waren (JUVONEN et al. 1997). Dies deutet darauf
hin, dass weder Ischämie noch Reperfusion bei Kühen mit LDA bzw. RDA sT in dem Maße
ablaufen, als dass die zu erwartenden Konsequenzen eintreten. Dies wird auch anhand der
Studie von WITTEK et al. (2004) deutlich, der nur bei Kühen mit RDA cT am Labmagen ei-
ne verminderte Sauerstoffsättigung und erhöhte Lactatansammlung als Zeichen einer geringe-
ren Durchblutung und einer Hämostase feststellen konnte.
Treten Ischämie-/Reperfusionssyndrom und Hämostase nur bei den RDA cT stärker in Kraft,
so können kurz nach Rückverlagerung am Labmagen selbst tatsächlich noch höhere Kon-
zentrationen an Antioxidantien als im peripheren Blut vorliegen, da zum Einen die Radikal-
bildung noch nicht ihr volles Ausmaß erreicht hat und die Kommunikation mit dem restlichen
Kreislauf, der von der Operation beeinträchtigt ist (AUTEFAGE et al. 2000), noch nicht wie-
der komplett hergestellt ist.
5.6 TEAC-Konzentrations-Verlauf post operationem
Die Darstellung des TEAC-Konzentrationsverlaufes bei Kühen mit DA (Abb. 31-45) kann
aufgrund der vielfältigen Beeinflussungen des antioxidativen Systems durch Herkunft der
Kühe (WILKEN u. FÜRLL 2002), Futteraufnahme (CAO et al. 1993), Jahreszeit (SATTLER
2002, ZAHN u. FÜRLL 2004), Abstand zur Geburt (WILKEN u. FÜRLL 2002), Kreislaufsi-
tuation und zusätzliche Erkrankungen nur begrenzt zu einem einheitlichen Verlauf zusam-
mengefasst werden.
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 93 -
Die verschiedenen Einflussmöglichkeiten fügen sich bei jeder Kuh zu einem individuellen
Profil zusammen, das bei der TEAC-Konzentration seine Auswirkungen zeigt. So werden bei
jeder Kuh Abkalbedatum, zusätzliche Erkrankungen, Lactatkonzentration im peripheren Blut
zur Einschätzung der Perfusionsstörung sowie periphere Harnstoffkonzentration zur Beurtei-
lung der Kreislaufsituation aufgeführt und daraus folgende Veränderungen der TEAC-
Konzentration abgeleitet.
TEAC-Konzentrations-Verlauf bei Tieren mit LDA
Bei den LDA (Abb. 31-35) gilt zu beachten, dass sie über längere Zeit bestanden und der
Körper damit die Möglichkeit hatte, sich auf ein gesteigertes Maß an oxidativem Stress einzu-
stellen (HUTLER et al. 2000, PIERCY et al. 2000, DAWSON et al. 2002). Nach bisherigen
Erkenntnissen reagiert der Organismus auf erhöhten oxidativen Stress auch mit einem Anstieg
der plasmatischen nichtenzymatischen Antioxidantien, solange die Reserven nicht erschöpft
oder verbraucht sind.
Die Kühe 7, 8 und 18 (Abb. 31, 32, 34) zeigten neben der LDA jeweils erhebliche Erkran-
kungen des Genitale, die zum Verbrauch der nichtenzymatischen Antioxidantien führen kön-
nen. Die TEAC-Konzentrationen dieser Kühe stiegen auch nach der Operation nicht über 400
µmol/l. Im Vergleich hierzu fällt auf, dass bei den Kühen 14 und 21 (Abb. 33, 35) keine Er-
krankungen des Genitale vorlagen, die Geburt länger als vier Wochen zurücklag und die
TEAC-Konzentrationen postoperativ deutlich über 400 µmol/l steigen konnten. Dies kann mit
als Anzeichen für den Verbrauch nichtenzymatischer Antioxidantien bei Kühen durch Er-
krankungen des Genitale wie Endometritiden gewertet werden. Die Lactatkonzentrationen der
Kühe mit LDA waren nur gering erhöht (<4 mmol/l, Abb. 31-35). Es kann daher von geringen
Perfusionsstörungen bei diesen Kühen ausgegangen werden, die nach Reposition folgende
Perfusion bleibt ohne sichtbaren Effekt auf den antioxidativen Status. Die Harnstoffkon-
zentrationen der Kühe waren ebenfalls nur gering erhöht (<6,5 mmol/l, Abb. 31-35), was eine
Hämokonzentration mit daraus folgender Erhöhung der TEAC-Konzentration ausschließen
lässt.
