Der niedrig dosierte Dexamethason-Suppressionstest (LDDST) wird als Screeningverfahren in der Diagnostik des Cushing-Syndroms angewendet. Allerdings können Faktoren wie die variable Resorption, sowie ein gesteigerter Metabolismus von Dexamethason die Testergebnisse beeinflussen und zu falsch positiven Resultaten führen. Ein falsch positives Testresultat wird hierbei insbesondere bei adipösen Patienten häufiger beobachtet. In der vorliegenden Arbeit wurde daher der Einfluss des Körpergewichts auf das Ergebnis des Dexamethason-Suppressionstestes (DST) untersucht. Hierzu wurden hospitalisierte Patienten und ein aus gesunden Probanden bestehendes Kontrollkollektiv rekrutiert und diese einem regulären LDDST unterzogen. Es konnte gezeigt werden, dass übergewichtige Menschen im Rahmen des DST signifikant niedrigere Dexamethasonwerte erreichen als normalgewichtige Personen. Es ist daher davon auszugehen, dass Unterschiede im Body-Mass-Index (BMI) Einfluss auf die Resorptionsrate und den Metabolismus von Dexamethason nehmen und daraus resultierend die Serum-Dexamethasonspiegel wesentlich verringern können. Diese Prozesse scheinen allerdings keinen nachhaltigen Einfluss auf die Cortisolsuppression im DST zu haben, da die Cortisolwerte nach Dexamethasongabe zwischen adipösen und nicht adipösen Testpersonen nicht signifikant differierten. Diese Ergebnisse belegen, dass ein Zusammenhang zwischen BMI-Unterschieden und der Dexamethasonkinetik im LDDST besteht. Die erniedrigten Dexamethasonspiegel bei übergewichtigen Patienten scheinen hierbei insbesondere durch das wesentlich höhere Verteilungsvolumen und durch Unterschiede im hepatogenen Metabolismus bedingt zu sein. Trotz der erniedrigten Dexamethasonwerte bleibt die Feed-Back-Sensitivität der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HHNA) auch bei Adipositas erhalten, weshalb der LDDST als zuverlässiges Screeningverfahren bei adipösen Patienten mit Verdacht auf Cushing-Syndrom einzustufen ist.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, inwieweit die pränatale Knochenentwicklung von der Dexamethasongabe beeinflusst wird. Die Glukokortikoidtherapie ist weit verbreitet und ihre Nebenwirkungen sind hinreichend bekannt. Auch die Wirkung auf den Knochenstoffwechsel wurde intensiv erforscht, allerdings nicht in Bezug auf die pränatale Therapie. Die Verabreichung von Dexamethason zur Vorbeugung des Atemnotsyndroms betrieb man zeitweise sehr intensiv. Mit Zunahme der Forschung auf diesem Gebiet, stellten sich allerdings erhebliche Auswirkungen auf die prä- und postnatale Entwicklung der Kinder heraus. Deswegen ist der Einsatz zur RDS-Prophylaxe heute relativ zurückhaltend. Zu diesem Zweck wurden 30 männliche Nachkommen der Spezies Callithrix jacchus, deren Mütter während der Schwangerschaft zu unterschiedlichen Zeitpunkten eine Dexamethasonapplikation erhielten, untersucht. Es erfolgte eine Einteilung in drei Gruppen: frühe Applikation, späte Applikation und in die Kontrollgruppe. Während der ersten beiden Lebensjahre wurden Körpergröße und Körpergewicht in regelmäßigen Abständen dokumentiert. Im Alter von 2 Jahren wurden die Tiere euthanasiert. Als Untersuchungsobjekte dienten Oberschenkel- und Schienbein-knochen. Es wurden die Kortikalisdicke, die Flächenverhältnisse von Trabekeln, rotem Knochenmark und gelben Fettmark analysiert sowie die Knochendichte ermittelt. Die Ergebnisse zeigen eine deutlich reduzierte diaphysale Kortikalisdicke beider Knochen in der Gruppe mit früher Dexamethasonapplikation. In der späten Appli-kationsgruppe dagegen fand man eine stärker ausgeprägte Kortikalis diaphysal, aber eine reduzierte im metaphysalen Bereich. Diese Schwächung kann besonders im Alter Frakturen im Oberschenkelhals begünstigen, vor allem wenn eine hormonell bedingte Osteoporose als Begleiterkrankung hinzukommt. In beiden Versuchsgruppen kann eine deutliche Schwächung der Knochensubstanz im Bereich der Knie, in diesem Fall die Hauptbelastungszone der Tiere, bedingt durch den Vierfüßlergang, nachgewiesen werden. Der Oberschenkel reagiert auf die Dexamethasonapplikation am sensitivsten. Des Weiteren sind Veränderungen der Flächenverhältnissen aufgetreten. Bei der frühen Applikation von Dexamethason ist eine deutlich reduzierte Anzahl an rotem Knochenmark zu finden, während bei der späten Applikation eine vermehrte Anzahl nachweisbar ist. Dies zeigt, dass Dexamethason auch Auswirkungen auf die Blutbildung und das Immunsystem mit sich bringt. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollten dazu anregen, weiter auf diesem Gebiet zu forschen, da die Anzahl an Publikationen noch limitiert ist. Bezüglich der RDS-Prophylaxe ist über eine strengere Indikationsstellung nachzudenken.

