Aus dem Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover
Beurteilung der Wirksamkeit einer Enzymsubstitution
am Modell des pankreasgangligierten Minischweins mittels unterschiedlicher Methoden bzw. Parameter (Nährstoffverdaulichkeit, Konzentration absorbierter Nährstoffe und unterschiedlicher Testsubstanzen im Blut)
INAUGURAL-DISSERTATION Zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin
(Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von Jeannine Karthoff
aus Hamburg
Hannover 2004
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. J. Kamphues
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. J. Kamphues 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. T. Spillmann
Tag der mündlichen Prüfung: 23.11.04
Meinen Eltern und Jens
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung... 1
2 Schrifttum... 3
2.1 Die chronisch exokrine Pankreasinsuffizienz (EPI) ...3
2.2 Möglichkeiten der Pankreasfunktions-Diagnostik...5
2.2.1 Bestimmung der direkten Sekretionsleistung...5
2.2.1.1 Sekretin-Pankreozymin-Test ...5
2.2.1.2 Bestimmung der synthetischen Kapazität des Pankreas ...6
2.2.1.3 Lundh-Test ...6
2.2.2 Untersuchungen zur Bestimmung der Verdaulichkeit ...6
2.2.2.1 Scheinbare Gesamtverdaulichkeit ...6
2.2.2.2 Praecaecale Verdaulichkeit...7
2.2.3 Messung der lipolytischen Aktivität ...7
2.2.3.1 Triglyceridgehalt im Serum bei chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz ...7
2.2.3.2 Freie Fettsäuren im Serum bei chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz ...10
2.2.3.3 Tocopherolgehalt im Serum bei chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz...11
2.2.3.4 Malabsorptions-Blut-Test (MB-Test)...13
2.2.3.5 Serumkonzentration der Lipase und α-Amylase...17
2.2.3.6 13C-Triglycerid-Atemtest...17
2.2.3.7 Pankreolauryltest im Serum und Harn/Urin ...17
2.2.3.8 Kot- bzw. Stuhlfettbestimmung...18
2.2.4 Messung der proteolytischen Aktivität ...18
2.2.4.1 N-Benzoyl-L-Tyrosil-Paraaminobenzoesäure Test (NBT- PABA-Test)...18
2.2.4.2 Bestimmung der cTLI-Konzentration im Serum ...23
2.2.4.3 Ceruletid Test (Pankreasfunktionstest)...24
2.2.4.4 Bestimmung des Chymotrypsingehaltes in den Faeces ...24
2.2.4.5 Nachweis der fäkalen Elastase 1...24
2.2.4.6 Nachweis unverdauter Nahrungsbestandteilen in den Faeces (Kreatorrhoe)...24
2.2.5 Messung der amylolytischen Aktivität ...25
2.2.5.1 Bestimmung des Stärkegehaltes in den Faeces...25
2.2.6 Möglichkeiten der EPI Diagnostik mittels physikalischer Verfahren...25
2.2.6.1 NIRA (Near infrared reflectance analysis) ...25
2.2.6.2 Röntgen und Ultraschall ...25
2.3 Enzymsubstitution als Therapie der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz...25
3 Eigene Untersuchungen... 29
3.1 Material und Methoden...29
3.1.1 Versuchsziel...29
3.1.2 Versuchstiere...30
3.1.3 Aufbau und Implantation der ileocaecalen Umleitungsfistel...31
3.1.4 Aufbau und Implantation eines Dauerkatheters in die Vena jugularis...32
3.1.5 Aufstallung und Haltung der Versuchstiere...35
3.1.6 Versuchsfutter und Fütterungsvarianten ...35
3.1.6.1 Versuch 1 – Gesamtverdaulichkeit...35
3.1.6.2 Versuch 2 - Gesamtverdaulichkeit...36
3.1.6.3 Versuch 3 – Praecaecale- und Gesamtverdaulichkeit...37
3.1.6.4 Versuch 4 - Blutparameter...37
3.1.6.5 Versuch 5 – NBT-PABA-Test...38
3.1.6.6 Versuch 6 - MB-Test ...40
3.1.7 Enzymprodukte ...40
3.1.8 Testsubstanzen ...42
3.1.9 Versuchsdurchführung ...42
3.1.9.1 Versuch 1 / 4...42
3.1.9.2 Versuch 2 / 4...43
3.1.9.3 Versuch 3...43
3.1.9.4 Versuch 5...43
3.1.9.5 Versuch 6...44
3.1.10 Probenentnahme...45
3.1.11 Probenvorbereitung...46
3.1.12 Vorversuche zur Durchführung des NBT-PABA-Tests beim Schwein...48
3.1.13 Vorversuche zur Durchführung des MB-Tests beim Schwein...53
3.1.14 Angewandte Untersuchungsmethoden...59
3.1.15 Bestimmung der Verdaulichkeit ...64
3.1.16 Statistische Methoden ...65
3.2 Ergebnisse ...66
3.2.1 Gesamtverdaulichkeit der Rohnährstoffe ohne bzw. mit Enzymzulage von Multienzymprodukten (N/NN) nach Einsatz der Diäten B/S...66
3.2.2 Faecesqualität und Gesamtverdaulichkeit der Rohnährstoffe ohne bzw. mit Enzymzulage von Monolipasen (D/NOVO)...71
3.2.2.1 Faecesqualität ...71
3.2.2.2 Gesamtverdaulichkeit der Rohnährstoffe ...73
3.2.3 Chymusqualität und praecaecale Verdaulichkeit der Rohnährstoffe ohne bzw. mit Enzymzulage von Monolipasen (D/NOVO)...75
3.2.3.1 Chymusqualität...75
3.2.3.2 Praecaecale Verdaulichkeit der Rohnährstoffe sowie von Zucker und Stärke ...77
3.2.4 Effekte der Pankreasgangligatur und Enzymzulage auf die Konzentrationen absorbierter Nährstoffe im Serum...81
3.2.4.1 Triglyceride ...81
3.2.4.2 Freie Fettsäuren ...83
3.2.4.3 Tocopherol...86
3.2.5 Pankreasfunktions-Diagnostik ...87
3.2.5.2 Konzentrationen von C15 und C17 im Serum nach oraler Applikation der Testsubstanzen (C15,
C17/THA ) und der Sondennahrung (Fresubin diabetes®) ...91
4 Diskussion ... 95
4.1 Kritik der Methode...95
4.1.1 Anzahl der verwendeten Tiere ...95
4.1.2 Bestimmung der Nährstoffverdaulichkeit (praecaecal/in toto) ...96
4.1.3 Blutprobenentnahme ...99
4.1.3.1 Blutprobenentnahme für die Bestimmung der Konzentration der freien Fettsäuren, Triglyceride und des Tocopherols...99
4.1.3.2 Blutprobenentnahme für den NBT-PABA- und MB-Test...100
4.1.4 Auswahl des Futters für den NBT-PABA- bzw. MB-Test ...101
4.1.5 Methoden zur Bestimmung der Konzentration von PABA, C15 und C17 im Serum...102
4.2 Beurteilung der Enzymwirksamkeit anhand unterschiedlicher Methoden ...104
4.2.1 Auswirkungen der Enzymzulage von Multi- bzw. Monoenzymprodukten (N/NN/D/NOVO) ...104
4.2.1.1 Faecesmenge und Qualität...105
4.2.1.2 Gesamtverdaulichkeit ...105
4.2.2 Auswirkungen der Enzymzulage von Monolipasen (D/NOVO) auf die praecaecale Nährstoffverdaulichkeit ...108
4.2.2.1 Chymusmenge und Chymusqualität ...108
4.2.2.2 Praecaecale Verdaulichkeit...108
4.2.3 Einfluss der Pankreasgangligatur und der Enzymzulage auf unterschiedliche Blutparameter...109
4.2.3.1 Triglyceride ...109
4.2.3.2 Freie Fettsäuren ...112
4.2.3.3 Tocopherol...114
4.2.3.4 NBT-PABA-Test...115
4.2.3.5 Malabsorptions-Blut-Test...120
4.3 Schlussfolgerungen ...126
5 Zusammenfassung... 130
6 SUMMARY ... 134
7 Literaturverzeichnis ... 138
8 Tabellenanhang ... 162
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Chemische Struktur von Pentadecansäure (C15) ... 13
Abbildung 2: Chemische Struktur von Heptadecansäure (C17)... 13
Abbildung 3: Chemische Struktur von Triheptadecanoglycerol (THA) ... 14
Abbildung 4: Stoffwechselweg von NBT-PABA... 18
Abbildung 5: Schematischer Aufbau des Venenkatheters... 32
Abbildung 6: Schematische Darstellung der Katheterplatzierung (lateral) ... 33
Abbildung 7: Schematische Darstellung der Katheterplatzierung (ventral; modifiziert nach NICKEL, SCHUMMER, SEIFERLE 1996) ... 34
Abbildung 8: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation von NBT-PABA (Tier 66) ... 52
Abbildung 9: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation von NBT-PABA (Tier 66) ... 52
Abbildung 10: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation von NBT-PABA (Tier 66) ... 52
Abbildung 11: Entwicklung der Konzentrationen von C15 (oben) und C17 (unten) im Serum nach oraler Applikation von C15 und THA (Pl-Tiere ohne und mit Aussetzten der Enzymzulage vor Testbeginn)... 56
Abbildung 12: Entwicklung der Konzentrationen von C15 (oben) und C17 (unten) im Serum nach oraler Applikation von C15 und THA (KT; unterschiedlich temperiertes Futter) ... 57
Abbildung 13: Entwicklung der Konzentrationen von C15 (oben) und C17 (unten) im Serum nach oraler Applikation von C15 und THA (Pl-0 Tiere; unterschiedlich temperiertes Futter)... 58
Abbildung 14: Wiederfindung (%) von C15 im Kot vom Schwein nach oraler Applikation von C15 (unterschiedliche temperiertes Futter; KT; Pl-Tieren ohne/mit Enzymzulage) ... 58
Abbildung 15: Wiederfindung (%) von C17 im Kot vom Schwein nach oraler Applikation von THA (unterschiedlich temperiertes Futter; KT; Pl-Tieren ohne/mit Enzymzulage) ... 59
Abbildung 16: Schematische Darstellung des PABA-Nachweises im Serum... 62
Abbildung 17: Schematische Darstellung des Nachweises von C15 und C17 im Serum... 63
Abbildung 18: Schematische Darstellung des Nachweises von C15 und C17 in Futter- und Kotproben... 63
Abbildung 19: Gesamtverdaulichkeit von organischer Substanz bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Enzymzulage (Diät-B oben; Diät-S unten)... 67
Abbildung 20: Gesamtverdaulichkeit von Rohprotein bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Enzymzulage (Diät-B oben; Diät-S unten) ... 68 Abbildung 21: Gesamtverdaulichkeit von Rohfett bei Pl-Tieren ohne bzw. mit
Abbildung 22: Gesamtverdaulichkeit von Rohfaser bei Pl-Tieren ohne bzw. mit
Enzymzulage (Diät-B oben; Diät-S unten) ... 70 Abbildung 23: Gesamtverdaulichkeit der NfE-Fraktion bei Pl-Tieren ohne bzw. mit
Enzymzulage (Diät-B oben; Diät-S unten) ... 71 Abbildung 24: pH-Werte in den Faeces von Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage von Lipasen .... 72 Abbildung 25: TS-Gehalte (% der uS) in den Faeces von Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage
von Lipasen ... 72 Abbildung 26: Gesamtverdaulichkeit von organischer Substanz bei Pl-Tieren ohne bzw.