Da die Kühe dieser Untersuchung aus unterschiedlichen Betrieben mit verschiedenen Fütte-
rungsregimen und Haltungsbedingungen stammen, besitzt jede Kuh zu Beginn der Verlaufs-
untersuchung ein „individuelles“ Niveau der TEAC-Konzentration. Um die Verläufe mitein-
ander vergleichen zu können, wurden nur die Änderungen vom jeweiligen Ausgangsniveau
betrachtet (Abb. 36). Individuelle Beeinflussungen durch zusätzliche Erkrankungen und
Kreislaufdefizite wurden hierbei nicht berücksichtigt. Dabei deutet sich an, dass in den ersten
fünf Stunden nach der Operation im peripheren Blut nur minimale Schwankungen der TEAC-
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 94 -
Konzentration zu verzeichnen sind. Auch wenn der Abfall zu Beginn und der darauf folgende
Anstieg aus Sicht der Anpassung des antioxidativen Systems mit einem erhöhten Verbrauch
während und kurz nach der Operation und nachfolgender Regeneration gut nachzuvollziehen
sind, sind diese Änderungen der antioxidativen Kapazität < 50 µmol/l und damit eher unbe-
deutend. In dieser Zeit, nach Beendigung der Operation, befanden sich die Tiere weitestge-
hend ungestört in Einzelboxen, versorgt mit intravenösen Infusionen (NaCl, 0,9%ig, + 760 g
Glucose) und Antibiotika. Diese Behandlung, ohne zusätzliche Supplementierung von Antio-
xidantien oder Glucocorticoiden, reichte bei den untersuchten Kühen aus, um den Organismus
bei der Regeneration zu unterstützen. Sie wirkt sich zudem fördernd auf die antioxidative
Kompensation aus, so dass die Antioxidantien nicht erschöpft werden. Auch bei Hunden mit
Magendrehung erwies sich postoperativ die Versorgung mit Kochsalzlösung (NaCL, 0,9%ig)
mit als entscheidendes Kriterium für die Bewältigung der Auswirkung des Ischämie-
/Reperfusionssyndroms (LANTZ et al. 1992). Erst nach fünf Stunden stieg die TEAC-
Konzentration um mehr als 100 µmol/l an, kehrte aber innerhalb von zwei Stunden auf das
Ausgangsniveau zurück. Eine Stunde später war wiederum ein Anstieg um fast 100 µmol/l zu
verzeichnen, der bis zum Ende der Messzeit wieder ausgeglichen wurde. Diese Veränderun-
gen können mit auf die Aktivierung der körpereigenen Abwehr (s. 2.1.1.4) zurückgeführt
werden, die durch die Lyse von Zellbestandteilen zur Produktion von Radikalen beiträgt. Da-
bei gilt zu beachten, dass sowohl am Labmagen durch die Verlagerung als auch durch die O-
peration an sich entzündliche Vorgänge in Gang gesetzt werden. Die Anpassung an oxidati-
ven Stress durch plasmatische Antioxidantien ist auch ohne vorbereitende Maßnahmen
möglich. Bei Untersuchungen an Marathonläufern zeigte sich, dass auch nur gering trainierte
Menschen auf die enorme Belastung mit einer Erhöhung der plasmatischen antioxidativen
Kapazität von ca. 15 % reagieren können, bevor diese nicht mehr in der Lage ist, den oxidati-
ven Stress zu kompensieren (KAIKKONEN et al. 2002). Die Rückkehr auf das „individuelle“
Niveau der einzelnen Tiere ist vielfach in anderen Studien zum Verlauf der nichtenzymati-
schen Antioxidantien nach Phasen oxidativen Stresses beschrieben, so auch bei Untersuchun-
gen zum TRAP im zeitlichen Verlauf nach Ischämie und Reperfusion am Rattendarm (SLA-
VIKOVA 1998). Um die postoperative Regeneration günstig zu beeinflussen, können den
Kühen nach der Operation nichtenzymatische Antioxidantien, wie Vitamin C verabreicht
werden, die ein Absinken der TEAC-Konzentration und damit der antioxidativen Kapazität
verringern oder verhindern könnten.
