Die Ausscheidung von Wirkstoffen im Harn von Wild- und Nutztieren: III. Die Ausscheidung von oestrogenen Substanzen

68 Pages·1963·1.36 MB·German

by  Prof. Dr. Curt Heidermanns, Dr. Inge Kirchner-Kühn (auth.)

FORSCHUNGSBERICHTE DES LANDES NORDRHEIN-WESTFALEN
Nr.1217
Herausgegeben
im Auftrage des Ministerpräsidenten Dr. Franz Meyers
von Staatssekretär Professor Dr. h. c. Dr. E. h. Leo Brandt
DK 599.612.45
Prof Dr. Curt Heidermanns
Dr. Inge Kirchner-Kühn
Zoologisches Institut der Universität Bonn,
Abt. für vergleichende Physiologie
Die Ausscheidung von Wirkstoffen im Harn
von Wild- und Nutztieren
III. Die Ausscheidung von oestrogenen Substanzen
WESTDEUTSCHER VERLAG· KÖLN UND OPLADEN 1963
ISBN 978-3-663-04056-9 ISBN 978-3-663-05502-0 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-05502-0
Verlags-Nr. 011217
© 1963 by Westdeutscher Verlag, Köln und Opladen
Gesamtherstellung: Westdeutscher Verlag·
Inhalt
Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
I. Einleitung ................................................... 8
II. Literatur ..................................................... 9
111. Methodik '. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1. Harnproben ............................................... 15
2. Colorimetrie nach BAcHMAN und PETITT, modifiziert nach BREIT-
NER und EICHSTÄDTER ...................................... 15
3. Extraktion nach NAPP und KERSTEN und Messung nach
ITTRICH ................................................... 16
IV. Eigene Untersuchungen und Vergleiche.......................... 18
1. Die Oestrogenausscheidung in einzelnen Tierordnungen und
-familien .................................................. 18
2. Die Oestrogenausscheidung während des Oestrus ............... 40
3. Die Oestrogenausstheidung währen:d der Trächtigkeit. . . . . . . . . .. 41
V. Biogenese und Stoffwechsel der Oestrogene ...................... 47
1. Bildungsstätten............................................. 47
2. Zwischenstoffwechsel ....................................... 48
3. Ausscheidung.............................................. 50
4. Möglichkeiten der nichterfaßbaren Oestrogenausscheidung .. . . . .. 52
VI. Exogene Oestrogenquellen ..................................... 53
VII. Zusammenfassung ............................................ 56
Literaturverzeichnis ................................................ 59
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Übersicht
Außer bei den Equiden und Tapiriden ist die Oestrogenausscheidung in den
anderen Säugetiergruppen durchweg gering, bei den Herbivoren höher und
stärker schwankend als bei den Carnivoren. An einigen Tagen des Oestrus zeigen
sich bei verschiedenen Arten kurzfristig erhöhte Oestrogenmengen im Harn.
Signifikante Steigerung der Oestrogenausscheidung während der Trächtigkeit
wurde außer bei Equiden und Tapiriden auch bei Boviden und Suiden gefunden,
doch eignet sie sich nicht zu einer Trächtigkeitsdiagnose.
Es ist anzunehmen, daß der Abbau placentarer Oestrogene bei vielen Säugerarten
durch unterschiedliche Enzymsysteme zu Metaboliten, die bei den gebräuch
lichen Oestrogenbestimmungsmethoden nicht erfaßt werden, erfolgt. Anderer
seits können exogene Oestrogene aus dem Futter im Harn mitausgeschieden
werden und somit die Harnwerte erhöhen.
Insgesamt erstreckten sich die Untersuchungen auf 72 Arten aus 30 Familien und
9 Ordnungen.
An dieser Stelle möchten wir den Direktoren und Angestellten der Zoologischen
Gärten in Frankfurt a. M., Köln, Krefeld, Amsterdam und Antwerpen unseren
Dank für ihr Entgegenkommen und ihre Hilfe bei der Sammlung der Harnpro
ben aussprechen.
Außerdem sei der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die zur Verfügung ge
stellten Apparate und Meßgeräte gedankt und der Forschungsförderung im
Kultusministerium des Landes Nordrhein-Westfalen für die Bereitstellung der
Geldmittel.