mit Zulage von Lipasen... 73 Abbildung 27: Gesamtverdaulichkeit von Rohprotein bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage
von Lipasen ... 73 Abbildung 28: Gesamtverdaulichkeit von Rohfett bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage
von Lipasen ... 74 Abbildung 29: Gesamtverdaulichkeit von Rohfaser bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage
von Lipasen ... 75 Abbildung 30: Gesamtverdaulichkeit der NfE-Fraktion bei Pl-Tieren ohne bzw. mit
Zulage von Lipasen ... 75 Abbildung 31: Absoluter Chymusfluss (g uS/12 Std.) bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage
von Lipasen ... 76 Abbildung 32: TS-Gehalt im Ileumchymus (% der uS) von Pl-Tieren ohne bzw. mit
Zulage von Lipasen ... 76 Abbildung 33: Am Caecum anflutende TS-Menge (g TS /12 Std.) bei Pl-Tieren ohne
bzw. mit Zulage von Lipasen ... 77 Abbildung 34: Verlauf des pH-Wertes im Ileumchymus (Mittelwerte aus drei
Versuchstagen) bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage der Lipasen ... 77 Abbildung 35: Praecaecale Verdaulichkeit von organischer Substanz bei Pl-Tieren ohne
bzw. mit Zulage von Lipasen ... 78 Abbildung 36: Praecaecale Verdaulichkeit von Rohprotein bei Pl-Tieren ohne bzw. mit
Zulage von Lipasen ... 78 Abbildung 37: Praecaecale Verdaulichkeit von Rohfett bei Pl-Tieren ohne bzw. mit
Zulage von Lipasen ... 79 Abbildung 38: Praecaecale Rfa-Verdaulichkeit bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage von
Lipasen ... 79 Abbildung 39: Praecaecale Verdaulichkeit der NfE-Fraktion bei Pl-Tieren ohne bzw. mit
Zulage von Lipasen ... 80 Abbildung 40: Praecaecale Verdaulichkeit von Stärke bei Pl-Tieren ohne bzw. mit Zulage
von Lipasen ... 80 Abbildung 41: Praecaecale Verdaulichkeit von Zucker bei Pl-Tieren ohne bzw. mit
Zulage von Lipasen ... 81 Abbildung 42: Postprandiale Entwicklung der Tgl.-Konzentration im Serum bei KT
(Diät-B oben; Diät-S unten) ... 82
Abbildung 43: Entwicklung der Konzentration der freien Fettsäuren im Serum bei KT
(Diät-B oben; Diät-S unten) ... 84 Abbildung 44: Postprandiale Entwicklung der Tocopherolkonzentration im Serum nach
Einsatz der Diät-S ... 86 Abbildung 45: Konzentration von Tocopherol im Serum bei KT und Pl-Tieren ohne und
mit Enzymzulage (Diät-S; ZP: 90 ppr. oben/210 Min. ppr. unten)... 87 Abbildung 46: Entwicklung der PABA-Konzentrationen im Serum nach oraler
Applikation von PABA ... 88 Abbildung 47: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation
von NBT-PABA... 88 Abbildung 48: Entwicklung der PABA-Konzentrationen im Serum nach oraler
Applikation von NBT-PABA (Pl-Tiere mit Enzymzulage des Produktes
N)... 89 Abbildung 49: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation
von NBT-PABA (Pl-Tiere mit Enzymzulage des Produktes NN)... 90 Abbildung 50: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation
von NBT-PABA (KT; Pl-Tiere mit Zulage von 24 N/NN) ... 90 Abbildung 51: Entwicklung der Konzentration von C15 und C17 im Serum nach oraler
Applikation von C15 und C17 als freie Fettsäuren bei KT... 92 Abbildung 52: Entwicklung der Konzentration von C15 und C17 im Serum nach oraler
Applikation von C15 und C17 als freie Fettsäuren bei Pl-Tieren... 92 Abbildung 53: Entwicklung der Konzentration von C15 (oben) und C17 (unten) im
Serum nach oraler Applikation von C15 und THA bei KT und Pl-Tieren ... 93 Abbildung 54: Entwicklung der Konzentration von C15 und C17 im Serum nach oraler
Applikation von C15 und THA bei KT und Pl-Tieren ... 94 Abbildung 55: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation
von NBT-PABA bzw. PABA (KT) ... 116 Abbildung 56: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation
von NBT-PABA bzw. PABA (Pl-0 Tiere)... 116 Abbildung 57: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation
von NBT-PABA bei KT und Pl-Tiere mit Enzymzulage ... 118 Abbildung 58: Entwicklung der PABA-Konzentration im Serum nach oraler Applikation
von NBT-PABA bei KT (unterschiedliche Nährstoffkonzentrationen)... 119 Abbildung 59: Entwicklung der Konzentration von C15/C17 im Serum nach Applikation
von C15/THA bei KT... 120
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Übersicht zu den Versuchen in ihrem chronologischen Ablauf ... 30
Tabelle 2: Übersicht zu den Versuchstieren und deren Einsatz in den unterschiedlichen Versuchen (Alter, Geschlecht, Ø Körpermasse (kg), Vorhandensein von Fistel, Katheter und Pankreasgangligatur)... 31
Tabelle 3: Versuchsfutter (Diät-B) und Fütterungsvarianten für den Versuch 1... 36
Tabelle 4: Nährstoffgehalte (g/kg TS) der Diät-B ohne Zulage von Enzymprodukten... 36
Tabelle 5: Versuchsfutter Diät-S und Fütterungsvarianten für den Versuch 2... 37
Tabelle 6: Nährstoffgehalte (g/kg TS) der Diät-S ohne Zulage von Enzymprodukten ... 37
Tabelle 7: Versuchsfutter Diät-S und Fütterungsvaianten für den Versuch 3 ... 37
Tabelle 8: Versuchsfutter Diät-B/S und Fütterungsvarianten für den Versuch 4 ... 38
Tabelle 9: Nährstoffgehalte von Fresubin diabetes® (lt. Herstellerangaben)... 39
Tabelle 10: Nährstoffträger der Sondennahrung Fresubin diabetes® (lt. Herstellerangaben) 39 Tabelle 11: Fettsäurenmuster (lt. Herstellerangaben) von Fresubin diabetes® (g/100 ml) ... 39
Tabelle 12: Testmahlzeit Fresubin diabetes® und Fütterungsvarianten für den Versuch 5 ... 39
Tabelle 13: Nährstoffgehalte (g/kg TS) des Versuchsfutters ohne Zulage von Enzymen ... 40
Tabelle 14: Testmahlzeit Fresubin diabetes® und Fütterungsvarianten für den Versuch 6 ... 40
Tabelle 15: Enzymaktivitäten der im Versuch 1 eingesezten Produkte N/NN (I.E. FIP/g)... 40
Tabelle 16: Enzymaktivitäten der in den Versuchen 2, 5 und 6 eingesetzten Produkte N/NN (I.E. FIP/g) ... 41
Tabelle 17: Enzymaktivitäten der Monolipasen (I.E. FIP/g) ... 41
Tabelle 18: Bezeichnung der einzelnen Enzymdosierungen in den unterschiedlichen Versuchen ... 41
Tabelle 19: Charakteristika der Testsubstanzen (PABA-Test) ... 42
Tabelle 20: Charakteristika der Testsubstanzen (MB-Test)... 42
Tabelle 21: Versuchsdurchführung im Versuch 1 / 4 ... 42
Tabelle 22: Versuchsdurchführung im Versuch 2 / 4 ... 43
Tabelle 23: Versuchsdurchführung im Versuch 3... 43
Tabelle 24: Versuchsdurchführung im Versuch 5... 44
Tabelle 25: Versuchsdurchführung im Versuch 6... 44
Tabelle 26: Übersicht zu den Versuchstieren im Vorversuch für den NBT-PABA-Test ... 48
Tabelle 27: Versuchsdurchführung Vorversuch PABA-Test... 49
Tabelle 28: PABA-Wiederfindung (%) im Harn ... 51
Tabelle 29: Entwicklung der PABA-Konzentrationen im Serum nach oraler Applikation von NBT-PABA bei Pl-Tieren ohne und mit Enzymzulage vor Testbeginn... 53
Tabelle 30: Versuchsdurchführung im Vorversuch zur Anwendung des MB-Tests ... 54
Tabelle 31: Konzentration der Triglyceride (mmol/l) im Serum von KT und Pl-Tieren ohne und mit Enzymzulage (ZP: 0 Min.)... 83
Tabelle 32: Konzentration der Triglyceride (mmol/l) im Serum bei KT und Pl-Tieren
ohne und mit Enzymzulage (ZP: 90, 210 Min.)... 83 Tabelle 33: Konzentration der freien Fettsäuren (µmol/l) im Serum von KT und Pl-Tieren
ohne und mit Enzymzulage (ZP: 0 Min.)... 85 Tabelle 34: Konzentration der freien Fettsäuren (µmol/l) im Serum von KT und Pl-Tieren
ohne und mit Enzymzulage (ZP: 90, 210 Min.)... 85 Tabelle 35: Area under the curve der PABA-Konzentrationen für die unterschiedlichen