Diskussion __________________________________________________________________________________________
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TEAC-Konzentrations-Verlauf bei Tieren mit RDA
Bei den rechtsseitigen Verlagerungen ist die gemeinsame Diskussion der TEAC-
Konzentration nicht vorteilhaft. Dagegen spricht der unterschiedliche Grad der Verlagerung
(0° bis >360°), der im Gegensatz zu den linksseitigen Verlagerungen deutliche Auswirkungen
auf die Blutzirkulation und die Ansammlung von Lactat hat (WITTEK et al. 2004, Abb. 37-
45).
Die Kühe 19, 25, 32, 34 und 35 (RDA cT, Abb. 37, 39, 41, 43, 44) zeigten nach der Reposi-
tion des Labmagens einen deutlichen Anstieg der TEAC-Konzentration von bis zu
400 µmol/l. Bei ihnen fielen zudem deutlich erhöhte Lactatkonzentrationen (>5mmol/l) auf,
die auf Perfusionsstörungen des Labmagens durch die Torsion (≥180 °) zurückzuführen sind.
Bei der Reperfusion nach der Reposition kommt es zur Radikalbildung (siehe 2.1.2.1), wor-
aufhin die TEAC-Konzentration ansteigt. Dieser Anstieg fällt nachfolgend wieder ab, was den
Zusammenhang mit der Reperfusion verdeutlicht. Neben den erhöhten Lactatkonzentrationen
zeigten die Tiere bis auf Kuh 35 (Abb. 44) erhöhte Harnstoffkonzentrationen, die das Kreis-
laufdefizit der Tiere verdeutlichen. Durch diese Hämokonzentration werden die z.T. extremen
Anstiege der TEAC-Konzentration noch potenziert. Zusätzliche Erkrankungen, wie Endo-
metritiden fallen bei diesen RDA cT weniger ins Gewicht, da die Geburt bis auf Kuh 7 länger
zurücklag.
Kuh 24 (Abb. 38) gliederte sich als RDA sT in den Verlauf der LDA ein, bei ihr waren weder
Lactat- noch Harnstoffkonzentration erhöht, die Endometritis trat als einziger störender Fak-
tor auf. Der Anstieg der TEAC-Konzentration nach sechs bis acht Stunden entspricht dem
Verlauf der LDA 3.
Kuh 31 (Abb. 40) als RDA sT durch Obstipation mit Sand zeigte wie oben genannte RDA cT
erhöhte Lactat- und Harnstoffkonzentrationen, die auf Perfusionsstörungen und ein Kreislauf-
defizit hinweisen. Dementsprechend erfolgte auch bei ihr nach Reposition des Labmagens
durch die Reperfusion ein Anstieg der TEAC-Konzentration. Die nach der Operation auftre-
tenden Digestionsstörungen deuten auf Dilatation und Atonie des Labmagens hin, wie sie von
GEISHAUSER 1995 beschrieben wurden und durch Radikalbildung mit beeinflusst werden.
Bei Kuh 37 (Abb. 45) fiel das durchweg niedrige Niveau der TEAC-Konzentration auf, das
trotz lang zurückliegender Geburt und erhöhten Lactat- und Harnstoffkonzentrationen be-
stand. Bei ihr musste die zusätzliche Erkrankung in Form der hochgradigen Lahmheit berück-
sichtigt werden, von der nicht bekannt ist, wie lange sie schon bestand und was sie ausgelöst
hatte. Da keinerlei äußere Anzeichen mehr auffielen, die nur auf kurze Erkrankungsdauer
hindeuteten, muss davon ausgegangen werden, dass die Kuh über einen längeren Zeitraum
Diskussion __________________________________________________________________________________________
- 96 -
weniger Futter aufgenommen haben kann und die Entzündung zum Verbrauch der nichten-
zymatischen Antioxidantien führte.