Der niedrig dosierte Dexamethason-Suppressionstest (LDDST) wird als Screeningverfahren in der Diagnostik des Cushing-Syndroms angewendet. Allerdings können Faktoren wie die variable Resorption, sowie ein gesteigerter Metabolismus von Dexamethason die Testergebnisse beeinflussen und zu falsch positiven Resultaten führen. Ein falsch positives Testresultat wird hierbei insbesondere bei adipösen Patienten häufiger beobachtet. In der vorliegenden Arbeit wurde daher der Einfluss des Körpergewichts auf das Ergebnis des Dexamethason-Suppressionstestes (DST) untersucht. Hierzu wurden hospitalisierte Patienten und ein aus gesunden Probanden bestehendes Kontrollkollektiv rekrutiert und diese einem regulären LDDST unterzogen. Es konnte gezeigt werden, dass übergewichtige Menschen im Rahmen des DST signifikant niedrigere Dexamethasonwerte erreichen als normalgewichtige Personen. Es ist daher davon auszugehen, dass Unterschiede im Body-Mass-Index (BMI) Einfluss auf die Resorptionsrate und den Metabolismus von Dexamethason nehmen und daraus resultierend die Serum-Dexamethasonspiegel wesentlich verringern können. Diese Prozesse scheinen allerdings keinen nachhaltigen Einfluss auf die Cortisolsuppression im DST zu haben, da die Cortisolwerte nach Dexamethasongabe zwischen adipösen und nicht adipösen Testpersonen nicht signifikant differierten. Diese Ergebnisse belegen, dass ein Zusammenhang zwischen BMI-Unterschieden und der Dexamethasonkinetik im LDDST besteht. Die erniedrigten Dexamethasonspiegel bei übergewichtigen Patienten scheinen hierbei insbesondere durch das wesentlich höhere Verteilungsvolumen und durch Unterschiede im hepatogenen Metabolismus bedingt zu sein. Trotz der erniedrigten Dexamethasonwerte bleibt die Feed-Back-Sensitivität der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse (HHNA) auch bei Adipositas erhalten, weshalb der LDDST als zuverlässiges Screeningverfahren bei adipösen Patienten mit Verdacht auf Cushing-Syndrom einzustufen ist.

Die Integrität der Blut-Hirn-Schranke (BHS) ist bei vielen Erkrankungen des humanen zentralen Nervensystems (ZNS) beeinträchtigt. Unter verschiedenen neuroinflammatorischen Bedingungen, wie bei zerebralen Ischämien, Traumata, Hirntumoren oder der Multiplen Sklerose (MS), kommt es zum Verlust der protektiven Schrankenfunktion. Zu den ersten Anzeichen des BHS-Zusammenbruchs zählt der Verlust der Zell-Zell-Adhäsion: der Adhärens- und Occludenskontakte. Therapeutische Maßnahmen dieser Krankheiten beinhalten Behandlungen mit Glukokortikoiden (GCs), wobei der Mechanismus und die Wirkungsweise dieser Substanzen bis heute nicht vollkommen aufgeklärt sind. In der zerebralen Hirnendothelzelllinie cEND [Forster C, Silwedel C, Golenhofen N, Burek M, Kietz S, Mankertz J & Drenckhahn D. (2005). Occludin as direct target for glucocorticoid-induced improvement of blood-brain barrier properties in a murine in vitro system. J Physiol 565, 475-486] wurde eine Funktionsverbesserung der Endothelbarriere durch die Expressionerhöhung von Occludin nach GC-Behandlung bereits analysiert. Daraufhin wurden andere Kandidaten des apikalen Junktionssystems gesucht, die positiv auf GC-Gabe ansprechen. Der erste Teil der Arbeit präsentiert den positiven Einfluss der Dexamethason-Behandlung auf die Expression des Adhärenskontakt-Proteins VE- (Vascular-Endothelial) Cadherin in cEND-Zellen. Dabei wurde eine Reorganisation des Zytoskeletts, eine verstärkte Verankerung des VE-Cadherins an das Zytoskelett, sowie eine einhergehende Morphologieänderung der behandelten Zellen beobachtet. Untersuchungen der Transkriptionsaktivierung des VE-Cadherin-Promoters nach Dexamethason-Behandlung, wiesen auf einen indirekten Steroid-Effekt hin, der zu einer Erhöhung der VE-Cadherin-Proteinsynthese führte. Somit sind GCs wichtig für die Proteinsynthese und -organisation beider Kontaktproteinarten: der Adhärens- und Occludenskontakte in mikrovaskulären Hirnendothelzellen. Die Beeinträchtigung der BHS-Integrität mit Veränderungen der Occludenskontaktexpression zählt zu den frühen Ereignissen bei der Entstehung einer Inflammation des ZNS, wie beispielsweise bei der MS. Im zweiten Teil der Dissertation wurde die Herunterregulation von Occludenskontaktproteinen in der cEND-Zelllinie untersucht. Dabei wurden cEND-Zellen mit Seren von Patienten, die sich in zwei verschiedenen Stadien der MS befanden, behandelt: in der akuten