Enzymkonfektionierungen und deren Dosierung bei Pl-Tieren ... 91 Tabelle 36: Täglich abgesetzte Kotmenge (g uS) und Chromoxidwiederfindung (%) nach
5 Tagen, bei KT (36, 37, 38, 80) und Pl-Tieren (61, 63, 65)... 97 Tabelle 37: Chromoxidwiederfindung (%) im Chymus und im Kot bei Pl-Tieren ohne
bzw. mit Enzymzulage (unabhängig vom verwendeten Futter) ... 99 Tabelle 38: Gemessene PABA-Konzentration im Serum nach Zulage bekannter
Konzentrationen ermittelt nach der Methode von LANKISCH et al. (1986)... 103 Tabelle 39: Täglich abgesetzte Kotmenge (Mittelwert aus 5 Tagen) bei Pl-Tieren ohne
bzw. mit Enzymzulage und Einsatz der Diäten B/S ... 105 Tabelle 40: Konzentration der freien Fettsäuren im Serum (Diät-B;KT; ZP: 90/210 Min.) .... 113 Tabelle 41: Konzentration der freien Fettsäuren im Serum (Diät-B; PL-0 Tieren; ZP:
90/210 Min.) ... 114 Tabelle 42: Entwicklung der Konzentration von C15 im Serum (mg/l) bei Pl-Tieren nach
oraler Applikation von C15 ohne und mit Enzymzulage... 122 Tabelle 43: Wiederfindung (%) von C15 und C17 im terminalen Ileumchymus nach
oraler Applikation von C15 und THA bei KT und Pl-0 Tieren... 123 Tabelle 44: Wiederfindung (%) von C17 und C15 in den Faeces nach oraler Applikation
von C15 und THA bei KT und Pl-0 Tieren ... 125
Abkürzungsverzeichnis
® eingetragenes Warenzeichen
% Prozent
°C Grad Celsius
Ø im Durchschnitt
Abb. Abbildung
Diät-B humanorientierte Diät (Butterfettdiät)
Diät-S Sojaöl Diät
ca. Circa
C15 Pentadecanoacid
C17 Heptadecanoacid
CS Chymussammlung
Hrsg. Herausgeber
EA Enzymsupplementierung vor Testbeginn nicht ausgesetzt EPI chronisch exokrine Pankreasinsuffizienz
et al. et alii
Fd Fresubin diabetes®
FID Flammenionisationsdetektor
FIP Federation Internationale Pharmaceutique
FFS freie Fettsäuren
FS Fettsäuren
FT Fütterungszeit
FZ Futterzusammensetzung
GmbH Gesellschaft mit beschränkter Haftung
g Gramm
gZ relative Zentrifugenbeschleunigung
HDL high density lipoprotein
I.E. Internationale Einheit
i.m. intramuskulär
incl. inclusive
KM Körpermasse
KT Kontrolltier
KTS Kotsammlung
LDL low density lipoprotein
Lipase D Monoenzymprodukt
Lipase NOVO Monoenzymprodukt
lt. Laut
MB-Test Malabsorptions-Blood-Test
M. Musculus
m männlich
Min. Minuten
MW Mittelwert
n Tieranzahl
NfE Stickstofffreie Extraktstoffe
Nr. Nummer
NBT-PABA N-Benzoyl-L-Tyrosil-Paraaminobenzoesäure
oS oragnische Substanz
PABA Paraaminobenzoesäure
PVC Polyvinylchlorid
pH Potentia hydrogenii
Prod. Produkt
Pl-Tiere pankreasgangligierte Tiere
Pl-0 pankreasgangligierte Tiere ohne Enzymzulage Pl-2 N pankreasgangligierte Tiere + 2 Kapseln Produkt N Pl-8 N pankreasgangligierte Tiere + 8 Kapseln Produkt N Pl-24 N pankreasgangligierte Tiere + 24 Kapseln Produkt N Pl-2 NN pankreasgangligierte Tiere + 2 Kapseln Produkt NN Pl-8 NN pankreasgangligierte Tiere + 8 Kapseln Produkt NN Pl-24 NN pankreasgangligierte Tiere + 24 Kapseln Produkt NN Pl-L1D pankreasgangligierte Tiere + 8 Kapseln Lipase D Pl-L2 D pankreasgangligierte Tiere + 20 Kapseln Lipase D Pl-L3D pankreasgangligierte Tiere + 60 Kapseln Lipase D Pl-L1D pankreasgangligierte Tiere + 8 Kapseln Lipase NOVO Pl-L2D pankreasgangligierte Tiere + 20 Kapseln Lipase NOVO Pl-L3D pankreasgangligierte Tiere + 60 Kapseln Lipase NOVO Produkt N Enzymprodukt alte Konfektionierung
Produkt NN Enzymprodukt neue Konfektionierung
ppr. postprandial
sV scheinbare Verdaulichkeit
Ra Rohasche
Rfa Rohfaser
Rfe Rohfett
Rp Rohprotein
SD Standardabweichung
ST Schmelztemperatur
Tab. Tabelle
TG Tiergruppe
Tgl. Triglycerid
THA Triheptadecanglycilester
TS Trockensubstanzgehalt
uS ursprüngliche Substanz
V Versuch
V. Vena
Vit. Vitamin
VDLUFA Verband deutscher landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten
VLDL very low density lipoprotein
VQ Verdaulichkeitsquotient
w weiblich
1 Einleitung
Die chronisch exokrine Pankreasinsuffizienz ist eine Erkrankung, die sowohl beim Menschen, als auch bei verschiedenen Tierarten, insbesondere Hund und Katze, beobachtet wird. Die Folgen sind unter anderem Maldigestion und Malabsorption von Rohnährstoffen. Das auffälligste klinische Symptom ist die Steatorrhoe, die bei Mensch und Tier gleichermaßen auftritt. Die Diagnose der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz wird in den letzten Jahren immer häufiger gestellt (WORNING 1990). Eine gezielte und effektive Substitutionstherapie ist neben diätischen Maßnahmen von zentraler Bedeutung. Die Entwicklung neuer Enzympräparate mit einer ausreichenden bzw. verbesserten Effizienz stellt dabei das Hauptanliegen der pharmazeutischen Unternehmen dar. Die Effizienz neuer Enzymprodukte, sowie deren unterschiedliche galenische Darreichungsform werden zuerst in vitro, später in vivo an Tiermodellen überprüft, bevor sie in klinischen Studien am Menschen zum Einsatz kommen. Dabei hat sich das Schwein als Modelltier für die chronisch exokrine Pankreasinsuffizienz des Menschen bewährt (ABELLO et al. 1989).
Im Unterschied zu den vorangegangenen Arbeiten (TABELING 1998; FASSMANN 2001;
HELDT 2001; MANDISCHER 2002; FUENTE-DEGE 2003; KAMMLOTT 2003), soll erstmals die Möglichkeit einer Beurteilung der Effizienz von Multienzymprodukten und Monoenzymprodukten mit verschiedenen Verfahren überprüft werden. In den früheren Arbeiten erfolgte die Beurteilung der Effizienz eingesetzter Enzyme anhand der Verdaulichkeit im praecaecalen Darm bzw. über den gesamten Verdauungstrakt. Diese Methoden wurden auch in der vorliegenden Arbeit zur vergleichenden Beurteilung (als Standard) durchgeführt. Der Nachteil dieser bisher routinemäßig durchgeführten Verfahren, ist aber die sehr aufwendige (Fistel-Operation, Gewinnung des Probenmaterials) und zeitintensive (Anfütterungsphase, Sammlungsperioden) Durchführung. Auch die Analysen der gewonnenen Chymus- und Kotproben sind aufwendig und kostenintensiv, zusätzlich besteht eine geruchliche Belastung des Personals. Deshalb sollte in der vorliegenden Arbeit erstmals untersucht werden, ob eine Effizienzbeurteilung der unterschiedlichen Enzymprodukte anhand von Blutparametern möglich ist. Besonderes Interesse galt dabei der Fettmalabsorption, die als eines der ersten klinischen Symptome der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz auftritt. Es wurden daher vornehmlich Blutparameter des Fettstoff- wechsels (freie Fettsäuren, Triglyceride sowie Tocopherol) ausgewählt.
Außerdem kamen als neue Testverfahren der Malabsorptions-Blut-Test (MB-Test), sowie der in der Pankreasfunktionsdiagnostik bereits etablierten N-Benzoyl-L-Tyrosil-Paraamino- benzoesäure-Test (NBT-PABA-Test) zum Einsatz. Der MB-Test diente dabei insbesondere der Überprüfung der lipolytischen Aktivität, während die proteolytische Aktivität der Enzymprodukte anhand des chymotrypsinspezifischen NBT-PABA-Tests beurteilt werden konnte.
Folgende Fragen sollten geklärt werden:
1. Welchen Einfluss hat eine neue Konfektionierung (NN) eines etablierten Enzymproduktes (N) auf die Nährstoffverdaulichkeit im Vergleich zur üblichen Konfektionierung?
2. Welchen Einfluss haben die Monolipasen D und NOVO auf die Verdaulichkeit der Nährstoffe praecaecal bzw. über den gesamten Verdauungstrakt?
3. Ist eine Beurteilung der Effizienz unterschiedlicher Enzymprodukte und Dosierungen mit unterschiedlichen Blutparametern, sowie anhand von Pankreasfunktionstests (NBT-PABA- bzw. MB-Test) möglich?
