Oxalat, das im Harn ausgeschieden wird, stammt hauptsächlich aus endogener Synthese im Organismus und nur zum kleineren Teil aus intestinaler Absorption (LAKER 1983, OSBORNE et al. 1986). Dieser Zusammenhang wird in einer Studie an Hunden deutlich, bei der kaum Veränderungen in der Oxalatausscheidung festgestellt wurden, als diese während Fütterungs- und Fastperioden verglichen wurde (LULICH et al. 1991). Die wesentlichen endogenen Oxalatvorläufer sind Ascorbinsäure und die Aminosäure Glycin. Daneben spielen aber auch noch Tryptophan, Phenylalanin und Hydroxyprolin eine Rolle bei der endogenen Synthese (LAKER 1983, OSBORNE et al. 1986). Eine Stimulation der renalen Oxalatausscheidung kann ernährungsbedingt durch vermehrte Aufnahme von Oxalat oder Oxalatvorläufern mit dem Futter, eine gesteigerte intestinale Oxalatabsorption sowie durch erhöhte endogene Produktion und durch gesteigerten Harnfluss erfolgen (NÄHRIG 1995). Die Oxalatabsorption ist vor allem dann gering, wenn ernährungsbedingt ein hohes Ca/Oxalat-Verhältnis vorliegt. In diesem Fall bildet sich vermehrt Ca-Oxalat, ein schwerlösliches Salz, welches kaum resorbiert wird. Anders verhält es sich im Fall einer niedrigen Ca/Oxalat-Relation, da hier vermehrt freies Oxalat resorbiert und mit dem Harn ausgeschieden werden kann (BARILLA et al. 1978). Oxalatreiche Nahrungsmittel, die das Ca/Oxalat-Verhältnis
verringern, sind u.a. Spinat, Rhabarber, Tee und Schokolade.
In der Literatur sind bislang kaum Untersuchungen an Katzen hinsichtlich der renalen Oxalatausscheidung zu finden, sondern allenfalls epidemiologische Auswertungen von Urolithiasisfällen (HESSE u. SANDERS 1985, KIRK et al. 1995, OSBORNE et al. 1996, THUMCHAI et al. 1996, HESSE et al. 1998, LEKCHAROENSUK et al. 2000 u. 2001, HESSE et al. 2002) oder erläuterte Fallbeispiele von Katzen mit Ca-Oxalat-Urolithiasis (MCKERREL et al. 1989, MARQUEZ et al. 1995, FOLGER 1999, MCCLAIN et al. 1999, BYRNE et al. 2000, MIDKIFF et al. 2000). Eine Ausnahme bildet die bei Katzen durch einen Pyridoxinmangel experimentell erzeugte Hyperoxalurie und Oxalatnephrokalzinose (GERSHOFF et al. 1959, BAI et al. 1989). GERSHOF et al. (1959) ermittelten bei Tieren, die eine Diät ohne Vitamin B6 erhielten, eine durchschnittliche Oxalatausscheidung von 24 mg/kg LM/d, verglichen mit einer Oxalatexkretion von 1,5 mg/kg LM/d bei Tieren, die eine Ration mit einem Zusatz von 4 mg Vitamin B6/kg Futter erhielten. Das Oxalat stammt nach ihrer Auffassung aus dem Aminosäurenstoffwechsel und kann bei einem Vitamindefizit aufgrund eines Mangels an Coenzymen nicht weiter metabolisiert werden. BAI et al. (1989) verabreichten jungen Katzen eine Vitamin B6-freie Diät oder eine Ration, die 8,0 mg Vitamin B6/kg Futter enthielt. Auch sie stellten bei den Tieren, die kein Vitamin B6 über das Futter aufnahmen, eine deutlich höhere renale Oxalatausscheidung fest.
In der Humanmedizin werden Patienten mit idiopatischer Hyperkalziurie häufig Diäten mit geringem Ca- bzw. Oxalatgehalt zur Vermeidung einer erneuten Harnsteinerkrankung empfohlen. Jedoch stellen mittlerweile einige Untersuchungsergebnisse die Wirksamkeit solcher Diäten in Frage. So schlossen BORGHI et al. (2002) aus einer Untersuchung an Männern mit rezidivierender Ca-Oxalat-Urolithiasis und Hyperkalziurie, dass Diäten mit üblichem Ca-Gehalt, aber reduziertem Gehalt an tierischem Protein und Na-Chlorid eher vor einem erneuten Auftreten von Oxalatsteinen schützten als Diäten mit reduziertem Ca-Gehalt. Nur 12 der 60 Männer, die täglich eine übliche Menge an Kalzium (1200 mg), aber eine reduzierte Menge an tierischem Protein (52 g) und Salz (2900 mg NaCl) zu sich nahmen, hatten innerhalb von 5 Jahren Rückfälle, verglichen mit 23 von 60 Männern, die täglich eine reduzierte Menge an Kalzium (400 mg) aufnahmen. Nach Meinung der Untersucher wurden
durch die Ca-arme Diät weniger Ca-Oxalatkomplexe im Darm gebildet, weshalb mehr Oxalat intestinal absorbiert und renal ausgeschieden wurde. Auch in den Untersuchungen von BATAILLE et al. (1983), CURHAN et al. (1993) und LIEBMAN u. CHAI (1997) konnte eine geringe Ca-Aufnahme als Risikofaktor für die Bildung von Harnsteinen erfasst werden.
