2.2.5.1 Einfluss auf den Stickstoffgehalt des Harns
Fasten bewirkt ein schnelles Abfallen der Stickstoffexkretion sowohl im Kot als auch im Harn (BIOURGE et al. 1994, FUNABA et al. 1998). BIOURGE et al. (1994) boten 8 übergewichtigen Katzen eine wenig schmackhafte Diät an und ließen die Tiere bis zu 6 Wochen bzw. bis zum Auftreten einer Hyperbilirubinämie fasten. Ihr Untersuchungsziel war es, die mögliche Rolle des Proteins und der Aminosäuren an der Entstehung der felinen hepatischen Lipidose, hervorgerufen durch Fasten, zu bestimmen. Nach einer Woche des Fastens sank die totale Stickstoffausscheidung (über Harn und Kot) um ca. 50 %, um weitere 20 % in der zweiten Woche. Nach 4 Wochen stabilisierte sich die N-Exkretion bei 20 % der ursprünglich ausgeschiedenen Menge. FUNABA et al. (1998) untersuchten die Ausnutzung von Stickstoff und den Mengenelementen (Ca, P, Mg) als Reaktion auf eine einwöchige Einschränkung der Fütterung mit anschließender Normalisierung des Futterangebots. Während der eingeschränkten Fütterung erhielten die Tiere nur 40 % der sonst verzehrten Futtermenge.
Die geringere Futteraufnahme verursachte eine Verminderung der fäkalen N-Exkretion um 39 %
und der renalen N-Ausscheidung um 31 %.
Dagegen bewirkt eine Steigerung der Proteinaufnahme eine signifikant vermehrte N-Ausscheidung über den Harn. Die N-Aufnahme mit dem Futter und N-N-Ausscheidung über den Harn sind demnach bei Katzen wie auch bei anderen Tierarten straff korreliert (GREAVES u.
SCOTT 1960, DAMMERS 1980, FIGGE 1989, RADICKE 1995, DEKEYZER 19979 (Tabelle 8).
Tabelle 8: Untersuchungsergebnisse zur Korrelation zwischen der N-Aufnahme und der renalen N-Exkretion
Autoren Bestimmtheitsmaß zwischen N-Aufnahme und renaler N-Exkretion (r2)
GREAVES u. SCOTT (1960) 0,91
DAMMERS (1980) 0,52
BURGER et al. (1984) 0,81
FIGGE (1989) 0,85
RADICKE (1995) 0,72
DEKEYZER (1997) 0,99
2.2.5.2 Einfluss auf den Harnstoffgehalt des Harns
Der Verzehr von Futtermitteln mit hohem Proteingehalt führt zu einer gesteigerten Produktion von Harnstoff in der Leber (OSBORNE et al. 1989 b) und zur vermehrten renalen Harnstoffausscheidung (DEKEYZER 1997, RUSSEL et al. 2000). RUSSEL et al. (2000) verabreichten 12 Katzen 2 Diäten, von denen eine 20 % und die andere 70 % der Energie in Form von Protein enthielt. Während der Fütterung der proteinreichen Diät wurde signifikant mehr Harnstoff (1740 mg/kg LM/d) über den Harn ausgeschieden als bei der proteinärmeren Ration (480 mg/kg LM/d).
Nach DEKEYZER (1997) besteht bei geringen Proteinkonzentrationen im Futter eine enge Korrelation zwischen N-Aufnahme und Harnstoffausscheidung, während bei höheren Proteingehalten in der Nahrung eine deutliche höhere Variation zu verzeichnen ist. Neben der Eiweißdosierung (r2 = 0,83) wurde in der Studie von DEKEYZER (1997) die renale
Harnstoffexkretion zusätzlich, allerdings weniger deutlich, von der Proteinqualität beeinflusst.
So induzierten Rationen mit hohen Proteingehalten auf der Basis von Rindfleisch oder Griebenmehl höhere renale Harnstoffabgaben als vergleichbare Futtermischungen, welche Geflügelfleischmehl enthielten.
2.2.5.3 Einfluss auf den Ammoniakgehalt des Harns
DEKEYZER (1997) beobachtete eine Zunahme der Ammoniakausscheidung bei Steigerung der Proteinaufnahme, wobei sich die Beziehung durch eine erhebliche Streuung nicht so straff wie diejenigen für die Stickstoff- und Harnstoffexkretion darstellte (r2 = 0,49).