2 Schrifttum
2.1 Die chronisch exokrine Pankreasinsuffizienz (EPI)
Die chronisch exokrine Pankreasinsuffizienz (EPI) ist charakterisiert durch die Maldigestion infolge des Pankreasenzym- und Bikarbonatmangels (FREUDIGER 1991). Die EPI ist beim Menschen weit häufiger beschrieben als beim Tier. Die chronisch exokrine Pankreas- insuffizienz ist beim Tier vor allem bei Hund und Katze, aber auch bei Giraffen und Gelbnackenamazonen beschrieben (WESTERMARCK 1980; WATSON et al. 1981;
LECHOWSKI et al. 1991; RITCHEY et al. 1997).
In den westlichen Industrieländern stellt der chronische Alkoholkonsum die häufigste Ursache für die EPI dar, außerdem kann sie durch eine operative Entfernung sowie durch Traumata des Pankreas, akute Pankreatitis, Mukoviszidose und andere Gendefekte bedingt sein (HOWAT u. SARLES 1979; MÜNCH u. AMMANN 1989; LÖSER u. FÖLSCH 1995).
Die häufigste Ursache der EPI beim Collie und Deutschen Schäferhund ist die Atrophie der Pankreasazini (PAA). Die PAA ist eine autoimmun-vermittelte lymphozytäre Pankreatitis (WIBERG 2004), diese Form der exokrinen Pankreasinsuffizienz wird überwiegend beim jungen Hund diagnostiziert. Neben der autoimmunen Atrophie der azinären Zellen sind u. a.
die chronische Pankreatitis, virale Erkrankungen, Ischämien, Toxikosen und Medikamente als mögliche Auslöser der EPI beim Tier zu nennen (WILLIAMS 1992, 1996). Im Unterschied zum Hund wird die EPI bei Katzen vor allem durch eine chronische Pankreatitis hervorgerufen, die PAA als Ursache ist selten. Bei der Katze wird die exokrine Pankreasinsuffizienz vorwiegend bei älteren Tieren beobachtet (WESTERMARCK 1980;
WATSON et al. 1981; HALL et al. 1991).
Durch die Veränderung des Parenchymgewebes kann es bei Mensch und Hund auch zusätzlich zu einer Zerstörung der Langerhans’ Inseln kommen, wodurch sich ein Diabetes mellitus ausbilden kann (WILLIAMS u. MINNICH 1990; RADUN et al. 1997). Beim Schwein entwickelt sich im Unterschied dazu kein Diabetes mellitus, obwohl auch hier Veränderungen des Parenchymgewebes beobachtet wurden (ANDERSON u. ASH 1970;
RAHKO et al. 1987; PITKÄRANTA et al. 1989).
Die chronisch exokrine Pankreasinsuffizienz hat eine Reduktion der Pankreassekretion zur Folge, was wiederum eine Maldigestion bedingt und damit zu einer Malabsorption führt.
Dabei ist die Digestion und Absorption der Fette als erstes betroffen, da die linguale und gastrische Lipase das Fehlen der pankreatischen Lipase nur unzureichend ersetzen können.
Gleichzeitig kommt es durch eine ungenügende Bikarbonatsekretion aus dem Pankreas zu keiner notwendigen Abpufferung des sauren Mageninhaltes im Duodenum, wodurch die säureempfindlichen Lipasen inaktiviert werden (REGAN et al. 1977; DI MAGNO et al. 1977;
STERNBY et al. 1992). Im Unterschied dazu, wird die Maldigestion der Stärke zum Teil durch die Speichelamylasen und durch die Oligosaccharidasen des Bürstensaums kompensiert. Auch das Fehlen der pankreatischen Proteasen wird im erheblichen Maße durch enterale Proteasen ausgeglichen (LAYER et al. 1986; LADAS et al. 1993; LÖSER u.
FÖLSCH 1995; LAYER u. KELLER 1999, 2003). Durch diese mögliche Kompensation ist eine symptomatische Ausprägung erst viel später zu erwarten (LAYER et al. 1986; LADAS et al. 1993). Die Reservekapazität des Pankreas ist sehr hoch, so dass 90-95 % des Pankreasgewebes zerstört sein müssen bis die Steatorrhoe als erstes klinisches Symptom bei Mensch und Tier auftritt (DI MAGNO et al. 1973). Als weitere Symptome der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz beim Menschen und Tier sind Hypolipidämie, Hypocholesterinämie, chronisch voluminöser, übel riechender Kot/Stuhl sowie Heißhunger in Verbindung mit Abmagerung zu nennen. Auch ein Maldigestions-Malabsorptions-bedingter Vitaminmangel, besonders der fettlöslichen Vitamine (A, D, E, K) ist zu erwarten (FREUDIGER 1971, 1991; WESTERMARCK et al. 1993; LAYER et al. 1997; LAYER u.
KELLER 2003). Beim Hund konnten außerdem noch Flatulenz, struppiges und glanzloses Haarkleid sowie Haarausfall und Bradykardie beobachtet werden (FREUDIGER et al. 1997).
Das Pankreassekret hat zusätzlich eine bakteriostatische und bakterizide Wirkung gegen Escherichia coli, Shigella und Klebsiella, Pseudomonas aeruginosa, Staphylokokken und wirkt außerdem fungizid gegen Candida albicans (RUBINSTEIN et al. 1985). Die optimale antibakterielle Wirkung entfaltet das Pankreassekretes bei einem pH-Wert von 8,5. Ein Abfall des pH-Wertes, durch den Mangel an Bikarbonat, könnte somit zum Anstieg der bakteriellen Besiedlung führen. Durch die Ligatur des Pankreasganges ergab sich beim Hund ein Anstieg der bakteriellen Besiedlung im Darm. Ein Unterschied zwischen aeroben und anaeroben Bakterien konnte dabei nicht festgestellt werden (SIMPSON et al. 1990). Beim pankreasgang- ligierten Schwein konnte ein erhöhter LPS-Gehalt im Ileumchymus ermittelt werden, dies
(TABELING 1998). Eine Supplementierung mit Enzymen hatte keinen signifikanten Einfluss auf die bakterielle Besiedlung des Dünndarmes bei Hunden mit chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz (WESTERMARCK et al. 1993). Im Unterschied dazu, konnte bei pankreasgangligierten Schweinen durch die Supplementierung mit Enzymen, eine Reduzierung des LPS-Gehaltes bis auf das Niveau der Kontrolltiere beobachtet werden (TABELING 1998).
2.2 Möglichkeiten der Pankreasfunktions-Diagnostik
Für die Diagnostik der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz stehen neben den klinischen auch labortechnische Möglichkeiten zur Verfügung. Diese können in zwei Gruppen eingeteilt werden, wobei eine einheitliche Definition bisher nicht festgelegt werden kann.
1. Direkte Methoden: Die Produkte der Pankreassekretion (Enzyme, Bikarbonat) werden direkt erfasst.
2. Indirekte Methoden: Der Nachweis einer verminderten Verdauungsleistung oder verminderten Enzymkonzentration im Kot/Stuhl erlaubt den Rückschluss auf eine beeinträchtigte Sekretionsleistung.
Das Problem der Diagnostik der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz ist die hohe funktionelle Reserverkapazität der Bauchspeicheldrüse, so dass eine klinische Manifestation der Symptome erst nach Ausfall von mehr als 90 % der Drüsenkapazität erfolgt (DI MAGNO et al. 1973; LÖSER u. FÖLSCH 1996).
2.2.1 Bestimmung der direkten Sekretionsleistung
Die nachfolgend aufgeführten diagnostischen Verfahren können als direkte Methoden bezeichnet werden.
2.2.1.1 Sekretin-Pankreozymin-Test
Dieser Test wird bis heute als „Goldstandard“ bezeichnet, da diese Methode zum jetzigen Zeitpunkt die höchste Sensitivität und Spezifität aufweist und eine schweregradabhängige Einteilung der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz ermöglicht.
Das Testprinzip besteht in der Stimulation der Pankreassekretion durch Sekretin, Pankreozymin oder Caerulin. Mittels einer Duodenalsonde wird das Pankreassekret gewonnen und auf den Enzym- oder Bikarbonatgehalt untersucht. Dabei bedingt die Injektion
von Sekretin eine verstärkte Sekretion von Bikarbonat und damit ein Ausspülen des Gangsystems. Dieses erste gewonnene Sekret lässt nur Rückschlüsse auf den im Gangsystem enthaltenen Enzymgehalt zu. Durch eine anschließende Injektion von Pankreozymin bzw.
Caerulin kommt es zu einer verstärkten Enzymsekretion, welche eine Beurteilung des Schweregrades der Pankreasinsuffizienz ermöglicht (STEIN u. BRADEN 2003). Die Nachteile dieser Methode liegen in dem hohen klinischen Aufwand, den hohen Anforderungen an Personal und Material und nicht zuletzt in den Unannehmlichkeiten für den Patienten selbst (LÖSER u. FÖLSCH 1996). Außerdem muss für eine korrekte Durchführung des Tests jegliche Enzymsupplementierung drei Tage vor Testbeginn abgesetzt werden (STEIN u. BRADEN 2003).
2.2.1.2 Bestimmung der synthetischen Kapazität des Pankreas
Prinzip: Injektion einer radioisotopenmarkierten Aminosäure und anschließende Stimulierung der Pankreassekretion. Die markierte Aminosäure wird vom Pankreas aufgenommen und zur Synthese der Enzyme verwendet. Anschließend erfolgt im sezernierten Sekret der Nachweis des Radio-Isotops (YOUNGS et al. 1971; POINTER u. KLETTER 1980). Bei höherem apparativem Aufwand ist die Sensitivität dieser Methode jedoch geringer als bei dem Sekretin-Pankreozymin-Test (NIEDERAU u. GRENDELL 1985).
