Veränderungen der Myeloperoxidaseaktivität nach Trainingsbelastung im Serum von Trabern

Abstract

Die vorliegende Untersuchung sollte dazu dienen einen ersten Einblick in die Veränderungen der Myeloperoxidase (MPO)-Aktivität im Serum von belasteten Trabrennpferden unter Feldbedingungen zu erhalten. Gleichzeitig wurden die Veränderungen mit dem Entstehen von oxidativen Protein- und Lipidschäden, sowie mit dem Auftreten von zellulären Enzymen im Blut, als allgemeine Zellschäden verglichen. Hierzu wurden 5 Blutproben von 20 gesunden Trabrennpferden vor und nach einer regulären Trainingsbelastung (5 Minuten, 4, 24 und 48 Stunden) genommen. Solche Trainingseinheiten absolvieren die Pferde in der Regel zwei bis dreimal pro Woche. Anhand der Blutproben wurden die Enzyme Kreatin-Kinase, Aspartat-Amino-Transferase und Laktat- Dehydrogenase, sowie Laktat bestimmt. Außerdem wurde jeweils ein Blutbild inklusive eines Zellausstriches angefertigt, um Veränderungen der neutrophilen Granulozyten zu betrachten. Als Parameter für oxidative Zellschäden wurden Malondialdehyd (MDA) und die Zunahme an Proteincarbonylen gemessen. Zur Einschätzung der physischen Belastung wurde bei den 20 Pferden während des Trainings kontinuierlich Herzfrequenz und Geschwindigkeit, sowie die Tainingsdauer und die gelaufene Distanz protokolliert. Durch das Training kam es zu einer signifikanten Zunahme der MPO-Aktivität von 0,48 U/l (im Mittel 0,56 ± 0,41 U/ml) auf einen Medianwert von 2,17 U/l (im Mittel 2,42 ± 1,22 U/ml). Vier Stunden nach Ende des Trainings lagen die MPO-Aktivitätswerte nur noch etwa 50 % über den Ruhewerten. Nach 24 und 48 Stunden lagen die Aktivitätswerte unterhalb der Ruhewerte. Der Anstieg der Carbonyle durch das Training erwies sich nicht als statistisch signifikant. Die MDA-Konzentration im Serum zeigte sich im Mittel signifikant erhöht nach Belastung und belegt das Vorhandensein oxidativer Lipidschäden. Es wurde eine positive Korrelation zwischen dem Gehalt an MDA und Erythrozyten im Ruhezustand und nach 48 Stunden festgestellt. Die Veränderungen der Leukozyten und Erythrozyten nach Belastung waren genauso signifikant, wie der Anstieg des Laktatwertes und der Serumenzyme, die belastungsbedingte Gewebeschäden anzeigen. Es ließ sich jedoch keine Korrelation mit der MPO-Aktivität feststellen. Der größte Anstieg des MDA war zum Zeitpunkt der größten MPO-Aktivität sichtbar. Die Zunahme der Zahl stabkerniger neutrophiler Granulozyten gegenüber den segmentkernigen erwies sich nach 48 Stunden ebenfalls als signifikant. Dies deutet auf eine Reaktion des zellulären Immunsystems hin. Die Ergebnisse zeigen, dass reguläres Training zu deutlichen Veränderungen der MPO im Serum von gesunden Trabrennpferden führt, was ein Zeichen für die Aktivierung des zellulären Immunsystems ist. Gleichzeitig ist es durch die Belastung zu oxidativen Schäden an Lipiden gekommen. Bei dieser Untersuchung wurde eine deutliche Reaktion des zellulären Immunsystems durch Veränderungen der MPO, sowie Erhöhung der totalen Leukozytenzahl und anschließender Erhöhung der stabkernigen neutrophilen Granulozyten sichtbar. In zukünftigen Studien wäre eine Messung in kürzeren Zeitintervallen nach Belastung, sowie Vergleiche zwischen Aktivität und Konzentration der MPO von Interesse.

The present study was performed to observe alterations in myeloperoxidase (MPO)-activity in serum samples obtained from exercised Standardbred trotters under field conditions. Results were compared with parameters for oxidative damages to proteins and lipids as well as with the increase in cellular enzymes as marker of general tissue damage. For this reason, 5 blood samples from 20 healthy Standardbred trotters were taken prior and following (5 minutes, 4 hours, 24 hours and 48 hours) a regular training exercise, normally performed twice a week. The alterations in serum enzymes creatine kinase, aspartate aminotransferase, lactate dehydrogenase and lactate were measured. In addition, red and white blood cell counts and differentials were determined to observe changes in the subpopulations of neutrophil granulocytes. As parameter for oxidative damage, malondialdehyde (MDA) and carbonylated proteins were determined. To assess exercise intensity, we recorded continuously heart rate, speed, as well as duration and covered distance for each of the 20 horses. Exercise resulted in a significant increase in MPO- activity from a median value of 0.48 U/l (mean of 0.56 ± 0.41 U/ml) to 2.17 U/l (mean 2.42 ± 1.22 U/ml). Four hours after termination of training, MPO- activity was only about 50 % above resting values. After 24 and 48 hours MPO- activity was under pre-exercise level. The exercise induced increase of carbonylated proteins was slight and not significant. Mean MDA-concentration in serum was significantly increased after exercise, showing oxidative damage in lipids. A positive correlation was seen between erythrocyte count and MDA at rest and after 48 hours. Alterations in leukocyte and erythrocyte numbers were significant after exercise, as were those of lactate and serum enzymes, indicating tissue damage, but no correlation with MPOactivity. However, MDA showed highest values at the same time as MPO-activity. Increase of juvenile neutrophils was also significant after 48 hours, indicating an activated cellular immune system. Results demonstrate that regular training exercise leads to considerable alterations in MPO activity in serum of healthy trotters as a result for cellular immunologic reactions as well. Simultaneously, exercise induced oxidative stress occurred in lipids. We found a considerable reaction of the cellular immune system by changes of MPO, increase in total neutrophils and subsequent rise of juvenile neutrophils. For further studies it would be of special interest, to observe alterations in MPO-activity in smaller time intervals after exercise as well as comparisons between MPO- activity and concentration.