Diss.: Effekte v.Chromhefe bei insulinresistenten Pferden

Effekte einer Chromhefezugabe auf die glycämischenund insulinämischen Reaktionen bei insulinresistentenPonies und Pferden
http://www.qucosa.de/fileadmin/data/quc ... 052011.pdf
Einleitung

Der Begriff Equines Metabolisches Syndrom wurde erstmals von JOHNSON (2002) in der Ve-terinärmedizin eingeführt. In Anlehnung an das humane metabolische Syndrom kam JOHN-SON (2002) zu dem Schluss, dass Übergewicht, Insulinresistenz und Hufrehe bei Pferden undPonies die Komponenten eines klinischen Syndroms darstellen (ACVIM Consensus Statement2009). Das equine metabolische Syndrom (EMS) entsteht vornehmlich bei genetisch prädispo-nierten Pferden (SPLAN et al. 2003) durch übermäßige Energiezufuhr (KRONFELD et al.2005) und Bewegungsmangel. Die dadurch bedingte Ansammlung hormonell aktiven Fettesführt zu einer gesteigerten Cortisolaktivierung, Insulinresistenz, Glucotoxizität, Endotheliopa-thie, Hypertonie und Dyslipidämie (REAVEN 1998, POTENZA und MECHANIK 2009, AS-PLIN et al. 2007). Der Insulinresistenz scheint eine zentrale Rolle bei der Entstehung desequinen metabolischen Syndroms zuzukommen. Die Insulinresistenz bedingt eine verminderteWirkung des Insulins an seiner Zielzelle, was eine reduzierte Insulin-Rezeptor-Tyrosin-KinaseAktivität zur Folge hat. Zur Kompensation sezernieren die ß-Zellen des Pankreas hohe Konzen-trationen an Insulin; Hyperinsulinämie ist die Folge. Die Hyperinsulinämie in Kombination miteiner gestörten Glucosetoleranz kann bei betroffenen Individuen zu einer Endotheliopathie undim Weiteren zur Ausbildung einer Hufrehe führen. Klinisch dominieren abnorme subcutaneFettansammlungen, insbesondere im Nackenbereich, im Schulter-und Kruppenbereich, sowieam Präputium und vor dem Euter (JOHNSON et al. 2002, FRANK et al. 2007, CARTER et al.2009), chronische Hufrehe, Polyurie, Polydipsie, Polyphagie, Lethargie und Infertilität (JOHN-SON et al. 2002, SESSION et al. 2004).Chrom wurde 1959 als Bestandteil des Glucose-Toleranz-Faktors entdeckt (SCHWARZ 1959)und fand somit Eingang in die Forschung der Spurenelemente- und Ernährungsphysiologie. Inden letzten Jahren wurden im Bereich der Humanmedizin viele Supplementationsversuche mitChrom in den unterschiedlichsten Applikationsformen (Chromhefen, Chrompicolinat, Chrom-tripicolinate etc.) zur Verbesserung der Insulinresistenz durchgeführt (KAATS et al.1996,PASSMANN et al. 1997). Es gibt verschiedene Hinweise für eine Funktion von Chrom im Glu-cose- und Lipidstoffwechsel (MERZ 1998, VINCENT 2004). Eine Chromsupplementation beibetroffenen Personen zeigte bei einem großen Anteil der Probanden einen positiven Effekt aufdie Glucosetoleranz (ANDERSON 1997/1998, SINGER 2006) und die Insulinsensitivität(MARTIN 2006). Auch in der Pferdemedizin wurden verschiedene Supplementationsversuchemit Chrom durchgeführt (PAGAN et al. 1993, GENTRY et al. 1999, OTT und KIVIPELTO1999, CARTMILL et al. 2003, VERVUERT et al. 2005). Die Ergebnisse in der Literatur überdie Wirkung von Chrom waren zum Teil widersprüchlich. Ziel dieser Studie war es, die Sup-plementation von Chrom, zur Verbesserung der glycämischen und insulinämischen Reaktionenbei insulinresistenten Pferden und Ponies zu untersuchen.