2.2.1.3 Lundh-Test
Prinzip: Die Pankreasstimulation erfolgt durch eine standardisierte Mahlzeit (300 ml flüssige Mahlzeit: 5 % Protein, 6 % Fett und 15 % Kohlenhydrate). Nachfolgend wird über 2 Stunden das Pankreassekret mittels einer Duodenalsonde gesammelt und die Menge sowie die Enzymaktivität des gewonnenen Materials bestimmt (LUNDH 1962).
Der Lundh-Test wird heute nicht mehr durchgeführt, da durch die Anwendung indirekter Methoden eine ähnliche Sensitivität und Spezifität erreicht werden kann (NIEDERAU u.
GRENDELL 1985).
2.2.2 Untersuchungen zur Bestimmung der Verdaulichkeit
Die folgenden diagnostischen Möglichkeiten sind in die Gruppe der indirekten Methoden einzuordnen.
2.2.2.1 Scheinbare Gesamtverdaulichkeit
Prinzip: Durch die Bestimmung der scheinbaren Gesamtverdaulichkeit wird die
dieser Stelle nicht weiter eingegangen, da sie bereits Bestandteil der vorangegangenen Arbeiten war (TABELING 1998; FASSMANN 2001; HELDT 2001; MANDISCHER 2002;
FUENTE-DEGE 2003; KAMMLOTT 2003) und dort eingehend beschrieben wurde.
2.2.2.2 Praecaecale Verdaulichkeit
Prinzip: Es erfolgt die Bestimmung der Verdaulichkeit der Nährstoffe vor Eintritt des Chymus in den Dickdarm, so dass der mikrobielle Abbau der Nahrungskomponenten im Dickdarm unberücksichtigt bleibt. Die Chymusgewinnung ist als „Goldstandard“ zu bezeichnen, da sie bis heute die genaueste Quantifizierung der Verdaulichkeit der Nährstoffe ermöglicht. An dieser Stelle wird auch auf diese Methode nicht weiter eingegangen, da die praecaecale Verdaulichkeit, wie die Bestimmung der scheinbaren Gesamtverdaulichkeit, bereits Bestandteil vorangegangener Arbeiten war (TABELING 1998; FASSMANN 2001; HELDT 2001; MANDISCHER 2002; FUENTE-DEGE 2003; KAMMLOTT 2003) und dort eingehend beschrieben ist.
2.2.3 Messung der lipolytischen Aktivität
2.2.3.1 Triglyceridgehalt im Serum bei chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz
Auf die Bestandteile der Fette und ihre Verdauung im Einzelnen soll hier nicht weiter eingegangen werden, da dies bereits in den vorangegangenen Arbeiten ausführlich beschrieben wurde (TABELING 1998; FASSMANN 2001; HELDT 2001; MANDISCHER 2002; FUENTE-DEGE 2003; KAMMLOTT 2003).
Transport der Fette im Blut
Nachdem die Produkte der Lipolyse von den Enterozyten aufgenommen wurden, kommt es zu einer Reveresterung der Fettsäuren zu Triglyceriden im Darmepithel. Diese Triglyceride werden mit Cholesterin und spezifischen Proteinen zu so genannten Lipoprotein-Aggregaten, den Chylomikronen, zusammengelagert und über die Lymphe dem Blutsystem zugeführt. Im Blut vorhandene Apolipoproteine sind für den Transport der Fette zwischen den Organen verantwortlich; dafür werden unterschiedliche Lipoproteine gebildet, die sich in verschiedener Kombination mit unterschiedlicher Dichte zusammenlagern. Die Chylomikronen weisen den höchsten Triglyceridgehalt auf, während VLDL (very low density lipoproteins), LDL (low density lipoproteins) und HDL (high density lipoproteins) in absteigender Triglycerid- konzentration genannt werden müssen (KIDDER u. MANNERS 1978; HERDT 1992;
LEHNINGER et al. 1994).
Der Transport der Fettsäuren über den lymphatischen Weg ist abhängig von der Kettenlänge.
Während GREGORY (2004)1 und VODOVAR et al. (1967) einen Transport über den lymphatischen Weg ab 15 bzw. 16 C-Atomen für möglich halten, sehen AHRENS (1961) und JEROCH et al. (1999) die Grenze bereits bei 10-12 C-Atomen. Kurzkettige Fettsäuren und mittelkettige Triglyceride können, entsprechend ihrer Wasserlöslichkeit, direkt von den Enterozyten aufgenommen und in das Portalvenenblut überführt werden. Sie werden an Apolipoprotein gebunden im Blut befördert (KIDDER u. MANNERS 1978; SIMPSON u.
DOXEY 1983; SHIAU 1987; BEITZ u. ALLEN 1993). Freie Fettsäuren werden im Blut hingegen an Albumin gebunden und transportiert (HARTMANN u. MEYER 1994). Die im Blut zirkulierenden Triglyceride werden mittels Lipoprotein-Lipase durch eine Spaltung der Esterbindung zwischen dem Glycerol und den Fettsäuren gespalten. Dadurch können die freien Fettsäuren vom Gewebe aufgenommen werden. Durch die Aktivierung der hormonsensitiven Lipase, z.B. durch Adrenalin, Glucagon oder Parathormon, werden die gespeicherten Triglyceride (VLDL) mobilisiert und in der Blutbahn als freie Fettsäuren zu den entsprechenden Geweben transportiert, wo sie zur Energiegewinnung oxidiert und nachfolgend als CO2 abgeatmet werden (LEHNINGER et al. 1994; BINNERT et al. 1996;
RICHTER u. SCHWANDT 2001).
Veränderung der Lipidfraktionen im Serum
• Alimentär bedingte Hyperlipidämie
Bei gesunden Menschen ist die alimentär bedingte Hyperlipidämie proportional zur Fettaufnahme. Durch die Anwendung steigender Fettkonzentrationen in der Nahrung konnte COHEN et al. (1988) zeigen, dass der Anstieg der Triglyceride im Serum durch die Fettkonzentration der Mahlzeit beeinflusst wird. Die maximale Triglyceridkonzentration im Serum wird zwei Stunden ppr. erreicht, während ein Rückgang auf die Ausgangs- konzentration bei Kontrollpersonen nach sechs bis acht Stunden erfolgt (NILSSON-EHLE et al. 1975; COHEN 1988; COHEN et al. 1988).
• Hyperlipidämie aufgrund unterschiedlicher Ursachen
Durch das Vorliegen einer Malabsorption kann es zu Störungen des Fettstoffwechsels kommen, wodurch auch die Lipidfraktionen im Blut beeinflusst werden können. Die Hyperlipidämie ist eine Vermehrung einer oder mehrerer Lipidfraktionen im Blut.
Da alle Lipide im Blut für den Transport an Proteine gebunden sind und somit als Lipoproteine vorliegen, kann auch von einer Hyperlipoproteinämie ausgegangen werden.
Diese kann als primäre oder als sekundäre Form auftreten. Durch genetische Prädisposition bedingte Hyperlipidämien werden als primäre Form bezeichnet. Bei der sekundären Form werden unterschiedliche Ursachen wie eine Überproduktion triglyceridreicher-Lipoproteine (VLDL), verlangsamte Clearancerate, verstärkte Mobilisation sowie ein Anstieg der lipolytischen Enzyme diskutiert (NESTEL 1964; FARMER et al. 1973; BUCH et al. 1980;
GRUNDY 1982; PANEK et al. 2001). Des Weiteren werden auch Grunderkrankungen wie Diabetes mellitus, Pankreatitis, Adipositas, Hypothyreoidismus, Nieren- und Leber- erkrankungen, Alkoholkonsum oder die Verabreichung von Medikamenten (Östrogene) als begünstigende Faktoren aufgeführt (BASS et al. 1976; GRUNDY 1982; PSYCHREMBEL 1994). Im Unterschied dazu sieht BUCH et al. (1980) den chronischen Alkohohlkonsum, Diabetes mellitus sowie Defekte im Metabolismus nicht als mögliche Grunderkrankungen an.
• Veränderung der Lipidfraktion durch entzündliche Pankreaserkrankungen
Das Auftreten einer Hyperlipidämie im Zusammenhang mit einer Pankreatitis wird kontrovers diskutiert. Dies liegt vor allem daran, dass bis heute nicht eindeutig geklärt ist, ob die Hyperlipidämie Ursache oder Auswirkung einer Pankreatitis ist (SZTEFKO u. PANEK 2001). Nach BASS et al. (1976) konnte keine Veränderung der Triglyceridkonzentration im Serum bei einer natürlichen oder induzierten Pankreasinsuffizienz nachgewiesen werden. In späteren Untersuchungen ließ sich jedoch bei einer natürlich vorliegenden EPI, im Unterschied zu einer induzierten EPI, ein Anstieg der Triglyceride im Serum beobachten (WHITNEY et al. 1987; CHIKAMUNE et al. 1998). Als mögliche Ursache für den Anstieg der Triglyceride im Serum wird die bei einer akuten Pankreatitis auftretende Inhibition der Lipoproteinlipase genannt (WHITNEY et al. 1987). Die hohe Aktivität der Lipoprotein- Lipase im Pankreas und im Pankreassekret sowie deren Inhibition durch eine Pankreatitis wurde von KESSLER et al. (1962, 1963a, 1963b) beschrieben. Durch den fehlenden Anstieg der Triglyceride bei einer induzierten Pankreatitis wird die These unterstützt, dass die
Pankreatitis die Hyperlipidämie nicht induziert, sondern dass die Lipidämie bereits vorhanden oder aufgrund von Störungen im Metabolismus bedingt ist (WHITNEY et al. 1987).
Allerdings konnten LOCHS et al. (1981) und BUCH et al. (1980) keinen Einfluss der akuten Pankreatitis auf das Lipoprotein-Lipasesystem und die Turnoverrate der Triglyceride nachweisen.
Es gibt somit keinen Hinweis auf eine Blockade der Fettmetabolisierung bei einer akuten Pankreatitis. Nach chronischem Alkoholkonsum ist der Anstieg der Triglyceride durch das konkurrierende Verhalten von freien Fettsäuren und Ethanol in der Leber um den oxidativen Abbau bedingt (RICHTER u. SCHWANDT 2001).