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1. Einleitung
In der vorliegenden Mitteilung wird über die renale Ausscheidung von Oestro
genen, die chemisch-colorimetrisch erfaßt werden, aus verschiedenen Ordnungen
und Familien der Säugetiere berichtet.
Schon bei den Untersuchungen über die Ausscheidung der 17-Ketosteroide und
der 17-ketogenen Steroide (Mitt. II) war zu berücksichtigen, daß der Stoffwechsel
der Steroidhormone im Tierkörper bei den einzelnen Spezies unterschiedlich und
vor allem dem des Menschen nicht einfach gleichzusetzen ist. Dies gilt auch für
die oestrogenen Substanzen und wurde durch zahlreiche Untersuchungen an
isolierten Geweben und durch Isotope festgestellt (s. Stoffwechsel der Oestro
gene). Insofern war es von Interesse, die Oestrogenausscheidung in den verschie
denen Tierklassen zu kontrollieren, um festzustellen, wo eventuell Gleichsinnig
keiten oder Abweichungen zutage traten. Ein besonderes Augenmerk richteten
wir auf die Gruppe der Equiden und deren Verwandte, die sich bekanntlich durch
hohe renale Oestrogenausscheidung auszeichnen.
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11. Literatur
Aus der sehr großen Menge der Veröffentlichungen über die Oestrogene im
menschlichen und tierischen Harn seien hier nur die für unsere Fragestellung
wesentlichsten Arbeiten angeführt. An erster Stelle sei die zusammenfassende
Darstellung »Oestrogene beim Menschen« von E. DICZFALUSY und eH. LAU
RITZEN (1961) genannt, in der die Geschichte der Oestrogenforschung, Begriffs
bestimmungen, bisher beim Menschen gefundene Oestrogene, ihre Biogenese,
ihr Stoffwechsel, ihre Wirkung und klinische Bedeutung sowie die Bestimmungs
methoden umfassend dargestellt sind.
Die anderen Arbeiten beschränken sich fast ausschließlich auf Haus- und Ver
suchstiere, während Wildtiere bisher kaum untersucht wurden.
a) Mensch
Beim Menschen werden Oestrogene in den Ovarien, den Testes und der Neben
nierenrinde gebildet; die gesteigerte Oestrogenbildung während der Schwanger
schaft stammt aus der Placenta. Nach Erfüllung ihrer metabolischen Aufgaben
verläßt die Hauptmenge den Körper auf renalem Wege in freier und konjugierter
Form, vorwiegend als Oestriol, Oestron und Oestradiol. Ein anderer Teil, der
für diagnostische Zwecke aber zu vernachlässigen ist, wird über den Darm aus
geschieden.
Die annähernden Normalwerte nach verschiedenen modernen Bestimmungs
methoden sind in Tab. 21 angeführt. Die Ausscheidung bei Männern ist kon
stanter als die durch den Zyklus beeinflußte Exkretion bei Frauen. Bei Beginn
einer Schwangerschaft steigt bei biologischer Bestimmung die Oestrogenaus
scheidung bis zum Ende fortlaufend von etwa 10 y auf 3 mg Oestronäquivalent
in 24 Stunden an. Bei getrennter Bestimmung der einzelnen Komponenten im
chemischen Verfahren steigt die Oestrogenexkretion von 10 bis 20 y im Anfang
der Schwangerschaft bis zu 25 bis 40 mg pro Tag im 10. Schwangerschafts
monat, wobei Oestriol absolut und relativ immer mehr bis zu 90% der Gesamt
oestrogene zunimmt. Nach der Geburt - vielleicht auch unmittelbar davor - er
folgt ein steiler Abfall aller Oestrogene im Harn auf Normalwerte (BROWN, 1956).
b) Affen
Durch biologische Verfahren untersuchten ALLEN und Mitarbeiter (1935 und
1936) den Gehalt an Oestrogenen im Harn weiblicher Schimpansen. Im 24-
Stunden-Harn fanden sie Schwankungen zwischen 50 und 126 ME (etwa 5 bis
12,6 y), die zyklusbedingt waren; bei Blutung ergaben sich die geringsten, bei
maximaler Genitalschwellung (Ovulation) die höchsten Werte. Bei trächtigen
Schimpansinnen wurden 17-62 y im Liter Harn festgestellt, die wahrscheinlich
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aus der Placenta stammten. Zu ähnlichen Ergebnissen kamen FIsH und Mit
arbeiter (1941) bei der Untersuchung von Schimpansenharn (s. Tab. 20).