Exazerbationsphase oder der Remissionsphase, und auf die Protein- und Genexpression mit und ohne Dexamethasons-Behandlung untersucht. Es konnte ein negativer Effekt auf den Barrierewiderstand und die Occludenskontaktexpression, sowie eine erhöhte MMP-9-Genexpression nach Krankheitssereninkubation gezeigt werden. Die Dexamethason-Behandlung ergab eine geringe, aber keine vollständige Rekonstitution der Barrierefunktion. Anhand dieser Studie konnte jedoch erstmals eine Erniedrigung der Protein- und mRNA-Synthese von Claudin-5 und Occludin in Remissionspatientenseren inkubierten cEND-Zellen demonstriert werden. Somit könnten diese Erkenntnisse zur Prädiagnose einer bevorstehenden Exazerbationsphase der MS eingesetzt werden. Eine Langzeit-GC-Behandlung führt zu zahlreichen Nebenwirkungen, u. a. zum Bluthochdruck, welcher aufgrund einer eingeschränkten Produktion des vasodilatativen Faktors Stickstoffmonoxid, NO, im myokardialen Endothel hervorgerufen wird. Veränderungen in der NO-Produktion, wie auch anderer Faktoren der NO-Signalkaskade in der myokardialen Endothelzelllinie MyEND unter Einfluss von Dexamethason standen im Zentrum des dritten Teils dieser Arbeit. Während keine Veränderungen in der Expression der endothelialen NO-Synthase, eNOS, nach GC-Behandlung gezeigt werden konnten, wurden repressive Einflüsse von Dexamethason auf die Enzymaktivität der eNOS in MyEND-Zellen untersucht. GC-Gabe führte zur einer herabgesetzten Synthese des essenziellen Co-Faktors der eNOS, des Tetrahydrobiopterins, BH4, sowie zu einer Herunterregulation der GTP-Cyclohydrolase-1 (GTPCH-1), des geschwindigkeitsbestimmenden Enzyms der BH4-Produktion. Im Gegensatz zu bisherigen Ergebnissen anderer Arbeitsgruppen, konnte in der vorliegenden Studie belegt werden, dass die Herunterregulation der GTPCH-1 mRNA-Level auf den Liganden-abhängigen proteasomalen Abbau des Glukokortikoid-Rezeptors (GR) zurückzuführen ist. Das 26S-Proteasom moduliert die GR-abhängige Genexpression durch Kontrolle des Umsatzes und des Recyclings des Rezeptors selbst, wodurch eine regulierte Hormonresponsivität gewährleistet wird. Die Aufhebung des Liganden-abhängigen Abbaus des GR-Proteins durch gezielte Proteasominhibition, sowie durch eine Überexpression des ubiquitinylierungsdefekten GR-Konstruktes, K426A-GR, in Dexamethason-behandelten MyEND-Zellen resultierte in einer Erhöhung der GTPCH-1-Expression, sowie einer gesteigerten eNOS-Aktivität. Die hier beschriebenen Ergebnisse erlauben einen innovativen Einblick in die Erkenntnisse zur GC-vemittelten Hypertonie. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass GC-Behandlungen von mikrovaskulären Hirnendothelzellen zu einer Stabilisierung der Endothelbarriere führen. Unter pathologischen Bedingungen, wie der MS, wird der protektive GC-Effekt durch andere Faktoren beeinträchtigt / The integrity of the blood-brain barrier (BBB) is compromised in many disorders of the human central nervous system. A breakdown of the blood-brain barrier under conditions of neuroinflammation and cerebral ischemia, but also traumas, brain tumours and multiple Sclerosis (MS), leads to loss of the protective function of the barrier. In its breakdown one of the first observable changes is the loss of intercellular adhesion and concomitant an increase of permeability. Although therapeutic strategies for diseases with impaired BBB function include the treatment with glucocorticoids (GCs) but the mechanism explaining GC action still remains unclear. Recent studies showed the influence of GCs on the expression of the tight junction protein occludin in the brain capillary endothelial cell line cEND, contributing to improvement in endothelial barrier functions. In this study, we investigated GC effects on the expression of the adherens junction proteins VE- (vascular-endothelial) cadherin. It was possible to show a positive influence of dexamethasone administration on VE-cadherin protein levels as well as a rearrangement and the anchorage of VE-cadherin protein to the cytoskeleton. Investigation of transcriptional activation of the VE-cadherin promoter by dexamethasone, however, did not point to direct glucocorticoid-mediated VE-cadherin gene induction. But it rather suggested indirect steroid effects leading to increased VE-cadherin protein synthesis. We thus propose that glucocorticoid effects on VE-cadherin protein synthesis and