Kuh 25 (Abb. 39) zeigte den Verlauf einer RDA cT, der zum Verlust des Tieres führte. Die
TEAC-Konzentration zeigte nach Reposition den typischen Anstieg, aber auch nachfolgend
weitere Anstiege, die zwar auf die in der pathologischen Untersuchung festgestellten Ulzera-
tionen und die Peritonitis hinweisen können, auf die aber aufgrund des TEAC-Verlaufes nicht
geschlossen werden kann.
Wie bei den Kühen mit LDA kommt es bei den RDA cT (Abb. 37-45) sechs bis zehn Stunden
nach der Operation wieder zum Anstieg der TEAC-Konzentration vom Ausgangsniveau, die
zwar zeitlich verzögert zu denen der Tiere mit LDA auftraten und auch weitaus höhere
Schwankungen darstellen, die aber ebenso als Zeichen einer Entzündungsreaktion gewertet
werden können. Dass die Schwankungen höher ausfallen als bei den Tieren mit LDA, kann
auf einen zusätzlichen Entzündungsherd hinweisen, wobei auch hier der Labmagen als stärker
betroffenes Organ nahe liegt. Nachfolgend ist wie bei den linksseitigen Verlagerungen eine
Rückkehr zum Ausgangsniveau gegen Ende der Messzeit zu verzeichnen.
Zusammenfassend für den Verlauf der TEAC-Konzentration bei Kühen mit RDA ist zu
sagen, dass sich die starke Belastung mit oxidativem Stress infolge von Ischämie und Reper-
fusion in Form von Schwankungen der TEAC-Konzentration ausdrückt, die z.T. ein mehrfa-
ches des Ausgangsniveaus betrugen. Daher kann eine Unterstützung mittels nichtenzymati-
scher Antioxidantien nur befürwortet werden. Die intravenöse Verabreichung von
nichtenzymatischen Antioxidantien wie Vitamin C und E kurz vor Entgasung und Rückverla-
gerung ist aufgrund der Verlaufsuntersuchung als günstig anzusehen. Im weiteren Regenera-
tionsverlauf erscheint eine weitere Gabe nicht zwingend notwendig.
Zusammenfassung __________________________________________________________________________________________
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6. Zusammenfassung Untersuchungen zum antioxidativen Status bei verschiedenen Formen der Dislocatio
abomasi des Rindes im Blut der V. jugularis und der V. epigastrica
Gregor Dinges Medizinische Tierklinik der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig
März 2004
(125 Seiten, 45 Abbildungen, 16 Tabellen, 246 Literaturangaben, 1 Seite Anhang)
Die Entstehung und Auswirkungen von Radikalen am Labmagen bei Kühen mit Dislocatio
abomasi (DA) gelten mit als zentraler Faktor für Störungen der Labmagenmotorik und damit
für die postoperative Regeneration der Kühe. Ziel der vorliegenden Arbeit war, die Auswir-
kungen der verschiedenen Formen der Labmagenverlagerung des Rindes auf den antioxidati-
ven Stoffwechsel des Labmagens und des Gesamtorganismus unter Berücksichtigung der
Stoffwechsellage und zusätzlicher Erkrankungen zu vergleichen. Zur Einschätzung des anti-
oxidativen Status dienten die Aktivitäten der Superoxiddismutase (SOD) und der Glutathion-
peroxidase (GPX) sowie die TEAC-Konzentration („TROLOX equivalent antioxidative capa-
city“ -Konzentration) zur Beurteilung der nichtenzymatischen wasserlöslichen Antioxidantien
im Plasma. Weiterhin wurden die klinischen und die Stoffwechselbefunde der Kühe erhoben.