Ein Zusatz von Kalzium führte in der Studie von LIEBMAN u. CHAI (1997) zu einer Verringerung der Oxalatresorption von mehr als 50 %. Des weiteren beobachteten HOLMES et al. (2001) bei 12 gesunden Personen eine um 24,3 % erhöhte renale Oxalatausscheidung, als deren Ca-Aufnahme von 1002 mg/d auf 391 mg/d reduziert, aber die Oxalataufnahme von 250 mg/d beibehalten wurde. Außerdem stellten sie eine um 34,9 % erhöhte renale Oxalatausscheidung bei den Versuchspersonen fest, als deren tägliche Oxalataufnahme von 50 mg auf 250 mg gesteigert wurde. Eine derartige Beziehung zwischen der Oxalataufnahme und der renalen Ausscheidung zeigte auch eine Studie an Ratten mit Hyperkalziurie (BUSHINSKY et al. 1999). Die 32 Tiere wurden mit Diäten gefüttert, welche einen üblichen Ca-Gehalt (1,2
%) und einen Oxalatgehalt von 0,0, 0,5, 1,0 oder 2,0 % (in Form von Na-Oxalat) aufwiesen.
Die Steigerung der Oxalataufnahme resultierte zwar erwartungsgemäß in einer erhöhten renalen Oxalatausscheidung, aber durch eine gleichzeitige Verringerung der Ca-Ausscheidung letztlich in einer Senkung der Sättigung von Ca-Oxalat im Harn. Die Verringerung der Ca-Ausscheidung wurde offenbar durch die die höhere Aufnahme von Oxalat, welches sich mit Kalzium im Darm zu dem unlöslichen Ca-Oxalatkomplex verband, verursacht. Ob sich reduzierte Ca- bzw.
Oxalataufnahmen wirklich positiv in der Prophylaxe von Ca-Oxalatsteinen auswirken, ist nach den aufgeführten Untersuchungsergebnissen also eher fraglich.
Eine gesteigerte intestinale Oxalatabsorption ist auch dann möglich, wenn Kalzium im Darm mit anderen Molekülen, wie z. B. Fettsäuren, Komplexe bilden kann und auf diese Weise ebenfalls vermehrt freie Oxalationen im Darmlumen vorliegen. Eine Fettmalabsorption und folglich einen größeren intestinalen Gehalt an Fettsäuren trifft man bei verschiedenen gastrointestinalen Erkrankungen sowie Dünndarmresektionen an (ANDERSON u.
JAGENBURG 1974, EARNEST et al. 1974, MCDONALD et al. 1976). MASAI et al.
(1995) wiesen bei Patienten mit Ca-Harnsteinen ebenfalls eine Korrelation zwischen der Fettaufnahme und der renalen Abgabe von Oxalat nach. Weiterhin zeigten Studien an Ratten
(MASAI u. ITO 1996, SCHMIEDL et al. 2000) höhere Oxalatausscheidungen über den Harn unter der Fütterung einer fettreichen Diät im Vergleich zu einer Ration mit üblichem Fettgehalt. In der Untersuchung von SCHMIEDL et al. (2000) erhielten jeweils 12 Ratten für ca. 111 Tage entweder eine Kontrolldiät mit üblichem Fettgehalt (50,8 g/kg TS) oder eine fett-und cholesterinreiche Diät (112,0 g Fett, 10,0 g Cholisterin fett-und 20,0 g Na-Cholat/kg TS). Die fettreiche Diät (11 %) enthielt weniger einfach und mehrfach ungesättigte Fettsäuren (v.a.
Ölsäure und Linolsäure) als die Kontrolldiät und zudem weder Eikosamonoen- noch Eikosadiensäure, die als Vorläufer in dem Arachidonsäure-Prostaglandin-Zyklus fungieren.