Schlussfolgerung

In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass im wesentlichen Insulin, nicht aber Glu-cose im Blut zur Diagnostik des EMS geeignet zu sein scheint.Nüchterinsulinwerte > 20 µU Insulin/ ml Plasma gelten als sicherer Referenzwert für das Vor-liegen einer Insulinresistenz (FRANK 2009) und weisen auf eine veränderte Glucoseregulationhin. Generell können aber Insulinwerte < 20 µU Insulin/ml Plasma nicht als Ausschlusskriteri-um gelten. Hier stehen zukünftige Studien aus, um praxisrelevante Methoden z.B. im Vergleichzum Minimal-Model validieren zu können.Chrom scheint eine Verbesserung der Insulinsenitivität bewirken zu können, allerdings fand inder vorliegenden Studie eine deutliche Energierestriktion und ein damit in Verbindung stehen-der Körpermassenverlust zur gleichen Zeit statt, so dass die Verbesserung der Insulinregulationdurchaus als Kombination dieser 3 Faktoren angesehen werden muss.Weitere Studien sind notwendig, um die Effektivität von Chrom untermauern zu können. Ins-besondere die Frage nach dem Dosierungsintervall, sowie die Festlegung des Chrombedarfs beigesunden und kranken Pferden bzw. geeignete Messmethoden des Chromgehaltes im Organis-mus müssen im Vordergrund weiterer Versuche stehen.