Versuchsanordnung: Bei 22 Kühen mit links- und 15 Kühen mit rechtsseitiger Labmagenver-
lagerung (LDA bzw. RDA) wurden vor der operativen Reposition des Labmagens die klini-
schen Befunde erhoben und Blut aus der V. jugularis zur Bestimmung der ß-Hydroxybutyrat-
(BHB-), Cholesterol-, Gesamtbilirubin-, Totalprotein-, Harnstoff- , Natrium- und Kaliumkon-
zentrationen sowie der Aktivitäten der GLDH und der ASAT genommen. Die Tiere mit LDA
wurden nach dem Schweregrad in LDA 2 und LDA 3 eingeteilt, die Tiere mit RDA in RDA
ohne (RDA sT) und mit Torsion (RDA cT). Unmittelbar vor und nach Reposition des Labma-
gens wurden intraoperativ peripher (p) und direkt am Labmagen (lm) in Ausläufern der V. e-
pigastrica dextra venöse Blutproben entnommen. Aus dem daraus gewonnenen Plasma wur-
den Chlorid-, Lactat- und TEAC-Konzentrationen sowie die Aktivitäten der Creatinkinase
(CK) ermittelt. Aus Erythrozytenpellets der gleichen Probenentnahme wurden die Aktivitäten
von GPX und SOD sowie die Hämoglobinkonzentrationen in den Pellets erfasst. Zusätzlich
wurde der Verlauf der TEAC-Konzentration im peripheren Plasma 12 (LDA) bzw. 16 (RDA)
Stunden p. op. verfolgt.
Ergebnisse: Fett- und Leberstoffwechsel bei Kühen mit LDA und RDA sT waren stärker be-
lastet als bei Kühen mit RDA cT. Dabei unterlagen die Tiere mit LDA 2 in vorliegender Stu-
Zusammenfassung __________________________________________________________________________________________
- 98 -
die den größten Beeinflussungen. Sie hatten zudem den größten Anteil zusätzlicher Erkran-
kungen und befanden sich zu 89 % im ersten Monat post partum. Bei den Kühen mit RDA cT
dagegen war der Mineralstoffwechsel stärker belastet als bei Kühen mit LDA und RDA sT.
Hier traten zudem die höchsten Harnstoff- (5,3; 7,5; 12,1 mmol/l) und Lactatkonzentrationen
(3,4; 6,14; 8,6 mmo/l) auf. Die CK zeigte in den Gruppen der LDA 2 (380; 489; 1110 U/l)
und der RDA sT (316; 424; 814 U/l) die höchsten Aktivitäten.
Die SOD-Aktivitäten der Kühe mit LDA (2194; 2191; 2309 U/g Hb) waren höher als die der
Kühe mit RDA (1667; 2061; 2449 U/g Hb), wobei in Bezug auf den zunehmenden Abstand
zum Partus die Aktivitäten in der Gruppe der LDA 3 abnahmen. Bei der GPX lagen innerhalb
der RDA (508; 560; 592 U/g Hb) höhere Aktivitäten vor, auch hier lagen bei Kühen mit grö-
ßerem Abstand zum Partus in der Gruppe der LDA 3 niedrigere Aktivitäten vor.
Die TEAC-Konzentrationen waren in den Gruppen der LDA 2 (302; 361; 403 µmol/l) und der
RDA cT ( 235; 270; 346 µmol/l) am höchsten, Kühe mit LDA 3 zeigten mit zunehmendem
Abstand zum Partus höhere, Kühe mit RDA cT niedrigere TEAC-Konzentrationen.
Im Vergleich von peripherem zu abomasalem Blut konnten keine signifikanten Unterschiede
festgestellt werden.
Im postoperativen Verlauf stiegen die TEAC-Konzentrationen bei Kühen mit LDA 3 ca. fünf
und acht Stunden post operationem an, kehrten aber wieder auf das Ausgangsniveau zurück.
Bei Kühen mit RDA, die deutlich erhöhte Lactat- und Harnstoffkonzentrationen hatten, war
zusätzlich nach der Rückverlagerung ein Anstieg der TEAC-Konzentration zu verzeichnen,
der nachfolgend wieder abfiel.
Schlussfolgerungen: Der antioxidative Status bei Kühen mit DA unterliegt nicht nur der Be-
einflussungen durch die DA, sondern auch durch zusätzliche Erkrankungen und durch den
Abstand zum Partus. Dies zeigt sich deutlich in den Gruppen der LDA 2 und der LDA 3. Die
Kühe mit RDA sT sind hinsichtlich ihrer oxidativen Belastungen den LDA vergleichbar. Bei
den RDA cT kommt es zu Perfusionsstörungen, die für die Ansammlung von Lactat verant-
wortlich sind. Das antioxidative System zeigt bei ihnen höhere Aktivitäten der GPX und hö-
here Konzentrationen der TEAC, die geringere SOD-Aktivität kann Ausdruck einer vorüber-
gehenden Inaktivierung sein. Im TEAC-Verlauf post operationem kommt es bei den RDA cT
mit den größten Perfusionsstörungen nach der Reposition des Labmagens zu einem Anstieg,
der auf den Anstrom von Radikalen während der Reperfusion zurückzuführen ist.
