Motilitätsparameter

Typisch für die basale spontane Muskelaktivität des Kolons war das Auftreten von

Kontraktionsgruppen, die von Phasen motorischer Pausen flankiert sein konnten und durch einen Anstieg des Muskeltonus während der Kontraktionsgruppen gekennzeichnet wurden (Abb. 5). Die spontane Muskelaktivität des Jejunums war im Vergleich dazu regelmäßiger (Abb. 5).

Für die Bestimmung der Motilitätsparameter der basalen Kontraktionsaktivität, die als Kontrolle für Substanzwirkungen bzw. EFS-induzierte Veränderungen der Motilität diente, wurde eine 10minütige Periode direkt vor Substanzapplikation bzw. vor EFS untersucht. Die Motilitätsparameter nach Substanzapplikation wurden in einer 10minütigen Periode nach Eintritt der Wirkung bestimmt. Substanzen wie Apamin und ATP, zeigten eine primär transiente Wirkung, so daß bei diesen Substanzen die Motilitätsparameter je nach Präparat in ihrer 0,5- bis 6minutigen Wirkperiode ausgewertet wurden.

Abbildung 3: Verwendete Parameter zur Bestimmung der basalen Muskelaktivität in einer

Kontraktionsgruppe. Die Muskeltonuserhöhung während der Kontraktionsgruppen wurden durch die Differenz zwischen Basaltonus und den durchschnittlichen Minima der Kontraktionen innerhalb der Kontraktionsgruppe bestimmt. Die Kontraktionsamplitude wurde durch die Differenz zwischen Minima und Maxima der einzelnen phasischen Kontraktion bestimmt. Exemplarisch sind hier Muskeltonuserhöhung und Amplitude einer Einzelkontraktion durch Pfeile markiert. Der Basaltonus entspricht der gestrichelten Linie.

Kontraktionsamplitude

Basaltonus Tonuserhöhung während

der Kontraktionsgruppen

Dauer

einer Kontraktionsgruppe

10s

5mN

Die folgenden Parameter wurden zur Analyse der Muskelaktivität herangezogen:

Basaltonus [mN] (Abb. 3): Der Basaltonus der Kolonpräparate entsprach dem Mittelwert des niedrigsten Grundtonus außerhalb einer Kontraktionsgruppe, d. h. dem Mittelwert der

absoluten Kontraktionsminima. Im Jejunum wurde der Basaltonus aus dem Mittelwert aller Kontraktionsminima in einem Zeitintervall von 10 Minuten ermittelt.

Kontraktionsamplituden [mN] (Abb. 3): Die Kontraktionsamplituden wurden durch die Differenz zwischen Minima und Maxima einzelner phasischer Kontraktionen bestimmt. Es wurden alle Kontraktionen während einer 10minütigen Periode ausgewertet und deren Amplituden als Mittelwert angegeben.

Kontraktionsfrequenz [1/min]: Die Kontraktionsfrequenz wurde als Anzahl der Kontraktionen pro Minute angegeben und in einem Zeitintervall von 10 Minuten bestimmt.

Kontraktionsaktivität [mN/min]: Die Kontraktionsaktivität wurde durch Multiplikation der durchschnittlichen Amplitude mit der durchschnittlichen Frequenz während eines

Zeitintervalls von 10 Minuten errechnet.

Motilitätsindex [mN/min]: Der Motilitätsindex während der basalen Aktivität, d. h. vor Zugabe von Substanzen, wurde durch die Fläche unter den Kontraktionsmaxima und -minima 5 Minuten vor Zugabe einer Substanz bestimmt. Bei Substanzen mit lang anhaltender

Wirkung wurde der Motilitätsindex nach Wirkungseintritt in einem Zeitabschnitt von 3 bis 10 Minuten bestimmt. Bei transienter Wirkung einer Substanz wurde der Motilitätsindex

während der stärksten Wirkung in einem Zeitabschnitt von 30 bis 90 Sekunden bestimmt.

Kontraktionsgruppen traten im Kolon auf (Abb. 3). Sie wurden von motorischen Pausen (siehe unten) umrahmt und durch eine Erhöhung des Muskeltonus gekennzeichnet. Folgende, für Kontraktionsgruppen typische Motilitätsparameter wurden bestimmt:

Dauer der Kontraktionsgruppen [sek] (Abb. 3): Die durchschnittliche Dauer von mindestens drei aufeinanderfolgenden Kontraktionsgruppen wurde ermittelt.

Dauer der motorischen Pausen [sek]: Motorische Pausen sind Phasen geringer bis fehlender motorischer Aktivität, die von Kontraktionsgruppen flankiert werden. Der Muskeltonus während dieser Pausen entspricht dem Basaltonus. Die Dauer von mindestens drei aufeinanderfolgenden motorischen Pausen wurde ermittelt.

Häufigkeit der Kontraktionsgruppen [1/10 min]: Zur Ermittlung dieses Parameters wurden die Kontraktionsgruppen im Kolon über einen Zeitraum von mindestens 10 Minuten ausgezählt und als Anzahl pro 10 Minuten angegeben. Konnten keine Kontraktionsgruppen differenziert werden, so konnten dennoch durch Glättung der Kurven die für die Kontraktionsgruppen typischen Muskeltonuserhöhungen ermittelt und ausgezählt werden. Dafür wurde ein Frequenzfilter verwendet, der phasische Aktivitäten über 0,05 Hz herausfilterte.

