ACTH (Wirkstoff
III. Material und Methoden
4 Cortisolnormalwerte der institutseigenen Katzenpopulation
1.3 Ableitort Area 17 und 18 des visuellen Cortex
1.3.4 Spontanaktivität corticaler Neurone vor und nach Fentanyl- Fentanyl-Verabreichung
Neben der reizgetriebenen Aktivität wurde auch bei den elektrophysiologischen Ableitungen der corticalen Areale 17 und 18 die Spontanaktivität vor und nach der Verabreichung von Fentanyl aufgezeichnet.
Die Mediane vor und nach 5 und 10 µg/kg KM Fentanyl als Bolus sind in Abbildung IV.21 dargestellt.
31 bis 60 Minuten nach Fentanyl-Bolus
0 20 40 60 80 100
61 bis 90 Minuten nach Fentanyl-Bolus
0 20 40 60 80 100 0 bis 30 Minuten
nach Fentanyl-Bolus
Median der Spontanaktivität vor Fentanyl-Bolus [spikes/s]
0 20 40 60 80 100 Median der Spontanaktivität nach Fentanyl-Bolus [spikes/s]
0 20 40 60 80 100
Fentanyl 5 µg/kg KM Fentanyl 10 µg/kg KM
Abb. IV.21: Verhältnis der Mediane der Spontanaktivität [spikes/s] vor und im Zeitraum von 0 bis 30, 31 bis 60 und 61 bis 90 Minuten nach Bolus-Applikation von 5 und 10 µg/kg KM Fentanyl. (kg = Kilogramm; KM = Körpermasse; µg = Mikrogramm;
s = Sekunde)
In der ersten halben Stunde nach Fentanyl zeigten 90,1% der corticalen units eine um mehr als 10% veränderte Spontanaktivität. Anstieg und Reduktion kamen bei beiden Dosierungen zu gleichen Anteilen vor. Auch für die späteren Zeiträume blieb eine ähnliche Verteilung bestehen (siehe Abb. IV.22).
Die Aktivität vor und zu den einzelnen Zeiträumen nach Fentanyl wurde für beide Dosierungen gemeinsam, sowie für 5 und 10 µg/kg KM Fentanyl getrennt im gepaarten t-Test quantitativ untersucht. In keinem Zeitraum und bei keiner Dosierung waren die Veränderungen der Spontanaktivität statistisch signifikant.
< 50% 50 - 89% 90 - 110%111 - 150% > 150%
0 bis 30 Minuten nach Fentanyl-Bolus 31 bis 60 Minuten nach Fentanyl-Bolus 61 bis 90 Minuten nach Fentanyl-Bolus Fentanyl 5 µg/kg KM
6 Fentanyl 10 µg/kg KM
alle Fentanyl-Dosierungen
Spontanktivität nach Fentanyl-Bolus im Verhältnis zur Ausgangsaktivität [%]
Abb. IV.22: Median der Spontanaktivität von zehn single und multi units des visuellen Cortex nach elf Bolus-Verabreichungen von Fentanyl normiert auf die Ausgangswerte. Dargestellt für die Fentanyl-Dosierungen 5 und 10 µg/kg KM und die Zeiträume 0 bis 30, 31 bis 60 und 61 bis 90 Minuten nach Applikation. (kg = Kilogramm; KM = Körpermasse; µg = Mikrogramm)
Anstieg und Reduktion der Spontanaktivität waren gleichmäßig verteilt. Daher wurde ein weiterer gepaarter t-Test durchgeführt, in welchem die Aktivität für beide Fentanyl-Dosierungen für die einzelnen Zeiträume gegenübergestellt wurde. Null bis 30 Minuten nach Fentanyl erreichten sowohl Anstieg als auch Reduktion der Spontanaktivität ein signifikantes Ausmaß (p<0,05). Im Zeitraum 31 bis 60 Minuten
nach Fentanyl war die Reduktion signifikant (p<0,01), der Anstieg hingegen nicht (p=0,456) und 61 bis 90 Minuten nach Bolus waren weder Anstieg noch Reduktion der Spontanaktivität signifikant (p≥0,059). Aufgrund der geringen Stichprobe wurde diese Auswertung nicht für die einzelnen Dosierungen getrennt durchgeführt.
Weiterhin wurde das Verhalten der Spontanaktivität während der Verabreichung von Fentanyl als Infusion in den Dosierungen 5 und 10 µg/kg/h untersucht. Einen Überblick über die Mediane vor und während der Zeiträume 0 bis 30, 31 bis 60 und
>60 Minuten nach Infusionsbeginn bis zum Ende der Infusion gibt Abbildung IV.23.