Summary __________________________________________________________________________________________
- 99 -
7. Summary
Studies on antioxidative metabolism in cows with different forms of the dislocatio
abomasi (DA) in blood samples from jugular and epigastric vein
Gregor Dinges Clinic for Large Animal Internal Medicine
Faculty of Veterinary Medicine of the University of Leipzig
March 2004
(125 pages, 45 figures, 16 tables, 246 references, 1 page appendix)
The formation and the effects of radicals on the abomasum in cows with dislocatio abomasi
(DA) are regarded as one of the main factors for disturbed abomasal motility and the
postoperative regeneration.
The aim of this study was to compare the effects of the different forms of DA in cows on the
abomasal antioxidative metabolism and the whole organism under consideration of the
metabolic status and additional diseases. To asses the antioxidative status the activities of
superoxide dismutase and glutathione peroxidase, and the concentration of the TEAC
(“TROLOX equivalent antioxidative capacity”) for the non-enzymatic, water soluble
plasmatic antioxidants were determined. Additionally, clinical and metabolic parameters were
measured.
Methods: Before surgical reposition of the abomasum 22 cows with left and 15 cows with
right displaced abomasum (LDA or RDA) were physically examined. Blood samples were
taken from the jugular vein to measure the concentrations of β-hydroxybutyrate (BHB),
cholesterol, total bilirubin, total protein, urea, sodium, potassium and the activities of
glutamatedehydrogenase (GLDH) and aspartate-amino-transferase (ASAT). The animals with
LDA were divided into groups depending on the degree of displacement (LDA 2 and LDA 3),
the animals with RDA into RDA without (RDA sT) and with abomasal volvulus (RDA cT).
Immediately before and after surgical reposition of the abomasum, blood was taken from the
jugular and the epigastric vein. The plasma concentrations of chloride, lactate and TEAC and
the activities of the creatine kinase (CK) were measured. The activities of GPX and SOD and
the concentrations of haemoglobin were determined in erythrocyte pellets of these samples.
Moreover, the time course of the concentration of the TEAC was observed in the peripheral
plasma over 12 (LDA) or 16 (RDA) hours.
Summary __________________________________________________________________________________________
- 100 -
Results: In cows with LDA and RDA sT, the lipid and liver metabolism were more disturbed
in comparison to cows with RDA cT. In this study cows with LDA 2 were heavily influenced.
They had the highest portion of additional diseases and 89% of them were in the first month
after parturitions. In the cows with RDA cT the metabolism of minerals was more influenced.
Additionally, they showed the highest concentrations of urea (5.3; 7.5; 12.1 mmol/l) and
lactate (3.4; 6.14; 8.6 mmo/l). The highest activities of the CK were found in the groups with
LDA 2 (380; 489; 1110 U/l) and RDA sT (316; 424; 814 U/l).
In cows with LDA the activities of the SOD (2194; 2191; 2309 U/g Hb) were higher than in
cows with RDA (1667; 2061; 2449 U/g Hb). The cows with LDA 3 which were longer in
milk had lower activities of the SOD. The cows with RDA (508; 560; 592 U/g Hb) had higher
GPX activities than cows with LDA, but the activities decreased with increasing lactation
days.
The groups with LDA 2 (302; 361; 403 µmol/l) and RDA cT (235; 270; 346 µmol/l) showed
the highest concentrations of the TEAC. The concentrations of TEAC increased with
increasing time after parturition in cows with LDA 3. In contrast the concentration of TEAC
decreased with the time after parturition in cows with RDA cT.
There were no significant differences comparing the peripheral and the abomasal blood
parameters
The TEAC concentration increased five and eight hours post operationem in the group of the
LDA 3, but decreased to the basic level later. In cows with RDA cT, there was an additional
transient increase immediately after the reposition of the abomasums.