Unter der Verabreichung der fett- und cholesterinreichen Ration verdoppelte sich der Oxalatgehalt im Harn (von 34 auf 68 mmol Oxalat/mmol Kreatinin). MASAI und ITO (1996) beobachteten ebenfalls eine vermehrte Oxalatausscheidung bei Ratten, als diese 21 Tage lang eine Diät mit einem Fettgehalt von 14 % erhielten. Neben der oben erläuterten Erklärung für eine gesteigerte Oxalatabgabe über den Harn bei fettreicher Ernährung wiesen SCHMIEDL et al. (2000) auch auf die Möglichkeit einer durch Hyperlipidämie erzeugten Steigerung der Oxalatsynthese in den Leberzellen hin. Bei den Ratten, denen man die fettreiche Diät verabreicht hatte, waren die LDH-Konzentrationen im Serum doppelt so hoch wie die der Kontrolltiere. LDH (zytosolisches Enzym), Glycolatoxidase und Glycolatdehydrogenase (peroxisomale Enzyme) sind verantwortlich für die Bildung von Oxalat aus Glycolat oder anderen Oxalatvorläufern. Das Ergebnis einer epidemiologischen Studie in Japan war ein vermehrtes, u.a. mit einer erhöhten Aufnahme von tierischem und totalem Fett einhergehendes Vorkommen von Ca-Steinen (YOSHIDA u. OKADA 1990). Andere Untersucher, die die Ernährungsgewohnheiten von Patienten mit Ca-Steinen mit denen von Kontrollpersonen verglichen, stellten u.a. ebenfalls eine höhere Fettaufnahme bei den Patienten fest (TRINCHIERI et al. 1991, GRIFFITH et al. 1981, AL-ZAHRANI et al. 2000). BAILY et al.
(2000) beobachteten allerdings bei Patienten mit Ca-Steinen keine Beziehung zwischen der Fettaufnahme und dem Harnvolumen, dem Harn-pH oder der Exkretion von Magnesium, Zitrat, Oxalat, Kalzium und Harnsäure.
Einen Zusammenhang zwischen der Proteinaufnahme und der renalen Oxalatausscheidung stellten GIANNINI et al. (1999) fest, als sie bei 18 Patienten mit idiopathischer
Hyperkalziurie und Nierensteinen eine moderate Einschränkung der Proteinaufnahme (0,8 g/Protein/kg LM/d) durchführten. Die reduzierte Proteinaufnahme resultierte in einer geringeren renalen Oxalatausscheidung (0,31 mmol/d statt vorher 0,59 mmol/d), die nach Ansicht der Untersucher vermutlich Folge einer geringeren endogenen Synthese war. Gegen eine verminderte Oxalataufnahme als Ursache sprach der in die Diät eingeschlossene Gehalt an Gemüse. Eine gesteigerte Proteinaufnahme (in Form von Fleisch) von 0,97 auf 2,26 g/kg LM/d führte in einer Studie von NGUYEN et al. (2001) bei Patienten mit Ca-Steinen zu einer deutlich vermehrten renalen Oxalatausscheidung (584 mmol/d verglichen mit 511 mmol/d).
Gesunde Kontrollpersonen zeigten jedoch keine Veränderungen in der Oxalatabgabe (498 mmol/d verglichen mit 515 mmol/d). Da die Oxalataufnahme bei allen Versuchspersonen eingeschränkt war, vermuteten die Untersucher eine metabolische Ursache (erhöhte Aktivität von Enzymen im Abbau von Hydroxyprolin und Tryptophan zu Oxalat) für die erhöhte Oxalatausscheidung bei der Patientengruppe im Fall der gesteigerten Proteinaufnahme. Sie konnten zudem nicht ausschließen, dass Unterschiede im Energie-, Kohlenhydrat- oder Fettgehalt zwischen beiden Diäten nicht die renale Abgabe von Oxalat beeinflussten. Eine deutliche Steigerung der renalen Oxalatausscheidung durch übermäßige Aufnahme tierischen Proteins wurde bereits früher beschrieben (ROBERTSON et al. 1979 a) und auf dessen hohen Gehalt an Aminosäuren wie Tyrosin, Phenylalanin und Tryptophan zurückgeführt. Wie NGUYEN et al. (2001) konnten aber auch BUTZ et al. (1980), BROCKIS et al. (1982), KOK et al. (1990) und HOLMES et al. (1993) keine Veränderungen in der Oxalatausscheidung infolge einer hohen Proteinaufnahme bei gesunden Männern feststellen. MARANGELLA et al. (1989) beobachteten zudem bei Patienten mit Ca-Steinen keinen Unterschied in der renalen Oxalatausscheidung, als deren Aufnahme von tierischem Protein von 0,95 g/kg LM/d auf 0,6 g/kg LM/d reduziert wurde. Dieses Ergebnis wird durch eine Studie von FELLSTRÖM et al.
