Equines Metabolisches Syndrom (EMS)

Fachinformation synlab.vet
Stand: 09/2012
Equines Metabolisches Syndrom
(EMS)
EQuinES METABOLiSCHES SynDrOM (EMS)
Equines Metabolisches
Syndrom (EMS)
Immer häufiger wird bei Pferden das Equine Metabolische Syndrom (EMS) diagnostiziert. Die Ursachen
sind letztlich noch nicht geklärt, jedoch tritt es meist bei
langfristig energiereicher Fütterung in Kombination mit
reduzierter körperlicher Aktivität auf (Kraftfutter betonte
Fütterung, v. a. mit leichtverdaulichen Kohlehydraten).
Pferde sind von Natur aus in der Lage, ihre Nahrung
hoch effizient aufzuschließen, um Zeiten mit energiearmem Nahrungsangebot zu überstehen. Heute ist es aber
üblich, getreidereiche Rationen auch in Zeiten fehlender
oder geringer körperlicher Aktivität zu füttern.
Unter diesen Bedingungen kann es besonders bei Pferden mit entsprechender Disposition zu einer
so genannten „Insulinresistenz“ kommen. Erscheinen diese Pferde, bedingt durch das EMS, leistungsschwach, tendiert der Besitzer unglücklicherweise häufig dazu, die Energie im Futter noch
weiter zu erhöhen.
Dazu kommt ein Effekt, der zusätzlich zu einem Circulus vitiosus führt:
Hatte man früher gemeint, Fett sei ein reiner Energiespeicher, so weiß man heute, dass Fettgewebe
selbst eine Quelle verschiedener Hormone (Adipokine) darstellt. Diese Hormone spielen wiederum
bei der Regulation von Körpermasse und – zusammensetzung eine Rolle. Sie hemmen unter anderem direkt die Insulinaktivität. Starke Fetteinlagerungen fördern auf diese Weise weiter die Insulinresistenz.
Symptome
Leistungsverlust kann ein erstes Anzeichen für ein Equines Metabolisches Syndrom sein. Die Tiere fallen häufig durch eine rezidivierende Hufrehe unklarer Genese auf. Sie neigen zu Fetteinlagerungen
speziell an Kamm, Kruppe und bei männlichen Tieren am Präputium. Eine Adipositas kann, muss
aber nicht vorhanden sein. Polydipsie-Polyurie ist ein häufiges Symptom. Stuten neigen zu Infertilität
oder Zyklusstörungen.
Pathogenese/Pathophysiologie
Wie bereits erwähnt sind die Ursachen des Equinen Metabolischen Syndroms letztlich noch nicht
geklärt. Verschiedene Ansätze werden derzeit erforscht und diskutiert.
Disposition
Verschiedene Rassen scheinen eine Disposition für die Entwicklung eines EMS zu haben. Dazu gehören
Spanish Mustang, Paso Fino, Peruvian Paso, Morgan Horse u. a. Auch alle „genügsamen“ Rassen, wie
z. B. Ponys, scheinen häufiger eine Insulinresistenz zu entwickeln.
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Energiereiche Fütterung/Fettgewebe
Eine hoch energetische Ernährung führt in Kombination mit eingeschränkter Bewegung bei vielen
Pferden zur Bildung von Fettspeichern, besonders an Kamm und Kruppe. Ein Zuwachs an Fettdepots
ist begleitet von der Entstehung zahlreicher endokriner Signale (Leptin, Resistin, Adiponektin, Freie
Fettsäuren etc).
Diese im Fettgewebe von den Adipozyten gebildeten Stoffe bewirken sowohl lokale (parakrine und
autokrine) Effekte, als auch endokrine Effekte über die Zirkulation. Daraus resultiert eine Hemmung
der Insulinaktivität und zwar zentral in der Leber und peripher in der Skelettmuskulatur und in den
Adipozyten.
Omentale Adipozyten enthalten unter anderem das Enzym 11b-Hydroxysteroid-Dehydrogenase-1
(11b-HSD-1), das zirkulierendes inaktives Cortison in physiologisch aktives Cortisol umwandelt.
Glukokortikoide
Ein erhöhter Cortisolspiegel wird mit Hufrehe in Verbindung gebracht, da die Erfahrung zeigt, dass
durch exogen angewandte Corticosteroide und bei einem Hypophysenadenom (ECS) eine Hufrehe
ausgelöst werden kann. Die Anwendung von Glukokortikoiden führt jedoch nicht regelmäßig zur
Rehe-Erkrankung.