Conclusions: In cows with DA the antioxidative status was not only influenced by the DA but
concurrent diseases and the duration of lactation had additional effects. This was shown in the
groups with LDA 2 and LDA 3. Cows with RDA sT were similar to cows with LDA. Only
cows with RDA cT suffered from disturbances of the abomasal perfusion, which resulted in
increased lactate concentrations. In these cows the activities of GPX and the concentrations of
the TEAC were higher. It is believed that inactivation was reason for the lower activities of
the SOD in cows with RDA cT. The highest values of TEAC concentration after reposition
of the abomasum were measured in cows which had the strongest disturbances of the
perfusion. The influx of radicals during the phase of reperfusion after reposition of the
abomasums is considered as reason.
Summary __________________________________________________________________________________________
- 101 -
8. Literaturverzeichnis AKGÜR, F. M., M. OLGUNER, O. YENICI, M. GÖKDEN, T. AKTUG, M. YILMAZ u. G. ATAC (1996): The effect of allopurinol pretreatment on intestinal hypoperfusion encountered after correction of intestinal volvolus. J. Pediatr. Surg. 31, Nr. 9, 1205 - 1207 ALEKOS, T. (1992): Der Einfluss der Selenkonzentration in der Nahrung auf die Aktivität der GPS-Transferase und der Glutathionperoxidase. Berlin, Freie Univ., Fachber. Veterinärmed., Diss. AL-GOUHL, W. M., R. B. MEEKER u. R. S. GREENWOOD (1995): Kindling induces a longlasting increase in brain nitric oxide synthase activity. Neuroreport 6, 457 - 460 ALLEN, R.G. u. V. S. VENKATRJ (1992): Oxidants and antioxidants in development and differentiation. J. Nutr. 122, 631 - 635 ALLISON, R. C., E. M. HERNANDEZ, V. R. PRASAD, M. B. GRISHAM u. A. E. TAYLOR (1988): Protective effects of O2 radical scavengers and adenosine in PMA-induced lung injury. J. Appl. Physiol. 64, 2175 - 2182 ANSORGE, K. u. B. - O. GEMKOW (1992): Zum Einfluss von Superoxiddismutase, Oxypurinol und Iloprost auf die Wirkung freier Sau-erstoffradikale bei Konservierung und Reperfusion isolierter Dünndarmtransplantate. Eine tierexperimentelle Studie. Berlin, Univ., Med. Fak., Diss. AUPPERLE, H., H. A. SCHOON u. M. FÜRLL (1998): Pathologisch-anatomische Befunde bei Dislocatio abomasi und deren klinische Konsequen-zen. Internationaler Workshop Ätiologie, Pathogenese, Diagnostik, Prognose, Therapie und Pro-phylaxe der Dislocatio abomasi, Leipzig 1998, Proceed., 195 - 197 AUTEFAGE, A., H. P. LEFEBVRE, F. ALVANITAKIS u. J. P. BRAUN (2000) : Non-invasive quantifikation of muscle damage during surgery in the dog. Rev. Med. Vet. 151, Nr. 7, 661 AVISSAR, N., E. A. KERL, S. S. BAKER u. H. J. COHEN (1994): Extracellular glutathione peroxidase mRNA and protein in human cell lines. Arch. Biochem. Biophys. 309, Nr. 2, 239 - 246 BAADER, W. J., P. ROMOFF, H. P. CARAVIELLO u. E. L. BASTOS (2000): A novel method for the evaluation of natural products antioxidant activity.