• Hypolipidämie
Patienten mit einer schweren Malabsorption sind durch eine limitierte Triglycerid-Produktion gekennzeichnet (PASANEN et al. 1980). Dies führt zu einer negativen Korrelation der Triglyceridkonzentration im Serum mit dem faecalen Fett, d.h. Patienten mit einer ausgeprägten Steatorrhoe weisen geringe Triglyceridkonzentrationen im Serum auf. Nach Verfütterung verschiedener Fette konnte bei Hunden mit einer Pankreasinsuffizienz ein im Vergleich zu gesunden Tieren verminderter Anstieg des Triglyceridgehaltes im Serum beobachtet werden (SIMPSON u. DOXEY 1983). Eine Enzymsubstitution hatte einen Anstieg der Triglyceride im Serum zur Folge, das Niveau der Kontrolltiere konnte aber nicht erreicht werden. Auffällig war der geringere Nüchternwert bei den pankreasinsuffizienten Tieren (SIMPSON u. DOXEY 1983).
2.2.3.2 Freie Fettsäuren im Serum bei chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz
Nach Ligatur der Pankreasgänge bei Hunden konnte von BASS et al. (1976) ein Anstieg der freien Fettsäuren im Serum lediglich am ersten und zweiten Tag post operationem beobachtet werden. Dabei wiesen die Konzentrationen vor und nach der Operation hohe Variationsbreiten auf. Bereits 14 Tage post operationem wurde eine Konzentration der freien Fettsäuren im Serum unter dem Ausgangswert nachgewiesen.
Eine weitere mögliche Ursache für den Anstieg der freien Fettsäuren liegt in der Zunahme der zirkulierenden Lipide (z.B. durch erhöhte Fettaufnahme mit der Nahrung) im Serum, welche zu einer Stase der Mikrozirkulation im Pankreas führen. Daraus resultiert eine Ischämie mit einem verstärkten Austritt von Lipase in die Azinuszellen, welche eine Hydrolyse der
1996). Des Weiteren wird für den Anstieg der Konzentration der freien Fettsäuren im Serum eine verstärkte Lipolyse verantwortlich gemacht, die durch einen Anstieg der lipolytischen Enzyme (Lipase, Phospholipase A2, Lipoproteinlipase und Hormonsensitive Adipocyten Lipase) bedingt ist (ZIEVE 1968; PANEK et al. 2001). Auch der Stress, der bei einer akuten Pankreatitis besteht, kann eine mögliche Ursache für eine erhöhte lipolytische Aktivität sein (BASS et al. 1976). Im Unterschied dazu konnte KESSLER et al. (1962) keinen Einfluss auf die Konzentration der freien Fettsäuren im Serum durch eine Inhibition der Lipoprotein- Lipase beobachten.
Im Unterschied zu den o.g. Untersuchungen konnte BÖHLENS et al. (1979) keinen signifikanten Unterschied, in Bezug auf die Konzentration der freien Fettsäuren im Serum, zwischen Kontrollpersonen und Patienten mit Mukoviszidose ermitteln, aber auch hier war eine breite Streuung der Konzentrationen auffällig.
2.2.3.3 Tocopherolgehalt im Serum bei chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz Vitamin E gehört zu den fettlöslichen Vitaminen (A, D, E, K) sowie zu den nutritiven Antioxidantien und besteht aus acht natürlich vorkommenden Komponenten. Es werden vier gesättigte Tocopherole und vier ungesättigte Tocotrienolen unterschieden, die jeweils als α, β, γ, δ bezeichnet werden. Das α-Tocopherol besitzt die höchste biologische Aktivität. Die Aufgabe des Tocopherols im Organismus besteht im Schutz der biologischen Membranen vor oxidativen Schäden durch O2-Radikale. Tocopherole werden ausschließlich von Pflanzen synthetisiert, wobei die höchsten Gehalte in Grünfutter, Ölsaatkuchen und Getreideölen zu finden sind. Durch Lagerung oder Konservierungsverfahren kann es zu reduzierten Vitamin E-Gehalten in den genannten Produkten kommen. Der Vitamin E-Bedarf wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst. Bei einem vorliegenden Selenmangel, einer hohen Konzentration an mehrfach ungesättigten Fettsäuren in der Nahrung oder einem Mangel an Spurenelementen bzw. S-haltigen Aminosäuren steigt der Bedarf an Vitamin E (JEROCH et al. 1999; KAMPHUES et al. 1999; VON ENGELHARDT u. BREVES 2000). Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung geht beim Menschen von einem täglichen Bedarf von 12 mg aus (MAGARINE INSTITUT 2004). Beim Schwein liegt der Bedarf bei 0,2-1 mg/kg KM/Tag (KAMPHUES et al. 1999).
Vitamin E liegt in der Nahrung als Ester vor, wird im Darmlumen gespalten, mit den Fetten resorbiert und über dem lymphatischen Weg dem Blut zugeführt (COHN et al. 1992;
JEROCH et al. 1999). Ein geringer Anteil kann auch direkt in die Vena portae übertreten. Im Blut wird es an Lipoproteine gebunden transportiert.
Im Organismus wird Vitamin E vorwiegend in der Leber und in der Nebenniere gespeichert, wodurch Mangelperioden bis zu einem Jahr überbrückt werden können (JEROCH et al.
1999). Durch einen längeren, bzw. erheblichen Mangel an Vitamin E kommt es zu Reproduktionstörungen, Myopathien und zu Störungen des Zentralen Nervensystems.
Ein verminderter Tocopherolgehalt kann aus einer verringerten Resorption oder aus einem vermehrten Bedarf im Gewebe resultieren. Für die Resorption des Tocopherols ist eine ausreichende Synthese von Micellen, Gallensäuren und Chylomikronen als entscheidender Faktor anzusehen (MÜLLER et al. 1974). Die Malabsorption von Vitamin E ist im engen Zusammenhang mit der Malabsorption der Fette zu sehen (COHN et al. 1992). Bei Patienten mit einer Steatorrhoe konnte im Vergleich zu Patienten ohne Steatorrhoe ein deutlicher Konzentrationsabfall des Tocopherols im Serum beobachtet werden (KALVARIA et al.
1986). Eine verminderte Resorption des Tocopherols kann des Weiteren durch Veränderungen in der intestinalen Barriere bedingt sein (LANCELOTTI et al. 1996).
Bei Patienten mit Mukoviszidose wurde ein verminderter Tocopherolgehalt im Serum bereits von BÖHLENS et al. (1979), CYNAMON und ISENBERG (1987) sowie von LANCELOTTI et al. (1996) beschrieben, wobei eine starke Streuung der Werte auftrat (BÖHLENS et al.
1979). Der Tocopherolgehalt bei Patienten mit Mukoviszidose ohne Pankreasinsuffizienz war deutlich erhöht im Vergleich zu Patienten mit Pankreasinsuffizienz, aber im Vergleich zu Kontrollpatienten immer noch signifikant niedriger. Trotz Supplementierung mit Pankreasenzymen und Vitaminen ist die Tocopherolkonzentration im Serum bei Patienten mit Mukoviszidose im Vergleich zu Kontrollpatienten geringer (LANCELOTTI et al. 1996).
Auch bei Hunden mit chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz ist ein verminderter Tocopherolgehalt im Serum nachweisbar (WILLIAMS 1992). Nach erfolgter Enzymsupplementierung kann ein Anstieg des Tocopherolgehaltes im Serum ermittelt werden, wobei das Niveau der Kontrolltiere nicht erreicht wird. Dies wird, trotz Enzymsupplementierung, vor allem auf die bestehende Fettmalabsorption bzw. auf den
„bacterial overgrowth“ zurückgeführt (PIDGEON u. STROMBECK 1982;
WESTERMARCK et al. 1993). Eine hohe Keimdichte im Dünndarm führt zu einer
(BUDECKE 1977). Aufgrund dessen ist die Aktivität der Enzyme und die Resorption der Fette und damit auch der fettlöslichen Vitamine erschwert.
Im Hinblick auf die Supplementierung mit Vitamin E wird bei Mensch und Hund mit chronisch exokriner Pankreasinsuffizienz eine, im Vergleich zu gesunden Individuen, erhöhte Zufuhr an Vitamin E empfohlen (MEYER u. ZENTEK 1993; LANCELOTTI et al. 1996).
Obwohl FARREL et al. (1978) davon ausgeht, dass eine vergleichende Betrachtung der Gesamtlipide und des Tocopherolgehaltes im Serum für die Bestimmung einer Hypovitaminose (in Bezug auf Vit. E) nötig ist, konnte in späteren Untersuchungen (SOKOL et al. 1984; LANCELOTTI et al. 1996) festgestellt werden, dass Vitamin E als alleiniger Parameter ausreichend ist. Eine gleichzeitige Beachtung der Gesamtlipide ist nur nötig bei einer Hyperlipidämie oder bei Vorliegen einer chronischen Lebererkrankung. Ein signifikanter Unterschied der Gesamtlipide zwischen Kontrollpatienten und Patienten mit chronischer Pankreatitis konnte nicht ermittelt werden, so dass der Vitamin E-Gehalt als alleiniger Parameter für eine Beurteilung ausreichend ist (KALVARIA et al. 1986).
2.2.3.4 Malabsorptions-Blut-Test (MB-Test)
Das Ziel des Malabsorption-Blut-Tests war die Entwicklung eines einfachen, leicht reproduzierbaren Tests als Alternative zur Untersuchung von Stuhlproben. Als Testsubstanzen wurden Pentadecansäure (C15 als freie Fettsäure) und Triheptadecanoglycerol (THA: C17 als Triglycerid) verwendet.
Prinzip: Freie Fettsäuren können die Darmwand ohne Spaltung passieren, während Triglyceride zuvor durch Lipasen hydrolysiert werden müssen. Die eingesetzten Fettsäuren sind natürlich vorkommende, ungeradzahlige und gesättigte Fettsäuren, die von Mensch und Tier nicht synthetisiert werden können (SOLVAY 2002)2.