Eine befriedigende Erklärung für einen Zusammenhang von erhöhter 11b-Hydroxysteroid-Dehydrogenase-1, erhöhtem Cortisol und der Entstehung von Hufrehe steht noch aus.
Insulin und Glukose
Ein hoher Cortisolspiegel (endogen oder exogen) erhöht über die Glukoneogenese den Blutglukosespiegel und fördert somit eine Insulinresistenz.
Die Hyperglykämie führt zu einer Erhöhung des Vasospasmus (über Reduzierung von endothelial
gebildetem Stickstoffmonoxid (NO) und erhöhter Endothelinexpression). Zusätzlich besteht die Tendenz, dass endotheliale Zellen, die normalerweise eine antikoagulative Oberfläche für Blut haben,
in einen pro-koagulativen Zustand transformiert werden.
Diese Einflüsse könnten eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Hufrehe spielen. Weitere Forschungen sind notwendig, um diese Zusammenhänge zu erklären.
Stress
Die dargestellte Problematik wird verschärft durch die Tatsache, dass praktisch jede Situation, die
mit Stress verbunden ist, zur Erhöhung der endogenen Cortisolbildung führt. Eine Rehe-Erkrankung
stellt eine solche Stresssituation dar. Betroffene Pferde entwickeln einen Hypercortisolismus, eine
Hyperinsulinämie, Hyperglykämie, Glukoseintoleranz und Bluthochdruck.
Bei der Interpretation von Befunden, die während eines akuten Reheschubs ermittelt werden, ist also
Vorsicht geboten!
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Differentialdiagnose
Das Equine Cushing Syndrom und das Equine Metabolische Syndrom haben beim Pferd häufig
ähnliche Symptome und können im frühen Stadium leicht verwechselt werden. Pferde mit Leistungsschwäche werden auch gelegentlich verdächtigt, eine Hypothyreose zu haben.
Eine primäre Hypothyreose kommt beim Pferd äußerst selten vor. Niedrige Schilddrüsenhormonspiegel können aber sekundär, im Sinne eines Euthyroid-Sick-Syndroms, z. B. beim ECS und EMS
gesehen werden, wenn zu wenig Thyreoidea-stimulierendes Hormon (TSH) gebildet wird.
Labordiagnostik
Typisch für ein Equines Metabolisches Syndrom sind eine Hyperinsulinämie, eine milde bis mäßige
Hyperglykämie und meist ein hoher Triglyceridspiegel.
Der ACTH–Spiegel liegt beim Metabolischen Syndrom in der Regel im Normbereich, während er
beim Cushing erhöht ist.
Zur weiteren Diagnostik kann ein Glukose-Toleranz-Test durchgeführt werden (vgl. Seite 4).
ECS/EMS-Profil
Das EMS-Screening umfasst die Parameter ACTH, Insulin, Glukose, Triglyceride, gesamt T4 und
g-GT. Nach Möglichkeit sollte die Blutentnahme morgens nach 6-stündiger Nahrungskarenz stattfinden.
ACTH
EDTA-Plasma tief gefroren
Das EDTA-Blut möglichst schnell zentrifugieren, das Plasma in ein unbeschichtetes Röhrchen pipettieren und mit „EDTA-Plasma“ beschriften und einfrieren.
EDTA-Aprotinin-Plasma
Alternativ kann EDTA-Aprotinin-Plasma für die ACTH-Bestimmung verwendet werden: Das in den
EDTA-Aprotinin-Plasma-Röhrchen gewonnene Blut innerhalb von 5 Stunden zentrifugieren, das Plasma in ein unbeschichtetes Röhrchen pipettieren und mit „EPA“ oder „Aprotinin-Plasma“ beschriften.
Eine Kühlung der Probe ist nicht nötig.
Insulin und Triglyceride
Für die Insulinbestimmung das Vollblut innerhalb einer Stunde zentrifugieren und das Serum abpipettieren und kühlen. Die Triglyceride können aus gekühltem und ungekühltem Serum bestimmt werden.
Blutglukose
Die Blutglukose kann im Serum gemessen werden, wenn das Vollblut innerhalb von einer Stunde
zentrifugiert wird. Alternativ ist die Verwendung von NaF-Blut möglich.
Eine deutliche Beschriftung der Röhrchen ist notwendig, um eine Verwechslung von Serum und
EDTA-Plasma im Labor zu vermeiden. Ergänzend sollten andere Erkrankungen durch die üblichen
Laboruntersuchungen ausgeschlossen werden (z. B. Screening Pferd).
T4 gesamt
Der T4-Wert dient der Abklärung eines Euthyroid-Sick-Syndroms (ESS).