0 bis 30 Minuten nach Beginn der Fentanyl-Infusion
Median der Spontanaktivität vor Beginn Fentanyl-Infusion [spikes/s]
0 10 20 30 40 50
Median der Spontanaktivität nach Beginn der Fentanyl-Infusion [spikes/s]
0 10 20 30 40 50
Fentanyl-Infusion 5 µg/kg/h Fentanyl-Infusion 10 µg/kg/h 31 bis 60 Minuten nach
Beginn der Fentanyl-Infusion
0 10 20 30 40 50
>60 Minuten nach Beginn der Fentanyl-Infusion
0 10 20 30 40 50
Abb. IV.23: Verhältnis der Mediane der Spontanaktivität [spikes/s] vor und im Zeitraum von 0 bis 30, 31 bis 60 und >60 Minuten nach Beginn der Infusion von 5 und 10 µg/kg/h Fentanyl bis zum Infusionsende. (h = Stunde; kg = Kilogramm; µg = Mikrogramm; s = Sekunde)
Unter der Infusion von Fentanyl blieb die Spontanaktivität von sechs units in keinem der drei Zeiträume konstant, die Spontanaktivität wich stets um mehr als 10% von der Ausgangsaktivität ab. Auf die gesamte Dauer der Infusion bezogen, zeigten 5
von 6 (83,3%) der units eine veränderte Spontanaktivität. Insgesamt bestand häufiger ein Trend zur Erhöhung der Spontanaktivität (siehe Abb. IV.24).
< 50% 50 - 89% 90 - 110%111 - 150% > 150%
Anzahl der Messungen
0 1 2 3 4
0 bis 30 Minuten nach Infusionsbeginn 31 bis 60 Minuten nach Infusionsbeginn
>60 Minuten nach Infusionsbeginn alle Fentanyl-Dosierungen
Spontanaktivität nach Beginn der Fentanyl-Infusion im Verhältnis zur Ausgangsaktivität [%]
Abb. IV.24: Median der Spontanaktivität von sechs single und multi units des visuellen Cortex während der Verabreichungen von 5 und 10 µg/kg/h Fentanyl als Infusion normiert auf die Ausgangswerte. Dargestellt für die Zeiträume 0 bis 30, 31 bis 60 und >60 Minuten nach Infusionsbeginn bis zum Ende der Infusion. (h = Stunde; kg = Kilogramm; µg = Mikrogramm)
Quantitativ waren die Veränderungen der Spontanaktivität während der Infusion von Fentanyl nicht signifikant (gepaarter t-Test, p≥0,052).
Wiederum wurden die sechs units bezüglich Reduktion oder Erhöhung der Spontanaktivität getrennt verglichen. Eine signifikant erhöhte Spontanaktivität (p<0,05) war nur in der ersten halben Stunde nach Infusionsbeginn festzustellen, ansonsten erreichten die beobachteten Aktivitätserhöhungen und –reduktionen kein statistisch signifikantes Maß.
2 Cortisolnormalwerte der institutseigenen Katzenpopulation
2.1 Versuch zur Erfassung episodischer Schwankungen des Cortisol-Spiegels (Kurzzeitmessungen K1 und K2)
Zur Erkennung episodischer Schwankungen der Serumcortisolkonzentration wurden Blutabnahmen in 15-minütigen Abständen zu verschiedenen Tageszeiten durchgeführt.
In die Bewertung gingen 164 Cortisol-Werte ein, deren Median 2,07 µg/dl betrug (25.
Perzentil 1,51 µg/dl und 75. Perzentil 3,33 µg/dl).
Weder bei Messung K1 (Entnahme 1 bis 8) noch bei K2 (Entnahme 1 bis 9) ergaben sich signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Entnahmen (One Way ANOVA on Ranks, p=0,507 und p=0,771).
Wurden die einzelnen Entnahmezeiträume (7 bis 9, 12 bis 14, 17 bis 19 und 22 bis 24 Uhr) untereinander verglichen (One Way ANOVA on Ranks), bestand der einzige signifikante Unterschied (p<0,001) zwischen dem Entnahmezeitraum 17 bis 19 Uhr und 22 bis 24 Uhr der Messung K2. (Einzelwerte: siehe Anhang Tab. 2.1 für K1 und Tab. 2.2 für K2)
2.2 Versuch zur Erfassung circadianer Schwankungen des Cortisol-Spiegels (Langzeitmessungen L1 und L2)
Zur Ermittlung einer potentiellen Tagesrhythmik des Cortisol-Spiegels wurden Blutentnahmen über einen Zeitraum von 21 h (L1) bzw. 24 h (L2) durchgeführt.