c) Pferd
Unter den Säugetierarten ist wohl am eingehendsten die Oestrogenausscheidung
des Pferdes untersucht worden, vor allem im Harn der trächtigen Stute (ZONDEK,
1930; KÜST, 1934; CUBONI, 1934 und 1936). Den Hauptanteil der Oestrogenaus
scheidung während der Trächtigkeit bildet das Oestron (DE ]ONGH, 1931;
SCHACHTER und MARRIAN, 1938; BUTENANDT und HOFsTETTER, 1939), daneben
kommen ß-Oestradiol (HIRSCHMANN und WINTERSTEINER, 1938), oc-Oestradiol
(WINTERSTEINER und Mitarbeiter, 1935), Equilin (GIRARD und Mitarbeiter, 1932
und 1933; CARTLAND und MEYER, 1935; BUTENANDT und SCHRAMM, 1935) und
Equilenin (GIRARD und Mitarbeiter, 1932) zur Ausscheidung. Bei der Stute ist
erst vom 50. Tag der Trächtigkeit an eine Steigerung in der Oestrogenausschei
dung nachzuweisen. Sie erreicht ihren Höhepunkt etwa 1-2 Monate vor der Ge
burt und nimmt dann wieder ab, doch schwankt diese Zeitspanne von Fall zu
Fall. Equilenin läßt sich erst vom 175. Tag ab und besonders reichlich im Monat
vor dem Fohlen nachweisen (FIEsER und FIESER, 1959). PRELOG und FÜHRER
isolierten 1945 noch 3-Desoxyequilenin aus dem Harn trächtiger Stuten. SCHWENK
und HILDEBRANDT (1932) und später auch WINTERSTEINER und Mitarbeiter
(1936) fanden im Harn gravider Stuten noch ein Isomer ClsH2202, das ß-Dihy
droequilenin. GLEN und Mitarbeiter (1956) bestätigten nach chromatographischer
Untersuchung diesen Befund; sie fanden außerdem im 6. und 9. Monat der
Trächtigkeit auch große Mengen ß-Dihydroequilin.
Von HEARD und HOFFMAN (1940 und 1941) wurde während der Gravidität
noch Oestratrienolon festgestellt; auch dies konnte von GLEN und Mitarbeitern
(1958) bestätigt werden.
Die neueren Untersuchungen beschäftigen sich mehr mit den quantitativen Be
stimmungen der einzelnen oestrogenen Komponenten und ihrer Verteilung im
Harn der Stute während der Gravidität (COLE, 1950; CUBONI, 1958; ROMMEL und
Mitarbeiter, 1960; SAVARD, 1961) oder während des Sexualzyklus (MAYER und
Mitarbeiter, 1940). Eine Zusammenstellung ist in den Tab. 13 und 14 gegeben.
Schon früh wurde auf den hohen Gehalt des Hengstharns an Follikelhormon hin
gewiesen (CUBONI, 1934; ZONDEK, 1934; HÄussLER, 1934; DEuLOFEu und
FERRARI, 1934; BEALL, 1940; LEVIN, 1945). Die neueren Untersuchungen be
stätigen, daß von allen bisher untersuchten Körperflüssigkeiten der Harn des
Hengstes von equus caballus die oestrogenreichste ist; er enthält pro Liter bis
zu 45 mg an Oestrogenen. LEVIN (1950) stellte fest, daß der Ketoanteil der Oe
strogene im Hengstharn aus Oestron besteht; daneben fand er oc-Oestradiol als
stark aktives Oestrogen. Von 3,3 bis 47,4 mg Oestrogenen im Liter Harn ent
fielen auf oc-Oestradiol 45-93% der Aktivität, was einem Gewichtsanteil von
8 bis 60% entspricht. Oestriol wurde nicht gefunden. Die Untersuchungen von
PI GON und Mitarbeitern (1961) ergaben eine Abhängigkeit der Oestrogenaus
scheidung vom Alter der Hengste. Während der ersten beiden Lebensjahre ist die
Ausscheidung unwesentlich, steigt dann an bis zur Geschlechtsreife, doch sind
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die Werte sehr unterschiedlich (s. Tab. 14). ZONDEK (1934) und COLE (1950)
weisen darauf hin, daß die Unterschiede wahrscheinlich auch rassebedingt sind.