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Weiterführende Diagnostik
Glukose-Toleranz-Test
Durchführung
• Futterentzug für 12 h
• Blutentnahme für Basalwert Blutglukose (Probe 0)
• Infusion von 100 ml/100 kg KGW 50 %ige Glukose-Lösung i. v. innerhalb von 5 Minuten
• Blutentnahme für Blutglukose alle 30 Minuten über 3 h (Probe 1 bis Probe 6)
Das Pferd in dieser Zeit nicht füttern.
Die einzelnen Probenröhrchen eindeutig beschriften!
Interpretation
Wird der 0-Wert für die Blutglukose in 3 h nicht wieder erreicht, spricht dies für eine Glukoseintoleranz.
■ Wenn die Glukose- und Insulin-Konzentrationen im Referenzbereich oder fraglich sind, die
klinische Symptomatik jedoch für ein EMS spricht, empfiehlt sich für die weitere Abklärung der
kombinierte Glukose-Insulin-Toleranz-Test.
Material
Glukose-Lösung
7 x Natriumfluorid-Blut (NaF)
Kombinierter Glukose-Insulin-Toleranz-Test
Durchführung
• über Nacht nur Heu füttern (keine Weide!)
• zur Stressvermeidung am Untersuchungstag ggfs. am Tag vor dem Test einen Venenkatheter legen
• morgens Blutentnahme = Basalwert Blutglukose (Probe 0)
• anschließend 30 ml/100 kg KGW 50 %ige Dextrose-Lösung infundieren
• anschließend Injektion von 0,10 U/kg KGW Insulin i. v. (evtl. mit NaCl auf Injektionsvolumen
verdünnen)
• Blutentnahme 5, 15, 25, 35, 45, 60, 75, 90, 105, 120, 135 und 150 Minuten nach Infusion
(Probe 1 –12)
• Es ist ein gekürztes Testprotokoll beschrieben mit Blutentnahmen bis zur 60. Minute nach Infusion
(Probe 1 – 6, mit Basalwert insgesamt 7 x NaF-Blut).
Interpretation
Wenn die Blutglukose-Konzentration 45 Minuten oder länger über dem Ausgangswert bleibt, handelt es sich definitionsgemäß um eine Insulinresistenz.
Für die Diagnostik kann der kombinierte Glukose-Insulin-Test in abgekürzter Form mit Blutentnahmen
bis zur 60. Minute nach Infusion durchgeführt werden. In ganzer Länge durchgeführt eignet er sich
auch zur Therapiekontrolle.
Cave: Aufgrund des bestehenden Hypoglykämie-Risikos sollten zwei 60 ml Spritzen mit 50 %iger
Dextrose-Lösung bereit gehalten und dem Pferd bei Schwitzen, Schwäche oder Muskelzittern verabreicht werden.
Material
Dextrose-Lösung
Insulin zur i. v. Injektion
13 x Natrium-Fluorid-Blut (NaF)
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Zusätzliche Laborparameter
Fruktosamine
Bei den Fruktosaminen handelt es sich um an Proteine gebundene Glukose. Bei Hund und Mensch
wird Glukose eher an Albumin bei der Katze an Globuline gebunden. Der Fruktosamin-Serumspiegel unterliegt keinen so großen Schwankungen wie der Glukosespiegel, und in Abhängigkeit von
der Halbwertszeit der Proteine repräsentiert er den mittleren Glukosespiegel der letzten 1 bis 3
Wochen. In der Kleintiermedizin wird die Messung der Fruktosamine vor allem eingesetzt, um bei
der Katze eine Stresshyperglykämie von einer durch Diabetes mellitus verursachten Hyperglykämie
zu unterscheiden, und um die Insulin-Einstellung diabetischer Patienten zu überprüfen.
Starke Veränderungen der Albumin- oder Globulinfraktionen müssen allerdings bei der Beurteilung
der Fruktosaminwerte berücksichtigt werden.
Die Messung des Fruktosaminspiegels dient also in der Regel zur diagnostischen Unterstützung der
Interpretation eines erhöhten Glukosespiegels.
Tatsächlich weisen EMS verdächtige Pferde häufig keine erhöhten Glukose Werte auf. Wird in solchen Fällen ein erhöhter Fruktosaminwert gemessen, so ist davon auszugehen, dass – trotz des zum
Moment der Probenahme im Normbereich liegenden Blutglukosespiegels – die Blutglukosewerte in
den vergangenen ein bis drei Wochen durchschnittlich zu hoch waren.