Obwohl bei beiden Methoden 90% der Cortisolkonzentrationen geringer als 3,0 µg/dl waren, waren die Cortisol-Spiegel der mittels Zentralvenenkatheter gewonnenen Blutproben signifikant niedriger (Mann-Whitney Rangsummentest, p<0,001), weshalb die Blutprobennahme mittels ZVK als stressärmer bewertet werden kann.
2.2.1 Langzeitmessung L1
Bei 18 Katzen wurde achtmal in dreistündigen Abständen Blut zur Serumcortisol-Bestimmung entnommen. Da nicht alle Serumcortisolwerte zu den einzelnen Entnahmezeitpunkten normal verteilt waren, werden in Abbildung IV.25 die Mediane und das 25. und 75. Perzentil angegeben (Einzelwerte: siehe Anhang Tab. 2.3).
Ein Vergleich der Gruppenmediane adulter (≥11 Monate alter) und juveniler (≤6 Monate alter) Katzen zu den einzelnen Entnahmezeitpunkten zeigte im Mann-Whitney Rangsummentest lediglich zu einem der acht Messzeitpunkte (12 Uhr) eine signifikante Abweichung. Einen graphischen Überblick über die Serumcortisolkonzentration zu den einzelnen Entnahmezeitpunkten gibt Abbildung IV.25.
*
Tageszeit [h]
06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 03:00
Serumcortisol [µg/dl]
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
alle Katzen (n=18) adulte Katzen (n=6) juvenile Katzen (n=12)
*
Abb. IV.25: Serumcortisolkonzentration zu verschieden Tageszeiten gemessen bei 18 Katzen, davon sechs adulte und zwölf juvenile Tiere. Die Symbole kennzeichnen die Gruppenmediane, untere vertikale Balken das 25., obere das 75. Perzentil. Zum Entnahmezeitpunkt 12 Uhr besteht ein signifikanter Unterschied (*) zwischen den Cortisol-Werten adulter und juveniler Katzen. (dl = Deziliter; h = Stunde; µg = Mikrogramm; n = Anzahl der Tiere)
2.2.2 Langzeitmessung L2
Bei sieben Katzen wurde in zweistündigen Abständen jeweils 13 mal die Serumcortisolkonzentration bestimmt (Einzelwerte: Anhang Tab. 2.4). Die Gruppenmediane und Perzentile sind in Tab. IV.2 aufgeführt.
Ein Vergleich der Mediane der Cortisolkonzentrationen zu den einzelnen Entnahmezeiten mittels Kruskal-Wallis One Way ANOVA on Ranks ergab keine signifikanten Unterschiede zwischen den jeweiligen Cortisol-Spiegeln (p=0,248).
Tab. IV.2: L2: Serumcortisolkonzentration (Median, 25. und 75. Perzentil) von 7 Katzen zu unterschiedlichen Tageszeiten.
(dl = Deziliter; µg = Mikrogramm)
Serumcortisol in µg/dl Ent-
nahme Tageszeit
Median 25. Perzentil 75. Perzentil
1 13 Uhr 0,85 0,26 2,06
2 15 Uhr 0,83 0,54 3,68
3 17 Uhr 1,71 0,73 2,06
4 19 Uhr 1,51 0,20 2,33
5 21 Uhr 0,10 0,10 0,59
6 23 Uhr 0,94 0,19 1,33
7 1 Uhr 0,84 0,10 1,16
8 3 Uhr 0,75 0,26 1,16
9 5 Uhr 0,85 0,16 0,93
10 7 Uhr 0,40 0,28 0,84
11 9 Uhr 0,10 0,10 0,75
12 11 Uhr 0,28 0,14 0,46
13 13 Uhr 0,37 0,16 1,01
gesamt -- 0,61 0,10 1,19
2.2.3 Tagesrhythmik
Die Langzeitmessungen L1 und L2 ergaben keine tagesrhythmischen Schwankungen der Cortisolkonzentration für die untersuchten Katzen. Der Vergleich der Gruppenmediane der Tiere zu den einzelnen Entnahmezeitpunkten (One Way ANOVA on Ranks) zeigte keine signifikanten Unterschiede, so dass auf weitere rhythmometrische Verfahren verzichtet wurde (p=0,071 und p=0,248).