organization are important for the formation of both adherens and tight junctions, and for improved barrier properties in microvascular brain endothelial cells. Abnormalities in the expression profile of tight junctions in cerebral endothelium constituting barrier functions occur early during neuroinflammation, as Multiple Sclerosis (MS). In the second part of this study, the disruption of tight junction proteins in the cEND cell line was analysed. cEND cells were incubated with sera from patients, which were in two different states of MS: in the acute exacerbation or the remission phase of the disease, and protein levels and gene expression of claudin-5, occludin and VE-cadherin with and without dexamethasone treatment were investigated. There arised a downregulation of claudin-5 and occludin on protein and mRNA levels and an accompanying upregulation of MMP-9 activity revealed. A minor reconstitution of barrier functions related to dexamethasone treatment could be shown. However, no reconstitution could be detected to the control level. Especially, observations in downregulation of claudin-5 and occludin in cEND cells incubated with sera from patients in remission phase of MS could not be demonstrated before. Thus, this finding is proposed to be a new useful prediagnostic tool for an early detection of upcoming exacerbation phase. One of the numerous side effects of GC therapy is hypertension arising from reduced release of the endothelium-derived vasodilator nitric oxide, NO, being in the centre of the third part of this study. While effects of dexamethasone on endothelial NO synthase, eNOS, expression itself could not be demonstrated, repressive effects of dexamethasone on eNOS enzyme activity were shown in the myocardial endothelial cell line MyEND. Following GC-treatment we observed decreased levels of the essential cofactor of eNOS, tetrahydrobiopterin, BH4. We also determined a downregulation of GTP cyclohydrolase-1, GTPCH-1, the key enzyme of BH4 synthesis. In contrast to recent data from other groups, we postulate that this downregulation of GTPCH-1 mRNA levels is not a direct downregulation effect of GC action. But it is rather a consequence of the ligand-dependent proteasomal degradation of the GC receptor, GR. The 26S-proteasome modulates GR-dependent gene transcription by regulation of its turnover and the recycling of receptor/transcriptional DNA complexes, thereby ensuring continued regulation of hormone responsivity. In this work, the inhibition of proteasome-mediated proteolysis of GR by using inhibitors of the 26S-proteasome, or overexpression of a point-mutated, ubiquitination-defective GR construct, K426A-GR, which attenuates endothelial GC responsivity, was demonstrated. The abrogation of ligand-dependent degradation of GR protein resulted in increased levels of GTPCH-1 hence expression, leading to an increased eNOS-activity. These results provide a new insight into the research of GC-induced hypertension. Taken together, these data demonstrate, that GC treatment in microvascular brain endothelial cells leads to barrier stabilisation, but under conditions of MS there are many other factors like cytokines and chemokines, which abrogate this positive action.

Background: The incidence of postoperative nausea and vomiting (PONV) can be reduced by dexamethasone. Single dose administration may cause elevated blood glucose levels in obese adults. No data are available for children. Objective: The aim was to evaluate perioperative blood glucose changes related to body weight in children who received dexamethasone. Methods: This prospective observational study included 62 children. All patients received total intravenous anesthesia and a single dose of dexamethasone (0.15mg/kg, maximum 8mg). Blood glucose levels were measured up to 6 hours. Standard deviation scores (SDS) were calculated using age- and gender-specific BMI percentiles, p<0.05. Results: 62 children (11.5±2.9years, median SDS 0.43, 29% overweight/obese) were included. Blood glucose level increased from 5.52±0.52 to 6.74±0.84mmol/l 6h after dexamethasone without correlation to the BMI-SDS. Conclusions: This study shows an increase of perioperative blood glucose (normoglycemic ranges) after single dose of dexamethasone but no BMI-dependent effect in children. Therefore, low-dose dexamethasone may be used in obese children for PONV prophylaxis.