Vergleichsmessungen bei synlab-vet ergaben bislang keine eindeutigen Korrelationen zwischen Fruktosamin-, Glukose-, und Insulin-Serumwerten. Auffällig war, dass bei erniedrigtem Serum-Albuminspiegel die Fruktosaminwerte deutlich niedriger lagen als bei Serum-Albuminspiegeln im Referenzbereich. Das würde bedeuten, dass Fruktosaminwerte in solchen Fällen korrigiert werden müssten.
In Einzelfällen wurden hohe Fruktosaminwerte bei einem hohen Blutglukosespiegel gemessen.
RISQI und MIRG
Da der kombinierte Insulin-Glukose-Toleranz-Test sehr aufwändig ist und das Risiko von Kreislaufbelastungen für den Patienten birgt, sind Forscher auf der Suche nach anderen Parametern und
Methoden, die eine Aussage über das Vorliegen eines EMS zulassen. Von Treiber, Kronfeld und
ihren Mitarbeitern wurden 2005 zwei Rechenwerte eingeführt, die, basierend auf einer einmaligen
Messung von Insulin und Glukose, eine Abschätzung der Insulinresistenz (RISQI) und der Antwort
der b-Zellen des Pankreas (MIRG) erlauben sollten.
Die Parameter werden folgendermaßen berechnet:
• R eciprocal Inverse Square of Insulin
RISQI = 1: Insulin-0,5
• M
odifizierte Insulin-Glukose-Ratio
MIRG = [800 – 0,3 x(Ins – 50)2] : [Gluc – 30]
RISQI-Werte < 0,32 (mU/L)
angesehen.
-0,5
und MIRG-Werte > 5,6 mU2Ins/ 10.L.mg
Glu
werden als kritisch
Doch wie gut kann über eine Einzelmessung ein dynamischer Prozess beurteilt werden? Kritiker stellen die Frage, ob ein Einzelwert mehr Aussagekraft bekommt, wenn man ihn in eine mathematische
Beziehung mit sich selbst stellt.
Gibt der modifizierte Quotient schlussendlich mehr Auskunft über eine b-Zell-Funktion als die einfache Insulin-Glukose-Ratio?
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Problematisch ist, dass die MIRG Gefahr läuft negativ zu werden, wenn Insulin sehr hohe Werte
aufweist. Eine negative b-Zellfunktion oder eine negative Insulinsekretion aus den b-Zellen kann aber
in der Realität nicht auftreten.
Darüberhinaus wird eine MIRG > 5,6 mU2Insulin/10.L.mgGlucose als Hinweis auf eine pankreatische
Kompensation gewertet, niedrigere Werte sprechen für eine Glukose-Toleranz. Ein negativer Wert
würde die Bedeutungen umkehren.
In einer Studie von Pratt et al. an 5 gesunden Pferden und einem Pony würden alle Tiere auf der
Basis von RISQI und MIRG als insulinresistent und glukoseintolerant beurteilt werden. Allerdings
hatte keines der Tiere bis dahin eine Vorgeschichte mit Hufrehe oder zeigte eine EMS-verdächtige
klinische Symptomatik.
Therapie
Wenn Tiere fettleibig sind, ist eine Gewichtsreduktion notwendig.
Überhaupt liegt der Schwerpunkt der Therapie in der Durchführung einer geeigneten Diät bei ausreichender Bewegung. Dadurch wird zum einen das Gewicht bzw. die Fettverteilung kontrolliert und
zum anderen sollen Insulinrezeptoren langfristig wieder sensibilisiert werden. Abrupte Futterumstellungen sollten jedoch vermieden werden.
Diät
Die Empfehlung besteht aus einer Fütterung von Heu (möglichst alter Schnitt mit guter Qualität) und
gegebenenfalls Zufütterung von unmelassierten Rübenschnitzeln. Dabei ist es von Vorteil, das Heu
vorher zwischen 30 und 60 Minuten zum Auswaschen von Fruktan einzuweichen.
Empfohlen wird zusätzlich die Zufütterung von 3-wertigem Chrom (Chrom soll an den Insulinrezeptor
binden und ihn für Insulin sensibilisieren), Jod, Zimt, Magnesium und Vitamin E (antioxidativ).
Viele Futtermittelhersteller haben bereits spezielle Futtermittel für Pferde mit EMS im Programm.
Zu vermeiden sind Futter mit hohem glykämischem Index, wie zum Beispiel mit Melasse versetzte
Kraftfuttermittel, Futtermittel, die Glucosamine oder Yukkaextrakt enthalten, Karotten und Äpfel.