Tonuserhöhung während der Kontraktionsgruppen [∆mN] (Abb. 3): Die

Muskeltonuserhöhung während des Auftretens von Kontraktionsgruppen wurde durch die Differenz zwischen allen durchschnittlichen Minima außerhalb einer Kontraktionsgruppe (entspricht dem Basaltonus) und allen durchschnittlichen Minima innerhalb einer

Kontraktionsgruppe ermittelt.

Kontraktionsfrequenz innerhalb der Kontraktionsgruppen [1/min]: Die Frequenz wurde durch Auszählen aller Kontraktionen in einer Kontraktionsgruppe im herangezogenen Zeitabschnitt von mindestens 10 Minuten ermittelt und als Anzahl der Kontraktionen pro Minute

angegeben.

2.4.2.1 Elektrische Feldstimulation (EFS)

Die Parameter für die elektrische Feldstimulation wurden so gewählt, daß nur selektiv die nervalen Elemente in der Darmwand stimuliert wurden (Strom 100 mA, Einzelpulsbreite 0,5 msek, Frequenz 20 Hz, Dauer 10 sek). Die Aktivität der Muskelstreifen konnte als Antwort während elektrischer Feldstimulation sowohl zunehmen (Zunahme des Motilitätsindexes), als auch abnehmen (Abnahme des Motilitätsindexes). Folgende Motilitätsparameter wurden bestimmt:

Motilitätsindex: Die Fläche unter der Kurve pro Sekunde vor, in oder nach der elektrischen Feldstimulation kennzeichnet einen bestimmten Aktivitätslevel, welcher als Motilitätsindex [mN/sek] definiert wurde (Abb. 4). In einem Zeitintervall von 5 Minuten vor der elektrischen

Feldstimulation wurde die Fläche unter der Kurve pro Sekunde bestimmt (Abb. 4). Im Kolon wurde nur die Fläche unter der Kurve von mindestens drei Kontraktionsgruppen

herangezogen, da die elektrische Feldstimulation im Kolon immer während einer Kontraktionsgruppe vorgenommen wurde. Die elektrische Feldstimulation dauerte

10 Sekunden an. In diesem Zeitraum wurde die Fläche unter der Kurve pro Sekunde bestimmt (Abb. 4). Der Meßbereich wurde bei auftretender Hemmung entsprechend der Dauer dieser Hemmung, die ebenfalls ermittelt wurde, erweitert. Bei vollständiger Hemmung der Motorik erreichte die Fläche unter der Kurve pro Sekunde den Wert 0. Die Dauer der Hemmung wurde in Sekunden angegeben. Nach der elektrischen Feldstimulation wurde die Zeit bis zum Erreichen der ursprünglichen basalen Aktivität gemessen. In diesem Zeitintervall wurde ebenfalls die Fläche unter der Kurve pro Sekunde bestimmt (Abb. 4).

Abbildung 4: Verwendete Parameter für die Beurteilung einer Antwort während elektrischer Feldstimulation (EFS) bei erregender (A) und hemmender Antwort (B). Die Flächen unter der Kurve vor, während und nach EFS sind unterschiedlich schraffiert dargestellt. Diese Flächen wurden pro Sekunde bestimmt und als Motilitätsindex (MI) definiert. Die Trennung der herangezogenen

Meßbereiche vor, während und nach EFS zeigen die vertikalen Linien. Bei einer hemmenden Antwort wurde der Meßbereich entsprechend der Dauer der Hemmung erweitert.

Basaltonus EFS (10 sek)

MI nach EFS MI

vor EFS

MI während EFS

A

Basaltonus EFS (10 sek)

MI nach EFS MI

vor EFS

MI während EFS

B

Die Auswertung der Befunde der mechanischen Aktivität und der nach elektrischer

Feldstimulation nerval induzierten Antworten erfolgte für Zirkulär- und Längsmuskulatur von Kolon und Jejunum. Des weiteren wurden die basale Kontraktionsaktivität sowie die nerval induzierten Antworten von Zirkulär- und Längsmuskelstreifen von an Kolik erkrankten Pferden bestimmt und mit den entsprechenden Zirkulär- und Längsmuskelstreifen der Pferde, die vorberichtlich nicht an einer gastrointestinalen Erkrankung litten (Schlachthofmaterial), verglichen.

2.4.2.2 Konzentrations-Wirkungskurven

Der Verlauf der Konzentrations-Wirkungskurven nach Applikation der verschiedenen Substanzen erfolgte mit Hilfe einer Hillfunktion getrennt für jedes Präparat. Folgende Parameter wurden ermittelt:

1. pD₂-Wert: der negative dekadische Logarithmus des EC₅₀ (Konzentration, bei der die halbmaximale Wirkung erreicht wird). Der pD₂-Wert gibt den Wendepunkt der S-förmigen Konzentrations-Wirkungskurven an.

2. n: Steigung der Kurve

Die Mittelwerte dieser beiden Parameter wurden bestimmt. Es erfolgte der Vergleich von Zikulär- und Längsmuskelpräparaten (Kolon/ Jejunum) sowie ein Vergleich mit

Muskelgewebe der an Kolik erkrankten Pferde.

Wenn keine Anpassung mit Hilfe einer Hillfunktion möglich war, wurden die verschiedenen Konzentrationen untereinander und zur Kontrolle verglichen. Die Wirkungen der Substanzen in den verschiedenen Konzentrationen auf den Zirkulär- und Längsmuskel des Kolons und den Zirkulär- und Längsmuskel des Jejunums wurden miteinander verglichen.