Einfluss der Fütterung auf den ACTH Basalwert und den TRH Stimulationstest bei endokrinologisch gesunden und an Pituitary Pars Intermedia Dysfunction erkrankten Pferden

Abstract

Einige Tumormarker wurden in der Pferdemedizin beschrieben, keiner davon ist jedoch ideal. Die Substanzen kommen inkonsistent im Blut vor und viele Faktoren und Krankheiten können ihre Konzentration oder Aktivität steigern, z.B. Entzündung, schwerwiegende Erkrankung und Alter. Infolgedessen wird ein Screening für innere Neoplasien bei Pferden nicht empfohlen, weil es zu falsch positiven Ergebnissen führen kann. Die Biomarker sollen immer zusammen mit dem Vorbericht des Patienten, seiner klinischen Untersuchung und klinisch-pathologischen Ergebnissen evaluiert werden, die verdächtig für das Vorliegen eines bestimmten Tumors sind (z.B. ein paraneoplastisches Syndrom). Eine gleichzeitige Interpretation von Entzündungsmarkern oder wiederholte Messungen können die Genauigkeit des Tumormarkers verbessern. Adrenocorticotropin (ACTH) ist ein Hormon, das weltweit als Tumormarker für ein Hypophysenadenom oder -adenokarzinom bei Pferden mit Pituitary Pars Intermedia Dysfunktion (PPID) eingesetzt wird. Es gibt zahlreiche Faktoren, die die basale ACTH-Konzentration (bACTH) beeinflussen können, inkl. Stress, schwerwiegende Krankheit, Alter und Monat. Des Weiteren gibt es Faktoren, die bACTH-Konzentration nur im Herbst beeinflussen, z.B. Schimmel-Farbe, Pony-Rasse und weibliches Geschlecht. Die Sensitivität des Tests kann weiter erhöht werden durch eine Bestimmung der ACTH-Konzentration nach einer Stimulation mit Thyrothropin-Releasing Hormon (pACTH), aber auch das Ergebnis kann durch Monat und schwerwiegende Krankheit verändert werden. Die Auswirkung anderer Faktoren auf pACTH ist bis jetzt spärlich beschrieben. Beide Untersuchungen sind nach Heu-Fütterung empfohlen, aber es gibt eine Diskrepanz in der Literatur über die Auswirkung von Kraftfutter und Fasten. Das Ziel unserer Studie war, den Einfluss verschiedener Futter-Protokollen, Schimmel-Farbe, weiblichem Geschlecht, Pony-Rasse, Monat, Alter und Body Condition Score (BCS) auf die b/pACTH-Konzentration bei Pferden und Ponys zu ermitteln. Einundsechzig Tiere älter als 16 Jahre wurden in drei Gruppen basierend auf klinischen Symptomen, Behandlung und bACTH verteilt: gesund = 20, PPID = 21, PPID behandelt mit Pergolid = 20. Die Studie hatte ein Crossover-Design und fand zwischen Mitte November und Mitte Juli statt. Die Messung von b/pACTH wurde drei Mal bei jedem Tier nach unterschiedlichen Futter-Protokollen (Fasten, nur Heu, Heu + Kraftfutter) durchgeführt und die Reihenfolge wurde stratifiziert randomisiert. Die Blutentnahme erfolgte vor und exakt zehn Minuten nach einer intravenösen Injektion von 1 mg Protirelin. Der TRH-Stimulationstest wurde erfolgreich bei allen Pferden durchgeführt. Die Nebenwirkungen waren geringfügig und dazu gehörten vor allem Schnaufen, Lippenlecken, Juckreiz, Kotabsatz und Flatulenzen. Die Hypothese, dass die Fütterung einen Einfluss auf b/pACTH hat, wurde in dieser Studie nicht bestätigt und es gab keine Unterschiede in b/pACTH zwischen den verschiedenen Futter-Protokollen (Friedman-Test). Nichtsdestotrotz sollten das Anbieten unterschiedlicher Typen an Kraft- und Rauffutter sowie unterschiedliche Fütterungszeiten weiter untersucht werden. Im Mixed Modell wurde das bACTH durch die Gruppe beeinflusst und die niedrigsten Werte wurden bei gesunden und die höchsten bei nicht-behandelten PPID-Pferden gemessen, was bestätigt, dass Pergolid das bACTH reduzieren kann. Es gab Hinweise, dass eine wiederholte Messung innerhalb von zwei Wochen zu einer Reduktion des bACTH führen kann, was auf eine Gewöhnung des Tieres an die Untersuchung zurückzuführen ist. Das pACTH wurde durch die Gruppe, Monat und Schimmel-Farbe beeinflusst. Pergolid hatte wenig Effekt auf pACTH und die Ergebnisse waren am höchsten in der behandelten PPID-Gruppe, welche sich nicht signifikant von denen der nicht-behandelten PPID-Gruppe unterschied. Das pACTH war am höchsten im Juli und im November und basierend auf den neuen Empfehlungen der Equine Endocrinology Group (2021), sollte der TRH-Stimulationstest nicht mehr in diesen Monaten durchgeführt werden. Alternativ sollten neue Referenzwerte entwickelt werden. Interessanterweise wiesen Schimmel signifikant höheres pACTH im Vergleich zu anderen Farben auf. Die Resultate deuten drauf hin, dass die Fütterung über Nacht wenig Effekt auf das b/pACTH hat. Es gibt Evidenz, dass eine Therapie mit Pergolid das bACTH reduzieren kann, aber es hat wenig Effekt auf pACTH. Die beschriebenen Ergebnisse rechtfertigen weitere Studien in einer größeren Tiergruppe, mit mehreren Untersuchungen pro Monat und einer größeren Schimmel-Population. Des Weiteren sollte weiter geforscht werden, ob eine klinische Verbesserung und eine angepasste Pergolid-Dosierung zu einer Normalisierung des pACTH bei Pferden mit PPID führen sollte. Eine zuverlässige PPID-Diagnose kann nur gestellt werden, wenn alle Einflussfaktoren auf b/pACTH erkannt werden.