Dexamethason-21-isonicotinat als Begleittherapie bei Kühen mit Systemic Inflammatory Response Syndrome Schlüsselwörter: Dexamethason, SIRS, Phagozytoseaktivität/Burstaktivität von Monozyten und neutrophilen Granulozyten, Tumornekrose Faktor alpha

Die seit rund 200 Jahren bekannte Gebärparese (GP) des Rindes hat bis heute mit einer Inzidenz von 6 – 9 % (FÜRLL u. OETZEL 2002) nicht an Bedeutung verloren. Häufig wird postuliert, sie sei in den letzten Jahrzehnten einem deutlichen Wandel unterworfen und bewege sich weg von der klassischen reinen Hypocalcämie (Hypo-Ca-ämie) immer mehr hin zu Mischformen aus Hypo-Ca-ämie mit Hypophosphatämie (Hypo-Pi-ämie) und Hypomagnesämie (HOSPES 2002; FÜRLL et al. 2004). In diesem Zusammenhang wird von immer schlechteren Therapieerfolgen und zunehmenden Rezidivraten berichtet. Tritt die klassische GP noch im geburtsnahen Zeitraum (BOSTEDT et al. 1979; ZEPPERITZ 1992; FÜRLL 2005) als klinische Manifestation der Hypo-Ca-ämie mit der einsetzenden Laktation auf (RIOND 2001), so wird die atypische GP, nicht ganz übereinstimmend in der Literatur, ursächlich mit einer Hypo-Pi-ämie in Verbindung gebracht (HOFMANN u. EL AMROUSI 1971, FÜRLL 2005), die nicht unbedingt an den Partus gebunden ist. Gerade im Hinblick auf den oft nur mäßigen Therapieerfolg erfährt sie eine große Bedeutung (WITTEK u. FÜRLL 2002). Eine Abnahme der Calcium-(Ca-) Konzentration im Blut mit einsetzender Laktation wird zu einem gewissen Grad als physiologischer Vorgang gewertet (HOVE 1986; PHILLIPPO et al. 1994; BOSTEDT u. BLESS 1993; LIESEGANG 2000; AEBERHARD et al. 2001; HOUE et. al. 2001). Die klinische Manifestation des Festliegens kann durch Einsetzen hormoneller Gegenregulation infolge Verstärkung der Ca-Resorption aus dem Darm respektive der Ca-Mobilisation aus dem Knochen sowie der Reabsorption aus dem Primärharn, vermittelt durch das aus der Parathyreoidea stammende Parathormon (PTH), welches den renalen Vitamin-D-Metabolismus stimuliert, im gut trainierten Organismus verhindert werden (NAITO et al. 1990; GOFF et al. 1991; BREVES et al. 1995; HORST et al. 2001). Gleichfalls ist der Phosphat-(Pi-) Haushalt eng mit dem Ca-Haushalt verbunden (PFEFFER 2002; METZNER u. KLEE 2005) und wird durch dieselben Hormone gesteuert. So bewirkt PTH am Knochen ebenfalls eine Mobilisation, hemmt in der Niere jedoch die Pi-Resorption (SILBERNAGL u. DESPOPOULOS 1991; GOFF 2000). Auch steigert PTH die Sekretion von Pi in den Speichel (GOFF 2004), was unweigerlich zur Hypo-Pi-ämie führt und demnach als logische Konsequenz aus einer hypocalcämisch stimulierten PTH-Sekretion (GOFF 2000; BREVES 2002) verstanden werden muss. Die prädisponierenden Faktoren, die zum Versagen dieser endokrinologischen Gegenregulation beitragen, sind vielgestaltiger Natur. Als wichtigste können benannt werden: - Fortschreitendes Alter der Kuh, d.h. älter als sechs Jahre (BOSTEDT u. BLESS 1993), - steigende Laktations- bzw. Geburtennummer, d.h. über drei (ZEPPERITZ 1992; HORST et al. 1994), - Rassedispositionen (OETZEL 1991; GOFF 2000; ROCHE 2001; WILSON 2002; HOSPES 2003), - hohe Milchleistung (GRÖHN et al. 1989; HORST et al. 1997; LIESEGANG 2001; WILSON 2001) sowie hohe Einsatzleistung und hoher Fettgehalt (ZEPPERITZ 1992; FÜRLL 2005), - Verfettung (STUDER 1998; ILLEK u. DOUBEK 2002; WILSON 2001; FÜRLL 2005), - (suboptimale) Zusammensetzung der Futterration (BOSTEDT et al. 1979; BOSTEDT u. BLESS, 1993; WILSON 2001) – qualitativ und quantitativ: Hohe Ca-Gaben in der präpartalen Ration (RINGS et al. 1997), defizitäre Magnesium-(Mg-) Versorgung (RINGS et al. 1997; ROCHE 2001), Überschuss an Phosphor (P) ante partum (a.p.) (CURTIS et al. 1984), zu reichliche Kaliumaufnahme mit dem Futter (GOFF et HORST 1997) sowie - eine stärkere Belastung des Energie- und Fettstoffwechsels a.p. (FÜRLL et al. 2006c). Die Bedeutung des Festliegens erstreckt sich darüber hinaus besonders auf gefürchtete Begleiterkrankungen. Dazu zählen septikämische Erkrankungen, Mastitis und Endometritis (HOUE et al. 2001; RIOND 2001), Hepatosen/ Steatose (HORST et al. 2004), Labmagenverlagerung, Wehenschwäche, Retentio secundinarum (GOFF et al. 1996; GOFF u. HORST 1997; RIOND 2001; ILLEK u. DOUBEK 2002) und Prolapsus uteri (RIOND 2001; MARKUSFELD 1993). Gerade im Zusammenhang mit dem Auftreten von Hypo-Pi-ämien wird immer wieder von einer engen Verbindung mit Verdauungsstörungen