Zusammenfassung

Dem Spurenelement Chrom wird seit mehreren Jahrzehnten eine maßgebliche Funktion imGlucosestoffwechsel zugeschrieben. In der vorliegenden placebokontrollierten Studie wurdendie Effekte einer Chromhefezulage bei insulinresistenten Ponies und Pferden untersucht.Aus dem Patientenklientel der Pferdeklinik an der Rennbahn wurden mittels eines Stärketole-ranztest 27 Ponies und Pferde ausgewählt, welche einen veränderten Glucosestoffwechsel auf-wiesen. Die Versuchsprobanden waren 13,9 ± 4,8 Jahre alt, wiesen eine mittlere Körpermassevon 422 ± 138 kg und einen mittleren Body Condition Score von 7,6 ± 0,8 (Skala 1-9) auf. Die27 Ponies und Pferde wurden nach dem Zufallsprinzip in 2 Gruppen unterteilt. Die Chromgrup-pe (N=15) erhielt über einen Zeitraum von 28 ± 7 Tagen eine Chromhefezulage in einer tägli-chen Dosierung von 25 µg/kg KM, die Placebogruppe (N=12) erhielt eine Hefezulage ohneChrom in derselben Hefemenge wie die Chromgruppe.Während des Versuchszeitraumes wurden alle Probanden mit Heu 1,5 kg /100 kg KM gefüttert.Zu Beginn und am Ende des Versuchszeitraumes wurde jeweils ein Stärketoleranztest(1,5 g Stärke/kg KM) über eine Dauer von 420 min durchgeführt. Die Blutproben wurden post-prandial in definierten Intervallen entnommen.In beiden Gruppen konnte ein deutlicher Gewichtsverlust über die vierwöchige Versuchszeitbeobachtet werden. Dabei wurde ein signifikanter Gewichtsverlust bei der chromsupplemen-tierten Gruppe von 3,8 ± 4,3 % (p < 0,05) und ein ebenfalls signifikanter Gewichtsverlust beider Placebogruppe von 2,1 ± 3,2 % (p < 0,05) verzeichnet.Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen konnten aber nicht mit p < 0,05 abgesichertwerden.
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Zusammenfassung72 Die Ruheglucosekonzentrationen bewegten sich bei den chromsupplementierten Tieren im Mit-tel bei 6,3 ± 2,1 mmol/l, die placebosupplementierte Gruppe wies mittlere Werte von 5,5 ± 0,9mmol/l auf. Nach der Behandlung konnten Ruheglucosekonzentrationen von 6,0 ± 2,0 mmol/lfür die chromsupplementierten Tiere und Ruheglucosekonzentrationen von 5,6 ± 0,5 mmol/l fürdie placebosupplementierten Probanden gemessen werden. Die Nüchterninsulinkonzentratio-nen im Plasma lagen vor der Supplementierung bei 63,7 ± 81,9 µU/ml für die Chromgruppe undbei 42,9 ± 47,8 µU/ml für die Placebogruppe. Nach der Behandlung konnten Nüchterinsulin-konzentrationen bei den chromsupplementierten Pferden und Ponies von 33,2 ± 35,7 µU/ml so-wie bei den placebosupplementierten Tieren von 14,4 ± 8,7 µU/ml verzeichnet werden. DieseVeränderung der Nüchterninsulinwerte innerhalb der beiden Behandlungsgruppen war jedochnicht signifikant.Beim 1. Stärketoleranztest erreichte die Chromgruppe eine mittlere maximale Plasmaglucose-konzentration von 12,4 ± 2,6 mmol/l mit Einzelwerten bis zu 19,3 mmol/l, die Placebogruppewies eine mittlere maximale Plasmaglucosekonzentration von 11,8 ± 2,0 mmol/l mit Einzelwer-ten bis 16,3 mmol/l auf. Die Plasmainsulinkonzentrationen stiegen im 1. Stärketoleranztest beider Chromgruppe auf mittlere maximale Werte von 1902 ± 1393 µU /ml sowie in der Placebo-gruppe auf 1158 ± 753 µU/ml.Im 2. Stärketoleranztest erreichte die Chromgruppe eine mittlere maximale Plasmaglucosekon-zentration von 11,0 ± 3,0 mmol/l und die Placebogruppe wies eine mittlere maximale Plas-maglucosekonzentration von 10,7 ± 2,6 mmol/l auf (Behandlung und Zeit: nicht signifikant).Die Plasmainsulinkonzentrationen der Chromgruppe stiegen im 2. Stärketoleranztest auf mitt-lere maximale Plasamainsulinkonzentrationen von 1277 ± 856 µU/ml, für die placebosupple-mentierte Gruppe wurden mittlere Maximalwerte von 883 ± 725 µU/ml ermittelt; dieseUnterschiede waren jedoch nicht signifikant.Der beobachtete Körpergewichtsverlust scheint für beide Gruppen von Bedeutung für die Ver-besserung der Insulinresistenz zu sein. Nach der vierwöchigen Supplementierungsphase konnteallerdings bei den Tieren die Cr erhielten, eine deutlichere Reduktion bei der Insulinreaktion imVerlaufe des 2. STT beobachtet werden, wohingegen die Placebopferde nur eine moderate Ver-änderung in der Insulinreaktion aufwiesen.

Eine weitere Methode zur Bestimmung der Mähnenkammbreite ist eine Messung mittels Maßband,
gemessen an der mittleren Position zwischen Atlas und Widerrist bei normaler Kopfhaltung
(FRANK et al. 2006). Diese ermittelte Breite wird dann ins Verhältnis gesetzt zu der
Widerristhöhe. Ein Wert über 0,71 gilt als kritischer Bereich für Pferde und Ponies im Hinblick
auf die Entstehung einer ernährungsbedingt verursachten Hufrehe (CARTER et al. 2009).

POWELL et al. (2002) konnten eine Verbesserung der Insulinresistenz bei übergewichtigen
Stuten durch tägliche leichte Arbeit (20 min Trabarbeit an der Longe) innerhalb von nur 8 Tagen
erreichen.