Eine begleitende Medikation mit Aspirin wird im Hinblick auf die beschriebenen Veränderungen im
Gerinnungssystem als sinnvoll angesehen.
Bewegung
Durch Bewegung wird bei kontrollierter Fütterung die Insulinsensitivität gesteigert. Zusätzlich wird
eine Gewichtsreduktion gefördert.
Dem steht die Tatsache entgegen, dass Tiere mit einer Hufrehe-Erkrankung nicht entsprechend
bewegt werden können und die Möglichkeit von ausgiebigen Weidegängen eingeschränkt ist, da
erkrankte Tiere restriktiv gefüttert werden sollen.
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Medikamente
Schilddrüsenhormone
Bei anderen Tierarten hat sich gezeigt, dass Schilddrüsenhormone zwar die insulinvermittelte Glukoseaufnahme in die Zellen fördern, allerdings erhöhen sie auch die intestinale Glukoseresorption und
die Herzmuskelmasse.
Versuche bei Menschen, über eine Schilddrüsenhormongabe eine längerfristige Gewichtsreduktion
herbei zu führen, verliefen enttäuschend.
Pergolid
Pergolid, ein Dopamin-Agonist an den Rezeptoren D1 und D2, wird üblicherweise zur Therapie
des Equinen Cushing Syndroms eingesetzt. Die Ursache für das Equine Cushing Syndrom ist in der
Regel ein Hypophysenadenom, das zu einer dauerhaften Erhöhung der ACTH-Ausschüttung führt.
Über Pergolid wird die ACTH-Ausschüttung vermindert.
Da beim Equinen Metabolischen Syndrom keine Störung auf der hypophysären Ebene vorliegt,
kommt Pergolid hier als Therapeutikum nicht in Frage.
Außerdem wirkt Pergolid unterdrückend auf die
Sekretion von Insulin aus dem Pankreas, was für eine
Therapie des EMS nachteilig wäre.
Trilostan
Bei Trilostan handelt sich es sich um einen 3-b-Hydroxysteroid-Dehydrogenase-Hemmer.
Durch Trilostan wird die Umsetzung von Cortisol in
der Nebennierenrinde gehemmt. Bekannt ist Trilostan als Therapeutikum der Cushing-Erkrankung
beim Hund. Auch bei der Behandlung des Equinen
Cushing Syndroms gibt es positive Berichte über die
Therapie mit Trilostan.
Ein Einsatz zur Behandlung des Equinen Metabolischen Syndroms ist denkbar, aber nicht zwangsläufig logisch, weil unklar ist, in welcher Weise der Cortisolspiegel beim Equinen Metabolischen
Syndrom letztendlich verändert ist. Bei der labordiagnostischen Untersuchung liegt der Cortisolspiegel erstaunlicher Weise häufig im Normbereich.
Hinzu kommt, dass es bislang kein zugelassenes Arzneimittel für Pferde gibt und die Erfahrungen in
der Anwendung von Trilostan beim Equinen Metabolischen Syndrom noch unzureichend sind.
Antidiabetika
Anders als bei der Katze und dem Menschen, bei denen es mit der Zeit zu einer Erschöpfung der
Insulinproduktion kommen kann, scheinen Pferde in der Lage zu sein, unabhängig von der Insulinresistenz eine hohe Insulinabgabe aus dem Pankreas über lange Zeit aufrecht erhalten zu können.
Das lässt die Überlegung zu, dass Präparate, die die Insulinsensitivität an den Rezeptoren verbessern von klinischem Interesse sein könnten.
Daher wird der Einsatz von Antidiabetika, wie zum Beispiel Metformin in der Therapie des Equinen
Metabolischen Syndroms mit dem Ziel einer Erhöhung der Insulinsensitivität diskutiert. Bisher gibt es
jedoch kaum Erfahrungen zur Anwendung von Metformin beim Pferd. Möglicherweise kommt es
bereits in therapeutischen Dosen zu starken Nebenwirkungen beim Pferd.
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Fazit
Nach derzeitigem Kenntnisstand stellen eine geeignete Diät in Kombination mit einem entsprechenden Bewegungsmanagement die wichtigsten Therapiemaßnahmen dar.
Das provoziert die Überlegung, dass es sich beim EMS um eine „Wohlstandskrankheit“ des heutigen Pferdes handelt, die präventiv mit überlegter Fütterung und ausreichender Bewegung weitgehend zu vermeiden wäre. An dieser Stelle ist der Tierarzt als Berater gefordert, über die richtige
Fütterung „in Zeiten des Überflusses“ aufzuklären.
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