und septikämischen bzw. entzündlichen Erkrankungen berichtet (STAUFENBIEL et al. 2002a; FÜRLL 2006). Ebenso nimmt hier die Belastung durch Endotoxine eine zentrale Rolle ein, die einerseits per se zur Entstehung der genannten Krankheiten beiträgt, andererseits aber die Ca- und Pi-Konzentrationen des Blutes beeinflusst und damit Festliegen infolge Hypo-Ca- bzw. Hypo-Pi-ämie begünstigt (FÜRLL et al. 2002). Wird das Problem nicht rechtzeitig erkannt und gegengesteuert, gipfelt die Entgleisung von Ca- und Pi-Haushalt sowie die des Energiestoffwechsels potentiell in der Entstehung des Systemisch-Entzündlichen-Reaktions-Syndroms (SIRS). Es kommt hierbei unter einer gesteigerten Lipolyse zur massiven Zytokinfreisetzung aus den Adipozyten, die zu einer Schockreaktion und schließlich zum Exitus letalis führen können (FÜRLL u. FÜRLL 2006). Im englischsprachigen Raum wird dieser Komplex aus mehreren interagierenden Erkrankungen als gefürchtetes Downer Cow Syndrome (DCS) verstanden und als Sammelbegriff für Kühe verwendet, die innerhalb von 24 bis 48 Std. nach einer oder nach zwei erfolgten Festliegerbehandlungen immer noch nicht fähig sind, sich allein zu erheben (FÜRLL u. SATTLER 2002). Auch wird das DCS als Komplikation mit oftmals letalem Ausgang aufgefasst (CURTIS et al. 1970; LITTLEDIKE et al. 1981; COX 1982; GOFF 2000). Therapie der Hypo-Ca-ämie ist und bleibt die intravenöse Infusion von Ca-haltigen Lösungen (HORST et al. 1997), wohingegen die orale Verabreichung von P-Produkten als zweifelhaft angesehen wird (STAUFENBIEL et al. 2002a) bzw. nur als symptomatische Therapie zu verstehen ist (FÜRLL 2004). Gerade im Hinblick auf die Therapie der Begleiterkrankungen kann das Wissen um den hierauf bezogenen positiven Einfluss von Glukokortikoiden nicht unberücksichtigt bleiben, wirken diese doch entzündungshemmend, indirekt antilipolytisch, gluconeogenetisch, antiendotoxämisch und stabilisierend gegenüber dem Ca-Stoffwechsel (FÜRLL u. FÜRLL 1997; FÜRLL u. LEIDEL 2002). Auch kommt gezielten Prophylaxemaßnahmen, welche sich als logische Konsequenz aus Ursachen und Prädispositionsfaktoren ergeben, eine weitere Schlüsselrolle zu. Hierbei zu nennen sind: Eine gezielte an Ca und P arme Fütterung der trockenstehenden Kuh respektive eine gesteigerte Ca- und P-Zufuhr nach der Kalbung (THILSING-HANSEN et al. 2002) sowie eine ausreichende Mg-Zufuhr (ROCHE 2001), eine optimale Körperkondition, d.h. einen Body Conditioning Score (BCS) von 3,5 in der Trockenstehzeit oder zumindest ein Gleichbleiben derer (SPIEKERS 2001), dementsprechend die Separierung der Trockensteher von den Kühen in Laktation, die leistungsbezogene Gruppenfütterung (GOFF u. HORST 2001) und die Verabreichung von sauren Salzen oder Vitamin-D3 vor der Kalbung (ZEPPERITZ 1992). Ziel der vorliegenden Studie ist es deshalb, auf folgende Fragen Antworten zu geben:  Welche Ursachen liegen aktuell dem Festliegen der untersuchten Kühe im Einzugsbereich einer Tierarztpraxis in Unterfranken zugrunde, wie häufig sind Hypo-Ca- bzw. Hypo-Pi-ämie daran beteiligt und welche Rolle spielen sie als kausale, prognostische oder sekundäre Parameter?  Wie tragen Fütterungs- und Haltungsmanagement in den einzelnen Betrieben zur Entstehung von GP bei, wie groß ist das Bewusstsein im Hinblick auf Risiko und Prädisposition bei den Landwirten – respektive wird Prävention betrieben und wenn ja, wie ist diese gestaltet?  Wie stehen puerperale Septikämie und Verdauungsstörungen als potentielle Wegbereiter oder Komplikationen mit dem Festliegen in Verbindung?  Vermag die zusätzliche, einmalige Gabe von Dexamethason-21-isonicotinat einen positiven Beitrag in der Therapie zu leisten?

Ziel dieser Arbeit war es, unter Feldbedingungen zu untersuchen, ob eine einmalige Applikation von Dexamethason-21-isonicotinat, von Menbuton sowie eine kombinierte Anwendung beider Medikamente im frühen postpartalen Zeitraum bei Milchkühen eine stoffwechselstabilisierende Wirkung und einen Einfluss auf die Gesundheit, Fruchtbarkeit und Milchleistung haben.

Ziel dieser Arbeit war es, unter Feldbedingungen zu untersuchen, ob eine einmalige Applikation von Dexamethason-21-isonicotinat, von Menbuton sowie eine kombinierte Anwendung beider Medikamente im frühen postpartalen Zeitraum bei Milchkühen eine stoffwechselstabilisierende Wirkung und einen Einfluss auf die Gesundheit, Fruchtbarkeit und Milchleistung haben.