Abbildung 1: Chemische Struktur von Pentadecansäure (C15)
Abbildung 2: Chemische Struktur von Heptadecansäure (C17)
2 Solvay Pharmaceutical GmbH: A novel approach to quantify Steatorrhea: Summary of work accomplished;
Interne Information
Abbildung 3: Chemische Struktur von Triheptadecanoglycerol (THA)
Synthese und Stoffwechsel ungeradzahliger Fettsäuren
Die Synthese ungeradzahliger Fettsäuren erfolgt lediglich durch Mikroorganismen, die beispielsweise im Pansen und im Dickdarm monogastrischer Tiere vorkommen (ALLISON et al. 1962; EMMANUEL 1974; SINCOWEAY et al. 1981). Derartige Syntheseprozesse ließen sich beispielsweise für Staphlokkoken, Sarcina- und Bazillus-Arten sowie für Escherichia coli nachweisen (AKASHI u. SAITO 1960; SINCOWEAY et al. 1981; MASSART-LEEN et al.
1994). Die mikrobielle Flora des Pansens ist in der Lage, bei einer fettfreien Fütterung 6,6 mg FS/g Futter in 24 Stunden zu bilden, wobei der größte Anteil dieser gebildeten Fettsäuren (~50 %) von ungeradzahligen und verzweigten Fettsäuren bestimmt wird (ALLISON et al.
1962; IFKOVITS u. RAGHEB 1968; EMMANUEL 1974; WU u. PALMQUIST 1991). Die Synthese der ungeradzahligen Fettsäuren kann durch eine Verlängerung des Propionats oder durch eine α-Oxidation von geradzahligen, langkettigen Fettsäuren in den Peroxisomen erfolgen (EMMANUEL 1974, 1978; LEVIS 1983). Propionat ist die Hauptquelle für die Synthese von C15 und C17, aber auch Malonat, Isoleucin, Valerat und Acetyl-CoA sind für die Synthese von C15 und C17 von Bedeutung (EMMANUEL 1974, 1978). Durch die Zugabe von Propionat in Leberzellkulturen vom Meerschweinchen kommt es zu einer vermehrten Bildung von ungeradzahligen Fettsäuren (JONES et al. 1978). Eine mögliche Synthese von C19 aus C17 wird diskutiert, konnte aber bisher nicht eindeutig nachgewiesen werden (LUSKY et al. 1992). Schweine sind in der Lage, ungeradzahlige Fettsäuren zu metabolisieren und sie im Fettgewebe einzulagern (LUSKY et al. 1992; JOHN 1994). Die fäkale Ausscheidung von C15 und C17 beim Schwein ist im Vergleich zur Aufnahme erhöht (BAYLEY u. LEWIS 1965; MASON 1983). Diese relative und absolute Zunahme der C15 und C17 Gehalte im Kot führen verschiedene Arbeitsgruppen (BAYLEY u. LEWIS 1965;
AKASHI u. SAITO 1960; MAC FARLANE 1962) auf eine Synthese durch Bakterien im
Die Hydrolyse und Resorption der ungeradzahligen Fettsäuren unterscheidet sich nicht von den geradzahligen Fettsäuren (HASHIM et al. 1965; LEE et al. 1968; LEHNINGER et al.
1994). Im Unterschied zur Hydrolyse und Resorption unterscheidet sich jedoch die Oxidation der gerad- und ungeradzahligen Fettsäuren. Die Oxidation beginnt auf dem gleichen Wege wie bei langkettigen, geradzahligen Fettsäuren, vom Carboxlyende der Kette. In der letzten Sequenz der ß-Oxidation von ungeradzahligen Fettsäuren besteht noch eine Kohlenstoffkette aus fünf C-Atomen, die dann oxidiert und gespalten wird. Dabei entstehen Acetyl-CoA, welches in den Citratcyclus eingeschleust wird und Propionyl-CoA, welches zu L- Methylmalonyl-CoA und Succinyl-CoA umgebaut wird (LEHNINGER et al. 1994).
Propionyl-CoA kann für den Aufbau von Glykogen genutzt werden, weshalb ungeradzahlige Fettsäuren eine geringere ketogene Wirkung als geradzahlige Fettsäuren aufweisen (SENG u.
BERNASEK 1970; LEHNINGER et al. 1994). Eine Kettenverlängerung und eine Desaturation der ungeradzahligen Fettsäuren sind prinzipiell auf dem gleichen Weg möglich wie bei geradzahligen Fettsäuren (ALMINOVA et al. 1984; LUSKY et al. 1992). Durch den geringeren Energiegehalt von ungeradzahligen Fettsäuren kommt es zu einem bevorzugten Abbau der geradzahligen Fettsäuren aus dem Fettgewebe, was wiederum zu einem relativen Anstieg der ungeradzahligen führt (JOHN et al. 1995).
Vorkommen ungeradzahliger Fettsäuren
Für den Menschen sind Milchprodukte die Hauptquelle ungeradzahliger Fettsäuren (WOLK et al. 1998). Im Durchschnitt werden 150 mg C15 und 220 mg THA pro Tag aufgenommen.
Ungeradzahlige Fettsäuren kommen aber auch in Sojabohnen, Fleisch und Fischprodukten vor (DIEDRICH u. MACHHOLZ 1989). Der Anteil der ungeradzahligen Fettsäuren im Serum des Menschen beträgt 0,72 % ± 0,31 % (COKER et al. 1996), während DIEDRICH und MACHHOLZ (1989) von 2,19 % ausgehen. Beim Schwein sind 4,3 % der Gesamtfett- säuren ungeradzahlig (DIEDRICH u. MACHHOLZ 1989), wobei dieser Anteil im Wesentlichen aus C17 und C17:1 besteht.
Einsatz von ungeradzahligen Fettsäuren als Biomarker
Die Verwendung von Biomarkern ist sinnvoll, da andere Parameter wie Blut oder Gewebezusammensetzung durch verschiedene Einflüsse, z.B. durch genetische Faktoren, Nikotinkonsum, Übergewicht, sportliche Aktivitäten und durch den Metabolismus beeinflusst werden können (WILLET 1998). Die Konzentration und die Zusammensetzung der
Triglyceride im Serum spiegeln über wenige Stunden ppr. die Fettzusammensetzung einer Diät wider. Während die Bestimmung der Phospholipide und des Cholesterols im Serum Rückschlüsse auf die Fettzusammensetzung einer Diät über Wochen und Monate ermöglichen, können die Triglyceride bzw. das Fettsäurenmuster im adipösen Gewebe, das Fettmuster der Ernährung über zwei Jahre widerspiegeln (BEYEN et al. 1980; NIKKARI et al. 1995; WOLK et al. 1998; SMEDMANN et al. 1999).
Essentielle Fettsäuren, ungesättigte Fettsäuren in trans-Formation sowie ungeradzahlige und verzweigte Fettsäuren können vom Menschen und Tier nicht de novo synthetisiert werden (HARTMANN u. MEYER 1994; WILLETT 1998; WOLK et al. 2001). Aufgrund der fehlenden endogenen Synthese werden die gesättigten, ungeradzahligen Fettsäuren C15 und THA (C17; Triglycerid) als geeignete „Fettmarker“ für den Malabsorptions-Blut-Test angesehen (SOLVAY 2004)3. Der Gehalt von C15 und C17 im adipösen Gewebe gilt als idealer Marker für die Milchfettaufnahme (WOLK et al. 1998; BAYLIN et al. 2002).
Während die Konzentration von C15 im Serum als Marker für die Milchfettaufnahme genutzt werden kann (SMEDMANN et al. 1999; WOLK et al. 2001), ist die Konzentration von C17 im Serumcholesterol zu gering, um quantifiziert zu werden (SMEDMANN et al. 1999).
Durchführung des MB-Tests
Die Durchführung des MB-Tests erfolgt nach folgendem Schema: Die Probanden bekommen eine definierte Mahlzeit4 mit einer definierten Zulage von C15 und THA, in äquivalenter Dosierung, angeboten. Die Blutproben werden über einen Zeitraum von fünf bis acht Stunden im stündlichen Abstand gewonnen (SOLVAY 2002)5.
Durch den MB-Test ist eine eindeutige Differenzierung der Kontrollpatienten von den Patienten mit Mukoviszidose möglich, wobei die ermittelten Konzentrationen von C15 unbeeinflusst von dem Vorliegen einer Pankreasinsuffizienz oder einer Enzymsupplemen- tierung sind. Im Hinblick auf C17 zeigten sich geringere Serumkonzentrationen bei Patienten mit einer Pankreasinsuffizienz im Vergleich zu Kontrollpatienten. Durch die Zulage von
3 Solvay Pharmaceuticals GmbH; Literature review and references from the Narrative Summary for Malabsorptions Blood test Study; Interne Information
4 Scandi Shake® (Kalorienreich auf der Basis von pflanzlichen Ölen) mit Microlipi® (fettreiche Emulsion) und Sojamilch vermengt
Enzymen ergab sich auch bei Patienten mit Pankreasinsuffizienz ein Anstieg der Konzentration von C17 im Serum, wobei das Niveau der Kontrollpersonen nicht erreicht wurde. Die Enzymsupplementierung sollte vor Testbeginn ausgesetzt werden, da sonst größere Variationen auftreten (SOLVAY 2002). Eine vollständige Resorption der Testsubstanzen konnte weder bei den Kontrollpersonen noch bei den Patienten mit Pankreasinsuffizienz beobachtet werden und wird auf die mangelnde emulgierende Wirkung der Testmahlzeit zurückgeführt (SOLVAY 2002).
2.2.3.5 Serumkonzentration der Lipase und α-Amylase
Prinzip: Die Bestimmung der Konzentration der beiden Parameter (Lipase und α-Amylase) erfolgt photometrisch. Eine Einzelwertmessung ist jedoch nicht aussagekräftig, da die Konzentrationen im Normal- oder leicht erniedrigtem Bereich vorliegen können. Außerdem sind die genannten Enzyme nicht pankreasspezifisch, so dass die extrapankreatische Produktion die Definition einer Untergrenze, bei der eine exokrine Pankreasinsuffizienz vorliegen könnte, unmöglich macht (FREUDIGER 1976, 1991; FISCHER u. MÜLLER 1993;
WILIAMS 1996; TEICH 2002; SPILLMANN 2003).