Eine Aufnahme von Ammoniumchlorid resultiert in einer höheren Ammonium- bzw.
Ammoniakkonzentration des Harns (CHOW et al. 1978, WILMS-EILERS 1992, FUNABA et al. 2001). Verglichen mit einer Ammoniumkonzentration im Harn von 900 mg/l während der Fütterung der Katzen mit einer Grundration, wurde von CHOW et al. (1978) bei Verabreichung einer Diät mit einem Zusatz von Ammoniumchlorid (1,67 % in der TS) eine Ammoniumkonzentration von 2340 mg/l im Harn festgestellt. FUNABA et al. (2001) beobachteten gleichfalls bei Katzen, die eine Diät mit einer Zulage von 1,5 % Ammoniumchlorid erhielten, eine höhere Ammoniumkonzentration im Harn (8442 mg/l) als bei Katzen, denen eine Grundration ohne zusätzliches Ammoniumchlorid verabreicht wurde (4356 mg/l). Ebenso ermittelte WILMS-EILERS (1992) höhere Ammoniakgehalte (1056 bzw.
1156 mg/l im Vergleich zu 719 mg/l im Fall der Grundration) im Harn von Katzen, als diese Diäten mit Zusätzen von Ammoniumchlorid (1,4 bzw. 4,2 % in der TS) erhielten.
2.2.5.4 Einfluss auf den Proteingehalt des Harns
Glomeruläre Filtrations- sowie tubuläre Resorptionsmechanismen der Nieren sorgen dafür, dass im Endharn nur geringe Mengen an Protein zu finden sind (LULICH u. OSBORNE 1990).
Die quantitative Proteinausscheidung im Harn ist durch die Proteinbestimmung im 24-Stunden-Sammelharn zu beurteilen.
Die untersuchten Referenzbereiche für die 24-Stunden-Proteinausscheidung mit dem Harn bei Katzen unterscheiden sich teils deutlich (Tabelle 9).
Tabelle 9: Proteinausscheidung mit dem Harn bei Katzen
Untersucher Proteinausscheidung in 24 Stunden
RUSSO et al. (1986) 4,0 - 43 mg/kg
MONROE et al. (1989) 4,3 - 23 mg/kg
POLZIN et al. (1989) 3,0 - 9 mg/kg
HÖRAUF (1992) 1,5 - 63 mg/dl1)
DIBARTOLA (2000) < 20 mg/kg
1) Keine Angabe zur Größe der Harnvolumina, deshalb keine Umrechnung in mg/kg möglich.
Eine Proteinbestimmung im 24-Stunden-Sammelurin ist für die Routinediagnostik zu aufwendig, da eine längere Unterbringung in einem Stoffwechselkäfig erforderlich ist.
Verschiedene Studien kamen zu dem Ergebnis, dass zwischen der 24-Stunden-Proteinausscheidung und dem aus einer einzelnen Probe bestimmten Urin-Protein/Kreatinin-Verhältnis (U-P/K) eine enge Korrelation besteht (MONROE et al. 1989, FORRESTER 1989, HÖRAUF 1992). Die Referenzbereiche für Urin-Protein/Kreatinin-Werte gesunder Katzen sind Tabelle 10 zu entnehmen.
Tabelle 10: Urin-Protein-Verhältnis (U-P/K-Wert) im Harn gesunder Katzen
Untersucher U-P/K-Bereich
MONROE et al. (1989) 0,096 - 0,472
FORRESTER et al. (1989) 0,113 - 0,737
HÖRAUF (1992) 0,010 - 0,340
Über geschlechtspezifische Unterschiede in der Proteinausscheidung existieren kontroverse Studienergebnisse. MONROE et al. (1989) entdeckten bei Katern eine signifikant höhere Proteinexkretion (16,6 mg/kg LM/d im Vergleich zu 8,7 mg/kg LM/d bei Katzen), während FORRESTER et al. (1989) keine Unterschiede zwischen den Geschlechtern (18,3 mg /kg
LM/d bei Katern und 16,6 mg/kg LM/d bei Katzen) feststellten.