Ebenfalls keine Verbesserung der Glucosetoleranz und der Insulinresistenz, sowie ebenfalls
keine Auswirkungen auf die subcutanen Fettdepots und Lipidkonzentrationen im Plasma verzeichneten
CARTER et al. (2010) durch ein moderates Bewegungstraining von insulinresistenten,
übergewichtigen Pferden. Sie schlossen hieraus, dass ein moderates Bewegungstraining
ohne angepasste Reduktionsdiät nicht ausreicht, um Veränderungen im Glucose- und Insulinstoffwechsel
herbeizuführen.

Als Medikamentation wurden in der Vergangenheit in aller Regel NSAIDs verabreicht. Diese
NSAIDs verschlechtern die Glucosetoleranz, indem sie sich negativ auf den Hormonstatus der
Schilddrüse auswirken (MORRIS und GRACIA, 1983), was wiederum zu einer Gewichtszunahme
und einer dadurch verschlechterten Insulinsensitivität führen kann.

RALSTON et al. (1989) beschrieben für ältere Pferde (> 20 Jahre) signifikant höhere Insulinkonzentrationen
im oralen Glucosetoleranztest. Demgegenüber verzeichneten sie zwar signifikant
niedrigere Glucoseausgangswerte bei den älteren Pferden; die Maximalkonzentrationen
unterschieden sich jedoch nicht voneinander. RALSTON et al. (1989) stellten zudem einen Zusammenhang
mit dem Auftreten von Hypophysen- und / oder Schilddrüsenadenomen bei den
über 20-jährigen Versuchspferden her. Auch in der eigenen Studie sind 3 Probanden über 20
Jahre alt. Sie wurden im Vorfeld der Studie auf das Vorliegen eines Cushings überprüft. Bei keinem
der genannten Pferde wurde ein Hypophysenadenom diagnostiziert. Neueren Forschungsberichten
nach, geht nicht jedes klinische Erscheinungsbild eines Cushings mit einen
Hypophysenadenom bei den betroffenen Patienten einher. Vielmehr kann oxidativer Stress
bzw. chronische Insulinresistenz zu einem Verlust der dopaminergen Innervation der melanotropen
Zellen der Pars intermedia führen, in dessen Folge es zur Ausbildung eines Equinen Cushing
Syndroms kommt (FARLANE et al. 2005). Sowohl die chromsupplementierte als auch die
Placebogruppe wiesen nach Behandlung mit Chrom bzw. einem Placebo, eine im Mittel um 1-
2 mmol/l niedrigere mittlere Blutglucosekonzentration auf.

In der eigenen Studie war dagegen eine signifikante Verbesserung der Insulinreaktion der
chromsupplementierten Pferde zu verzeichnen. Vor allem die Individuen mit sehr hohen Insulinausschüttungen
während des ersten Stärketoleranztests profitierten von der Chromsupplementation.

Eine größere zur Verfügung stehende Menge an Chrom hätte eventuell eine noch deutlichere
Veränderung bezüglich der Insulinreaktion und des Glucosestoffwechsels bewirkt. Bei einer
größeren Menge an Chrom könnte sich eventuell das Problem einer Konkurrenz von Eisen und
Chrom um die selbe Bildunsstelle am Transferrin ergeben. Eine Eisenmangelanämie aufgrund
großer Chromgaben wurde bei Ratten beobachtet (ANI u. MOSHTAGHIE 1992). Zusätzlich
sollte bedacht werden, dass mehrere ältere Pferde in den Versuch eingebunden waren, und beim
älteren Pferd eventuell eine schlechtere Resorption des schon unter normalen Umständen
schwer resorbierbaren Chroms stattgefunden hat.

Nüchterinsulinwerte > 20 μU Insulin/ ml Plasma gelten als sicherer Referenzwert für das Vorliegen
einer Insulinresistenz (FRANK 2009) und weisen auf eine veränderte Glucoseregulation
hin. Generell können aber Insulinwerte < 20 μU Insulin/ml Plasma nicht als Ausschlusskriterium
gelten. Hier stehen zukünftige Studien aus, um praxisrelevante Methoden z.B. im Vergleich
zum Minimal-Model validieren zu können.