2.2.3.6 13C-Triglycerid-Atemtest
Prinzip: Die am 13C-Atom markierte Fettsäure wird nach Spaltung des Triglycerids durch lipolytische Enzyme resorbiert sowie oxidiert und anschließend durch einen Anstieg des
13CO2 in der Ausatmungsluft nachgewiesen, wodurch Rückschlüsse auf die luminale Aktivität der Lipase gezogen werden können (VANTRAPPEN et al. 1989; LEMBCKE et al. 1994;
PERRI et al. 1998; STEIN u. BRADEN 2003).
2.2.3.7 Pankreolauryltest im Serum und Harn/Urin
Prinzip: Nach Spaltung des oral applizierten Fluoreszin-Dilaurat durch die pankreatischen Cholesterinesterasen erfolgt die Resorption von Fluoreszin, das anschließend in der Leber konjugiert und über die Nieren ausgeschieden wird (LAGGNER et al. 1981; LANKISCH et al. 1986; STEIN u. BRADEN 2003). Die Bestimmung der Konzentration von Fluoreszin kann sowohl im Serum als auch im Harn/Urin erfolgen. Auch bei diesem Test müssen die Pankreasenzyme drei Tage vor Testbeginn abgesetzt werden.
2.2.3.8 Kot- bzw. Stuhlfettbestimmung
Prinzip: Ein qualitativer Nachweis des faecalen Fettes erfolgt nach Anfärbung mittels Sudan III mikroskopisch. Ein quantitativer Nachweis ist durch die Erhitzung mit KOH und anschließender Titration möglich (STEIN u. BRADEN 2003). Für eine erfolgreiche Durchführung muss dem Patienten bereits drei Tage vor Testbeginn täglich eine konstante Menge an Fett oral appliziert werden. Mit einer erhöhten Fettausscheidung ist jedoch erst bei einem Ausfall von über 90 % der Pankreasfunktion zu rechnen (DI MAGNO et al. 1973).
2.2.4 Messung der proteolytischen Aktivität
2.2.4.1 N-Benzoyl-L-Tyrosil-Paraaminobenzoesäure Test (NBT- PABA-Test)
Der NBT-PABA-Test (N-Benzoyl-L-Tyrosil-Paraaminobenzoesäure Test) bietet die Möglich- keit einer indirekten Überprüfung der Chymotrypsinsekretion des Pankreas.
Prinzip: Oral appliziertes NBT-PABA (N-Benzoyl-L-Tyrosil-Paraaminobenzoesäure) wird spezifisch durch Chymotrypsin gespalten, passiv resorbiert, in der Leber metabolisiert und über den Harn/Urin ausgeschieden. Der Nachweis von p-Aminobenzoesäure (PABA) und ihrer Metaboliten im Blut bzw. Harn/Urin kann daher als Maß für die Chymotrypsinsekretion und damit für die Beurteilung der Funktion des exokrinen Pankreas genutzt werden (IMONDI et al. 1972; DE BENNEVILLE et al. 1972; FREISE u. HOFMANN 1979; MÜLLER et al.
1984).
Abbildung 4: Stoffwechselweg von NBT-PABA
Spezifität der Spaltung von NBT-PABA
Eine Spaltung von NBT-PABA durch Salzsäure, Trypsin, Carboxypeptidase A und B, Enterokinase oder Elastase kann ausgeschlossen werden (IMONDI et al. 1972;
BORNSCHEIN et al. 1976a). Trotz der chymotrypsinspezifischen Spaltung von NBT-PABA konnte PABA im Serum pankreasgangligierter Tiere nachgewiesen werden (THIENHAUS u.
NBT-PABA
Chymotrypsin
NBT
Resorption - Metabolisierung in der Leber - Ausscheidung über die Nieren PABA
durch die Aktivität der Enzyme in der Dünndarmmukosa begründet sein, wobei die höchste Aktivität im Jejunum gemessen wurde (TRAUTWEIN u. NIESSEN 1981). Einige Bakterien besitzen die Fähigkeit NBT-PABA zu spalten, was jedoch zu keiner wesentlichen Beeinfluss- ung der Testergebnisse führen soll (GYR et al. 1978). Im Rattendünndarm konnte die intakte Resorption des NBT-PABAs nachgewiesen werden (CASPARY et al. 1979), ca. 10 % der oral applizierten Dosis können intakt resorbiert werden (YAMATO u. KINOSHITA 1977).
Anwendung des NBT-PABA-Tests in der Human- und Veterinärmedizin
Nach klinischen Erfahrungen und Überprüfung der Einsatzmöglichkeit zur Diagnostik der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz an Tieren (IMONDI et al. 1972; GYR et al. 1974) wurde der NBT-PABA-Test von GYR erstmals 1975 beim Menschen zur Diagnostik der chronisch exokrinen Pankreasinsuffizienz eingesetzt. Sowohl beim Menschen als auch bei Hunden ist eine eindeutige Differenzierung von Kontrollgruppen und Patienten mit Pankreasinsuffizienz möglich (FREUDIGER u. BIGLER 1977; LANG et al. 1980; WOLF et al. 1981). Im Unterschied dazu, kann der NBT-PABA-Test bei der Katze aufgrund der geringen diagnostischen Aussagekraft nicht eingesetzt werden. Die großen individuellen Schwankungen bei gesunden Tieren, sowie die mangelnde Differenzierung von gesunden und pankreasinsuffizienten Katzen, rechtfertigen keinen Einsatz des NBT-PABA-Tests bei der Katze (SHERDING et al. 1982; HAWKINS et al. 1986; FISCHER u. KRAFT 1993).
Durchführung des NBT-PABA-Tests
Der NBT-PABA-Test kann als Harnsammelmethode oder als Serumtest durchgeführt werden.
Seit der Einführung von IMONDI (1972) und GYR (1975) in die praktische Diagnostik erfolgte die Durchführung immer nach dem gleichen Schema, jedoch ohne Standardisierung des Verfahrens. Diese unterschiedlichen Durchführungen erschweren den Vergleich der Ergebnisse (NIEDERAU u. GRENDELL 1985). Die Patienten werden nach einer 12- stündigen Nahrungskarenz getestet. Um eine korrekte Auswertung des Tests zu ermöglichen, werden Medikamente und Pankreasenzyme zuvor über die Dauer von ein bis drei Tagen abgesetzt (FREISE u. HOFMANN 1979; DOCKTER u. SITZMANN 1980; KIMURA et al.
1981; DELCHIER u. SOULE 1983). Von den Patienten wird vor Beginn des Tests eine Blut- bzw. Urinprobe gewonnen, um diese als Leerwert nutzen zu können. Danach erfolgt die Aufnahme der Testsubstanz mit einer Testmahlzeit.
Eine unterschiedliche Dosierung von NBT-PABA ist bis heute üblich. Dabei schwanken die Dosierungen in einem Bereich von 150 mg bis 2 g pro Proband, wobei Kontrollpersonen unabhängig von der Dosierung, prozentual die gleiche Menge an PABA ausscheiden. Durch die Dosierung von 1 g NBT-PABA konnte die deutlichste Differenzierung zwischen einer Kontrollgruppe und einer pankreas-insuffizienten Gruppe erzielt werden (THIENHAUS u.
NIEDERAU 1979).
Die Sammlung des Urins wird über 6 bis 9 Stunden durchgeführt, wobei die Patienten ein festes Trinkschema einhalten müssen, um die Diurese anzuregen (FREISE u. HOFMANN 1979; LANKISCH et al. 1980; KAY et al. 1983). Die Angaben in der Literatur über die PABA-Wiederfindung im Urin differieren stark, bei Kontrollpersonen sind Wiederfindungs- raten von 60-70 % beschrieben (FETTES et al. 1978; FREISE u. HOFMANN 1979; LANG et. al. 1980; STROMBECK u. HARROLD 1982), während GYR (1975) von einem Kontrollbereich zwischen 47 % bis 72 % ausgeht. Bei Patienten mit einer Pankreasin- suffizienz werden Wiederfindungsraten von nur 20 % bis 40 % genannt (GYR et al. 1975;
STROMBECK u. HARROLD 1982), während in anderen Untersuchungen (FREISE u.
HOFMANN 1979; LANG et al. 1980) bei Patienten mit EPI auch eine Wiederfindungsrate von 40 % bis 50 % beobachtet wurde. In Einzelstuhlproben wurden maximal 3 % der verabreichten Dosis gefunden (BORNSCHEIN et al. 1976b).
Der Test wurde erstmalig von FREUDIGER und BIGLER (1977) so modifiziert, dass ein Anstieg der PABA-Konzentration im Serum nachgewiesen werden konnte. Die Gewinnung der Blutproben erfolgt im Abstand von 30 bis 60 Minuten und wird bis zu sechs Stunden durchgeführt (DELCHIER u. SOULE 1983; CAVALLINI et al. 1985; WEIZMANN et al.
1985). Die Abgrenzung einer Kontrollgruppe von einer Patientengruppe ist auch hier, wie bei der Urinsammlung möglich. Dabei ist die Bestimmung der PABA-Konzentration im Serum einfacher und angenehmer als im Urin (IMONDI et al.1972; FETTES et al. 1978; FREISE u.
HOFMANN 1979; BATT et al. 1979; LANG et al. 1980; WOLF et al. 1981; STROMBECK u. HARROLD 1982; WEIZMANN et al. 1985; TANNER u. ROBINSON 1988). Die Reproduzierbarkeit der Testergebnisse ist gut, unabhängig ob eine Urinsammlung oder ein Bluttest durchgeführt wurde (BORNSCHEIN et al. 1978; LANG et al. 1980). Die Vorteile des Serumtests liegen in der kürzeren Dauer, der geringeren Störungsempfindlichkeit