There are several tumour markers described in equine medicine, however, none of them is ideal. The presence of this substances in blood is inconsistent and many factors and diseases might increase their activity or concentration, with inflammation, critical illness and age being the most common examples. Consequently, it is not recommended to perform a screening for internal neoplasia in horses as it can lead to false positive results. The biomarkers should be evaluated together with the patient history, physical examination and clinicopathological findings, which should be suspicious for the certain internal tumour (e.g., presence of paraneoplastic syndrome). Simultaneous interpretation of inflammatory markers or repeated measurements can further improve the accuracy of tumour marker. Adrenocorticotropin (ACTH) is a hormone, which is widely used as a tumour marker of pituitary adenoma or adenocarcinoma in horses with Pituitary Pars Intermedia Dysfunction (PPID). There are plenty of factors influencing the basal concentration of ACTH (bACTH), including stress, severe disease, age and month. Furthermore, some factors affect the bACTH concentration only in autumn, e.g., grey colour, pony breed and female sex. The sensitivity of the test can be further increased by measuring the ACTH concentration after stimulation with thyrotropin-releasing hormone (pACTH), but also this measurement is influenced by the month and severe disease. The impact of other factors on pACTH is sparsely described so far. Both tests are recommended after feeding hay only but there are discrepancies in recent literature regarding the influence of grain and fasting. The goal of our study was to investigate whether different feeding protocols, grey colour, female sex, pony breed, month, age and Body Condition Score (BCS) affect the b/pACTH in horses and ponies. Sixty-one animals aged > 16 years were divided into three groups based on clinical signs, treatment and bACTH: healthy = 20, PPID = 21, PPID treated with pergolide = 20. The study had a crossover design and it was conducted between mid-November to mid-July. The measurement of b/pACTH was performed three times in each animal after different feeding protocols (fasting, hay only, hay + grain) and their order was stratified randomised. Blood sample was taken before and exactly ten minutes after intravenous injection of 1 mg of protirelin. TRH stimulation test was successfully performed in all horses. Side effects were considered minor and included mainly sneezing, lip smacking, itching, passing faeces and flatulence. The hypothesis that feeding affects the b/pACTH was not confirmed in this study as there was no difference in b/pACTH after applying different feeding protocols (Friedman´s test). However, offering different types of grain or roughage and different timing of feeding should be further investigated. In the linear mixed model, the bACTH was influenced by a group with lowest results in healthy animals and highest in untreated-PPID horses, what confirms that therapy with pergolide can reduce bACTH. There was evidence that re-testing animals within two weeks might decrease subsequent bACTH, what might be due to the habituation with the examination. The pACTH was affected by group, month and grey colour. Pergolide proved to have Little effect on pACTH as the measurements were the highest in treated-group and not significantly different from untreated-PPID group. The pACTH was highest in July and November and according to the new recommendation of Equine Endocrinology Group (2021), the TRH stimulation test should not be performed in these months anymore. Alternatively, new reference ranges should be considered. Interestingly grey horses showed significantly higher pACTH than other coat colours. The results suggest that overnight feeding has little effect on b/pACTH. There is evidence that treatment with pergolide can reduce bACTH but has little effect on pACTH. Described findings warrant further investigation on a larger group of animals with more observations pro month and higher percentage of grey horses. Furthermore, it remains to be investigated whether corresponding clinical improvements and adjusted pergolide dosage should be accompanied by decrease of pACTH to the reference range in horses with PPID. The reliable diagnosis of PPID can be made only after recognition of all influencing factors on b/pACTH.