Hinsichtlich des Harnproteinmusters stellte HÖRAUF (1992) bei nierengesunden Katzen entweder überhaupt keine Proteinbanden oder Banden auf Höhe des Markeralbumins (68 kd), teils mit Banden auf Höhe des Markertransferrins (77 kd) assoziiert, fest. In einer Untersuchung von MEYER-LINDENBERG et al. (1997) wies das Urinproteinmuster der klinisch gesunden Tiere neben der Proteinbande auf Höhe des Markeralbumins (65 kd) ebenfalls eine deutliche, breite Bande auf Höhe des Markertransferrins (80 kd) auf. In mehreren Fällen waren zusätzlich schwache Banden auf Höhe des Tamm-Horsfall-Proteins (100 kd) und des Immunglobulins G (150 kd) nachzuweisen. Offensichtlich ist ein Albumin-Transferrin-Muster bei der Katze - wie bereits von MÜLLER-PEDDINGHAUS und TRAUTWEIN (1977) bei Hunden beschrieben - nicht als pathologisch anzusehen. Während HÖRAUF (1992) und MEYER-LINDENBERG et al. (1997) bei gesunden Katzen keine mikromolekularen Proteine im Harn nachweisen konnten, fand KIRSCH (1995) in ihrer Untersuchung bei einigen Tieren eine Bande im mikromolekularen Bereich (zwischen 10 und 20 kd). Eine physiologische Mikroproteinurie wurde bereits bei dem Hund (MÜLLER-PEDDINGHAUS u. TRAUTWEIN 1977, BIEWENGA et al. 1982, SCHULTZE et al. 1989) sowie bei dem Pferd (HALBMAYR 1999) beschrieben.
Pathophysiologisch werden drei verschiedene Formen von Proteinurien unterschieden, nämlich die prärenale, die renale und die postrenale Proteinurie.
Die Ursache für die prärenale Proteinurie liegt in einem Überangebot kleinmolekularer Proteine im Serum. Als Beispiele können die Bence-Jones-Proteinurie bei Tumorpatienten, Myoglobinurie nach einem Muskeltrauma sowie Hämoglobinurie als Folge einer Hämolyse genannt werden (BRANDHORST u. WETTER 1980, BOESKEN 1976, CHEW u.
DIBARTOLA 1986).
Die renale Proteinurie umfasst tubulär und glomerulär bedingte Proteinurien. Bei der Katze sind hauptsächlich Schäden am Tubulussystem zu beobachten (HÖRAUF 1992).
Während glomeruläre Läsionen durch gesteigerte Filtration von großmolekularen Serumproteinen zu einer großmolekularen Proteinurie führen, resultieren Schäden im Tubulussystem durch geringere Rückresorption von Proteinen des Primärharns in einer
mikromolekularen Proteinurie.
Postrenale Proteinurien entstehen durch lokale Entzündungsprozesse der ableitenden Harnwege oder des Genitaltraktes sowie durch Harnwegsblutungen. Folglich weist der Harn bei diesen Krankheitsgeschehen Immunglobuline bzw. Serumproteine auf (BOESKEN 1976).
ADAMS et al. (1994) untersuchten in einer Studie den Einfluss der Protein- und Energieaufnahme auf die renale Morphologie und Funktion bei Katzen nach einer 5/6tel Nephrektomie. Eine Gruppe nephrektomierter Katzen und eine Kontrollgruppe erhielten dabei eine Diät mit einem Proteingehalt von 28 %, während eine andere Gruppe von Katzen mit eingeschränkter Nierenfunktion und einige Kontrolltiere mit einer Ration eines Proteingehaltes von 52 % gefüttert wurden. Die Tiere wurden ein Jahr lang mit den Diäten ernährt. Die nephrektomierten Katzen wiesen eine signifikant (p = 0,03) höhere renale 24-Stunden-Proteinexkretion auf als die Kontrolltiere. Der Verzehr der proteinärmeren Ration hatte eine signifikant (p = 0,04) geringere 24-Stunden-Proteinausscheidung bei den nephrektomierten Katzen und bei den Kontrolltieren zur Folge. Außerdem führte die Aufnahme der proteinreichen Diät bei den Tieren mit eingeschränkter Nierenfunktion zu einer signifikanten Schädigung der Nierenmorphologie, die sich in Form von glomerulärer Hypertrophie, einer Ansammlung mesangialer Matrix, fokaler bis generalisierter Glomerulosklerose sowie verstärkter Adhäsionen zwischen den Glomerula und den Bowmanschen Kapseln darstellte. Die Autoren schlossen aus den Ergebnissen, dass eine geringere Protein- und Energieaufnahme die Proteinurie und glomeruläre Schädigungen bei Katzen mit eingeschränkter Nierenfunktion begrenzt.