6. ZUSAMMENFASSUNG Charakterisierung b-adrenerger Rezeptoren auf Pferdelymphozyten und deren Regulation unter dem Einfluß von Clenbuterol und Dexamethason Getu Abraham Institut für Pharmakologie, Pharmazie und Toxikologie, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig, Deutschland Juni, 2001 86 S., 205 Lit., 7 Tab., 23 Abb. Über Vorkommen und Eigenschaften von b-Adrenozeptoren auf Pferdelymphozyten und ihre pharmakologische Regulation liegen bisher keine Untersuchungen vor. Mit der vorliegenden Arbeit sollten b-adrenerge Rezeptoren an intakten Pferdelymphozyten in Bindungsstudien mit dem Radioliganden (-)-(125I)-Iodocyanopindolol (ICYP), einem potenten b2-selektiven Adrenozeptorenantagonisten, charakterisiert und deren funktionelle Ansprechbarkeit durch Messung des Isoprenalin-induzierten Anstiegs des intrazellulären cAMP-Gehaltes mittels Radioimmunoassay bestimmt werden. Die Bindung von ICYP an intakten Pferdelymphozyten war schnell, sättigbar (maximale Anzahl der Bindungsstellen 320 ± 20 ICYP Bindungsstellen/Zelle, Mittelwert±SEM, n = 12) ) und hochaffin (KD-Wert für ICYP 14,37 ± 1,66 pmol/l, Mittelwert±SEM, n = 12). Verdrängungsexperimente mit Agonisten und Antagonisten zeigten eine Affinität und Stereoselektivität, wie sie bei b-Adrenozeptoren zu erwarten waren. Der nicht radioaktiv markierte b2-selektive Adrenozeptorantagonist ICI 118,551 verdrängte den Radioliganden ICYP aus seiner Bindung mit mehr als 1500fach höherer Affinität als der nicht radioaktiv markierte b1-selektive Adrenozeptorantagonist CGP 20712A. In Pferdelymphozyten können somit mehr als 90 % der b-Adrenozeptoren dem b2-Subtyp zugeordnet werden. Ein Anteil von weniger als 10 % an b1-Adrenozeptoren kann allerdings nicht ausgeschlossen werden. Die Bindungsstellen waren stereospezifisch, da das biologisch aktive (-)-Propranolol die Bindung von ICYP mit 40fach höherer Affinität verdrängte als (+)-Propranolol. b-adrenerge Agonisten verdrängten ICYP aus seiner spezifischen Bindung in der Rangfolge ihrer pharmakologischen Wirkungstärke, die typisch für den b2-Subtyp des Adrenozeptors ist: (-)-Isoprenalin > (-)-Adrenalin > (-)-Noradrenalin. Eine ähnliche Rangfolge wurde auch für die Agonist-induzierte cAMP-Bildung in Lymphozyten festgestellt. Aufgrund der dargestellten Befunde kann die Schlußfolgerung gezogen werden, daß ICYP ein geeigneter Radioligand ist, um b-adrenerge Rezeptoren an Pferdelymphozyten zu identifizieren und zu charakterisieren. Die Bindung von ICYP an intakte Lymphozyten stellt somit ein geeignetes Modell dar, um wichtige Informationen über die Funktion und Regulation des b-adrenergen Systems beim Pferd sowohl unter physiologischen (pathophysiologischen) Bedingungen als auch über Arzneimittel-induzierte Veränderungen in vivo zu gewinnen. Ausgehend von den beschriebenen Grundlagenuntersuchungen wurden in einer weiteren Versuchsreihe bei zwölf klinisch gesunden Pferden der Einfluß von Clenbuterol und Dexamethason lymphozytäre b2-Adrenozeptoren, hinsichtlich ihrer Dichte, ihrer Affinität zum Radioliganden und ihrer cAMP-Bildung (als Maß für die funktionelle Ansprechbarkeit der b2-Adrenozeptoren bestimmt über Stimulation durch 10 µmol/l Isoprenalin) untersucht. Während der 12tägigen Clenbuterolbehandlung (2 Ž 0,8 µg/kg/Tag, i. v.) fielen die Anzahl der b2-Adrenozeptoren an Lymphozyten und der durch (-)-Isoprenalin-induzierte Anstieg des intrazellulären cAMP-Gehaltes signifikant (p < 0,05, n = 8) unter die Ausgangswerte unbehandelter Tiere ab. Clenbuterol bewirkte in der therapeutischen Dosis bereits 48 Stunden nach der Behandlung einen Abfall der Anzahl der b2-Adrenozeptoren bzw. der cAMP-Bildung um etwa 30 - 40 %. Während der restlichen Behandlungsdauer unter Clenbuterol blieb die Rezeptorendichte auf diesem niedrigen Niveau. Bei einer weiteren Versuchsgruppe wurde der Effekt des Glukokortikoids Dexamethason auf die Clenbuterol-induzierte Desensibilisierung von b2-Adrenozeptoren untersucht. Dexamethasonverabreichung (1 Ž 0,1mg/kg/d, i. v.) unmittelbar nach der letzten Clenbuteroldosis über 5 Tage beschleunigte die Wiederherstellung der down-regulierten Anzahl der lymphozytären b2-Adrenozeptoren und des Isoprenalin-induzierten Anstiegs des intrazellulären cAMP-Gehaltes (p < 0,05, n = 4). Schon 24 Stunden nach der ersten Dexamethasongabe waren beide Parameter von den Durchschnittswerten am Tag vor Behandlungsbeginn statistisch nicht zu unterscheiden. Die Anzahl der lymphozytären b2-Adrenozeptoren stieg sogar ab dem dritten Tag der Dexamethasonbehandlung bis auf das Doppelte bei unbehandelten Tiere an. Nach dem Absetzen der Dexamethasonbehandlung kam es zu einer langsam Abnahme der Rezeptorendichte und ihrer Ansprechbarkeit, wobei die vor der Clenbuterolbehandlung gemessenen Werte erst nach 4 Tagen erreicht wurden. Bei gleichzeitiger Behandlung der Tiere mit Clenbuterol und Dexamethason konnte durch das Glukokortikoid die Clenbuterol-induzierte Abnahme der b2-Adrenozeptorendichte und deren Ansprechbarkeit vollständig verhindert werden. Weder durch die Clenbuterol-abhängige Down-Regulation noch