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Tab. I: Vergleichende Darstellung der Hämoglobinkonzentration (Hb-Konz.), der Creatinkinase-Aktivität (CK-Aktivität), der TEAC-
Konzentration (TEAC-Konz.), der Glutathionperoxidase-Aktivität (GPX-Aktivität) und der Superoxiddismutase-Aktivität
(SOD-Aktivität) an den Entnahmestellen V. Jugularis (p) und den Venen des Labmagens (lm) innerhalb der Gruppen der links-
seitigen Verlagerungen (LDA) zweiten (LDA 2) und dritten (LDA 3) Grades sowie der rechtsseitigen Verlagerungen (RDA)
ohne (RDA sT) und mit (RDA cT) Torsion (Median, 1. und 3. Quartil)
alle LDA
(n=22) LDA 2 (n=9)
LDA 3 (n=13)
alle RDA (n=15)
RDA sT (n=4)
RDA cT (n=11)
Hb-Konz. (p) (mmol/l)
18,0 (16,9; 19,1)
18,0 (17,1; 19,8)
18,0 (16,2; 18,6)
18,0 (17,3; 18,5)
18,2 (17,0; 19,3)
18,0 (17,4; 18,2)
Hb-Konz. (lm) (mmol/l)
17,7 (16,9; 18,3) 18,3 (17,4; 19,2)
17,1 (16,5; 18,0)
18,9 (17,3; 19,2)
17,3 (17,0; 17,9)
19,2 (18,3; 19,4)
CK-Aktivität (p) (U/l)
282 (209; 543)
489 (380; 1110)
233 (179; 305)
438 (316; 912)
619 (379; 886)
424 (316; 814)
CK-Aktivität (lm) (U/l)
242 (174; 535)
484 (438; 1055)
176 (134; 224)
466 (280; 903)
611 (411; 825)
458 (283; 990)
TEAC-Konz. (p) (µmol/l)
293 (215; 361)
361 (302;403)
239 (200; 309)
270 (213; 387)
303 (206; 415)
270 (235; 346)
TEAC-Konz. (lm) (µmol/l)
241 (220 ;319)
317 (243; 343)
233 (205; 267)
325 (230; 359)
245 (226; 276)
334 (267; 373)
SOD-Aktivität (p) (U/g Hb)
2491 (2194; 2814)
2718 (2443; 3501)
2438 (2055; 2550)
2061 (1667; 2449)
1969 (1677; 2232)
2061 (1793; 2449)
SOD-Aktivität (lm) (U/g Hb)
2229 (2081; 2309)
2302 (2192; 2414)
2188 (1876; 2332)
2019 (1700; 2219)
1585 (1556; 1730)
2073 (1918; 2416)
GPX-Aktivität (p) (U/g Hb)
429 (351; 520)
509 (444; 522)
395 (275; 429)
560 (508; 592)
505 (475; 537)
569 (539; 614)
GPX-Aktivität (lm) (U/g Hb)
446 (359; 511)
490 (450; 519)
426 (308; 460)
521 (470; 570)
496 (470; 522)
522 (476; 598)
Danksagung
Mein besonderer Dank gilt Herrn Dr. habil. M. Fürll für die Überlassung des interessanten Themas, für seine
Betreuung und die stets freundliche fachliche und geduldige Unterstützung bei der Anfertigung dieser Arbeit.
In gleicher Weise bedanke ich mich bei Herrn Dr. T. Wittek für die Einarbeitung in das Themengebiet, das ziel-
orientierte Arbeiten und die Betreuung.
Außerdem danke ich dem Labor der Medizinischen Tierklinik unter der Leitung von FDC H. Kirbach für geisti-
ge Unterstützung bei der langwidrigen Probenbearbeitung. Ich danke für stets offene Augen und Ohren gegen-
über Neulingen in ihrem Reich.
Den Klinikmitarbeitern sei die Hilfe bei der Bändigung widerspenstiger Tiere und die zuvorkommende unkom-
plizierte Hilfsbereitschaft gedankt.
Dem Team der Pathologie, im besonderen Herrn Prof. H.-A. Schoon, Frau Dr. H. Aupperle und Frau Dr. C. El-
lenberger danke ich für die nette Zusammenarbeit auch über die erste Hürde hinaus.
Auch wenn sie nicht direkten Anteil an der Promotion hatten, möchte ich besonders meinen Arbeitgebern der
letzten vier Jahre danken, allen voraus Frau S. Fuchs, Frau Dr. M. Wiegand, Herrn H. Schnelle und Herrn A.
Schneider.
Herzlichen Dank an meine Freunde, besonders Ricci, die mir beigestanden haben, an meine Eltern, die dies im-
mer getan haben und auch weiterhin werden, an meinen Hund und an meine Brüder.