(1984) bestätigt. Weiterhin bemerkten MARANGELLA et al. (1989) bei Vegetariern, die ca.
1,1 g Protein/kg LM/d zu sich nahmen, eine höhere renale Oxalatausscheidung (0,45 mmol/d) als bei Personen, die bei gleicher Gesamtproteinmenge ca. 50 – 55 % tierisches Protein aufnahmen (0,31mmol/d). Auch HESSE und SIENER (1997) stellten bei Personen, die eine vegetarische Diät zu sich nahmen, einen Anstieg der Oxalatausscheidung um 31 % fest. Diese
Ergebnisse stehen im Gegensatz zu den Beobachtungen von ROBERTSON et al. (1979 b), die bei Vegetariern deutlich geringere Oxalatausscheidungen feststellten als bei Personen, die große Mengen an tierischem Protein aufnahmen. MARANGELLA et al. (1989) wiesen auf eventuelle Unterschiede in den Ernährungsgewohnheiten und mögliche höhere Oxalatgehalte in den Gemüsesorten, die von den Vegetariern während der Untersuchung zu sich genommen wurden, hin. Jedoch nahmen sie als Hauptfaktor für die Hyperoxalurie eine intestinale Hyperabsorption von Oxalat aufgrund geringer verfügbarer Mengen von Kalzium im Darmlumen an.
Mehrere Studien wiesen die Anwesenheit oxalatabbauender Bakterien im menschlichen Darm nach, die die intestinale Absorption von Oxalat limitieren (ALLISON et al. 1985, ALLISON et al. 1986, ITO et al. 1996, HOKAMA et al. 2000). ALLISON et al. beschrieben 1985 die oxalatabbauende Wirkung von Oxalobacter formigenes, einem anaeroben Bakterium, das den Dünndarm besiedelt und seine Energie aus der Umwandlung von Oxalat zu CO2 und Formiat gewinnt. Die Umwandlung wird durch drei unterschiedliche Gene (OxlT-Gen, frc-Gen, oxc-Gen) ermöglicht (LUNG et al. 1994, ABE et al. 1996, SIDHU et al. 1997). Die Behandlung von rezidivierenden Harnwegsinfektionen mit Antibiotika, welche auch Kolonien von Oxalobacter formigenes im Darmtrakt abtöten, stellt nach der Ansicht von SIENER et al.
(2001) eine wahrscheinliche Ursache für die vermehrte renale Oxalatausscheidung (0,37 mmol/d) bei Patientinnen mit Ca-Oxalatsteinen und rezidivierenden Harnwegsinfektionen, verglichen mit Patientinnen, die ausschließlich Ca-Oxalatsteine aufwiesen, dar (0,31 mmol/d).
CAMPIERI et al. (2001) gingen in einer Untersuchung der Frage nach, ob Oxalurie durch die Verabreichung von einer Mischung gefriergetrockneter Laktobazillen reduziert werden kann, indem die Laktobazillen die intestinale Absorption von Oxalat vermindern. Sechs Patienten mit idiopathischer Ca-Oxalat-Urolithiasis und geringgradiger Hyperoxalurie (> 40 mg/24 Std.) erhielten vier Wochen lang täglich ein Gemisch aus 8 x 1011 gefriergetrockneten Laktobazillen (L. acidophilus, L. plantarum, L. brevis, L. thermophilus, B. infantis). Die Behandlung resultierte bei allen sechs Patienten in einer deutlichen Senkung der renalen Oxalatausscheidung. Am Ende der Studie lag die durchschnittliche Ausscheidung bei 33,5 mg Oxalat/d und einen Monat nach Ende der Behandlung bei 28,3 mg Oxalat/d, verglichen mit 55,5
mg Oxalat/d zu Beginn der Studie. Bei zwei der Patienten wurde zusätzlich die fäkale Oxalatausscheidung ermittelt, welche nach der Behandlung mit den Laktobazillen ebenfalls deutlich vermindert war (443 bzw. 1072 mg Oxalsäure/g Kot verglichen mit 743 bzw. 1400 mg Oxalsäure/g Kot am Anfang der Studie). In der DNA der Laktobazillen wurde keins der drei Gene nachgewiesen, die bei Oxalobacter formigenes die Umwandlung des Oxalats bewirken.
Die Fähigkeit der einzelnen Laktobazillusarten zum Oxalatabbau wurde jedoch zunächst in vitro geprüft. Die Untersucher sehen als Fazit dieser Studie in der Beeinflussung der intestinalen Mikroflora eine neue Möglichkeit, der Bildung von Harnsteinen vorzubeugen.
2.3 Konsequenzen und Empfehlungen zur Behandlung bzw. Prävention von