durch die Dexamethason-bedingte Hochregulation kam es zu signifikanten Veränderungen der Dissoziationskonstante (KD) und somit der Affinität von ICYP zu b2-Adrenozeptoren. Die Ergebnisse zeigen, daß es unter Behandlung mit Clenbuterol zu einer schnell einsetzenden, umfangreichen Down-Regulation der b2-Adrenozeptorendichte an Lymphozyten des Pferdes kommt und daß diese Toleranzentwicklung durch Glukokortikoide vollständig wieder aufgehoben oder verhindert werden kann. Zur Therapie der COB von Pferden scheint somit die kombinierte Anwendung von b2-Mimetika und Glukokortikoiden von Vorteil zu sein. / 7. Summary Characterization of b-adrenergic Receptors on Equine Lymphocytes and their Regulation under the Influence of Clenbuterol and Dexamethasone Getu Abraham Institute of Pharmacology, Pharmacy and Toxicology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Leipzig, Germany June, 2001 86 pp., 205 ref., 7 tab., 23 fig. b-Adrenoceptors and their regulation by pharmacological active substances have not yet been characterized in equine lymphocytes. In this study, b-adrenoceptors were identified and subclassified by (-)-[125I]-iodocyanopindolol (ICYP) binding, a potent b2-adrenergic antagonist, as well as by their isoprenaline-induced responsiveness using radioimmunoassay in intact viable equine lymphocytes. The specific ICYP binding was rapid, saturable (maximum number of binding sites 320 ± 20 ICYP binding sites/cell, means±SEM, n = 12) and of high affinity (KD-value for ICYP 14.37 ± 1.66 pmol/l, means±SEM, n = 12). The competition binding studies with agonists and antagonists showed the affinity and stereoselectivity to be expected for b-adrenergic receptors. The unlabelled selective b2-adrenoceptor antagonist ICI 118,551 was about 1500 times more potent in inhibiting ICYP binding than was the b1-selective adrenoceptor antagonist CGP 20712A. It is, therefore, concluded that in intact equine lymphocytes ICYP labels a class of functional b-adrenoceptors, that belong predominantly (> 90 %) to the b2-adrenoceptor subtype. A minor (< 10 %) b1-adrenoceptor component, however, cannot be completely ruled out. The binding sites were stereoselective, as the (-)-isomer of propranolol was about 40 times more potent to inhibit ICYP binding than was the (+)-isomer. Agonists competed for specific binding with a rank order of potency (-)-isoprenaline > (-)-adrenaline > (-)-noradrenaline, which is typical for a b2-subtype of adrenergic receptor; the same order of potency was obtained for agonist-induced stimulation of lymphocyte cyclic AMP content. Thus, it can be concluded that ICYP is a promising compound for the reliable determination of the binding characteristics of b-adrenoceptors of equine lymphocytes and besides that, this might give an insight in providing physiologically significant information about the regulation of the b-adrenergic receptor system. Based upon this study, we further investigated, in 12 healthy thoroughbred horses, the effects of the b2-agonist clenbuterol and the glucocorticoid dexamethasone on the lymphocyte b2-adrenenergic receptor density and affinity as well as on its responsiveness (assessed by lymphocyte cyclic AMP responses to 10 µmol/l (-)-isoprenaline). Clenbuterol (2Ž0.8µg/kg/d, i. v. for 12 days) decreased ICYP binding sites only 48 h after application by ~30-40 %; concomitantly, lymphocyte cAMP response to (-)-isoprenaline was significantly reduced (p < 0.05, n = 8). The values remained at these low levels throughout the following 10 days of treatment. After withdrawal of clenbuterol the density and responsiveness of b2-adrenoceptors gradually increased, reaching pre-drug levels after 4 days. Next the effects of dexamethasone on clenbuterol-induced desensitisation were studied. Administration of dexamethasone (1Ž0.1mg/kg/d, i. v. for five days) immediately after clenbuterol withdrawal accelerated b2-adrenergic receptor recovery (p < 0.05, n = 4): only 24 hours after administration dexamethasone restored the number of binding sites and cAMP response to (-)-isoprenaline to levels statistically indistinguishable from the values before starting clenbuterol treatment. Three days after dexamethasone administration the density of lymphocyte b2-adrenoceptors was further increased about two fold the pre-treatment values, and this increase declined gradually after dexamethasone withdrawal, reaching baseline values after 4 days. Furthermore, in groups simultaneously exposed to both drugs dexamethasone completely prevented clenbuterol-induced decrease in lymphocyte b2-adrenoceptor density and responsiveness. No significant change was observed in the dissociation constant and, thus, in the affinity of ICYP to b-adrenoceptors remained unchanged during or after treatment with either clenbuterol or dexamethasone. It is concluded that dexamethasone (glucocorticoids) can reverse and prevent clenbuterol-induced down-regulation of the lymphocyte b2-adrenoceptors and thus, a combined therapy with clenbuterol and dexamethasone may be potentially beneficial in COPD of horses.