BERGER (1950) stellte fest, daß am ersten Tag nach der Kastration eines Hengstes
die Ausschüttung von Oestrogenen im Harn aufhört, daß später aber in ganz
unregelmäßigen Zeitabständen vereinzelte schubweise Abscheidungen in den Harn
erfolgen, als äußerste Grenze wird der 41. Tag angegeben. Auch Kryptorchiden
lassen sich durch Feststellung der Hormonmenge im Harn erkennen.
NYMAN und Mitarbeiter (1959) untersuchten durch Perfusion des Hengsthodens
mit radioaktivem Natriumacetat, ob Oestrogene lediglich als Stoffwechselpro
dukte des Testosterons auftraten. Sie fanden im Hodengewebe Synthese von
C14-0estron und -Oestradiol, die in dieser Form in die Blutbahn entlassen wurden;
auch sie stellten kein Oestriol fest.
Auch der Harn des Zebra- und Eselhengstes soll reich an Oestrogenen sein
(3600 bzw. 330 y/Liter nach ZONDEK, 1934). Von A]ELLO und ]OPPOLO (1949)
wurde der CUBoNI-Test (Fluoreszenz im Harnextrakt mit Schwefelsäure) bei
tragenden und nichttragenden Eselinnen und Eselhengsten angewandt; zwischen
4Yz
und 10 Monaten der Gravidität war die Diagnose sicher, danach nicht mehr,
und bei und nach der Geburt negativ. Der Test fiel bei männlichen und nicht
trächtigen Tieren negativ aus.
d) Rind
Immer wieder wurde versucht, die Oestrogenausscheidung beim Rind zu einer
Trächtigkeitsdiagnose heranzuziehen. Während des zweiten Teils der Trächtig
keit steigt im Rinderharn im allgemeinen die sonst geringe Oestrogenausschei
dung an, doch nicht in allen Fällen signifikant. HISAW und MEYER (1928) stellten
kurz vor der Geburt im 24-Stunden-Harn bis zu 6,6 mg Oestronäquivalent fest;
post partum sank die Aktivität auf Null ab. Von KüsT (1934) wurden erst nach
der 23. Woche im Harn trächtiger Kühe größere Mengen Follikelhormon nach
gewiesen, die kurz vor der Geburt ab sanken. LIPSCHÜTZ und VESHN]AKOV (1930)
konnten im Höchstfall nur 80 y Oestronäquivalent extrahieren und fanden keine
Steigerung mit zunehmender Gravidität. Sie vermuteten einen Einfluß der
Fütterung auf den Hormongehalt des Kuhharns.
In neuerer Zeit wurden verschiedene Verfahren geprüft, um zu einem früheren
Zeitpunkt eine Trächtigkeit beim Rind festzustellen (ARBIB und ]ORE d'ARcEs,
1954, Fluoreszenz; MANGOLD, 1954, und SCHWARZ, 1953, 2,4-Dinitrophenyl
hydrazin-Test; SEIDELER, 1959, Schlörsche ]odkochprobe), die alle keine zu
friedensteIlenden Ergebnisse brachten. Der CUBONI-Test und seine Modifikatio
nen erwiesen sich als unsicher durch zu starke und variierende unspezifische
Fluoreszenz von mitextrahierten Stoffen (CUBONI, 1954). SMITH und Mitarbeiter
(1953 und 1956) fanden nach dem 100. Tag der Trächtigkeit einen Anstieg der
Fluoreszenz bis zur Geburt. Im gleichzeitigen biologischen Test zeigte sich, daß
im Durchschnitt nur % der Fluoreszenz durch biologisch aktive Oestrogene
verursacht wurde. Auch eine Messung des Progesterons im Harn ergab bei
trächtigen Kühen keinen Unterschied gegenüber nichtträchtigen und Stieren.
GORSKI und Mitarbeiter (1957) stellten im biologischen Test eine Zunahme der
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Oestrogenaktivität des Kuhharns bei Trächtigkeit fest. POPE und Mitarbeiter
(1957) isolierten in den letzten Trächtigkeitsmonaten aus Kuhharn Oestron und
Oestradiol-170(, KLYNE und WRIGHT (1959) ebenfalls Oestron und Oestradiol-
170(, nicht 17 ß-Oestradiol. ROMMEL und ROMMEL (1960) untersuchten nach der
von lTTRICH (1958) veröffentlichten Methode den Harn trächtiger Kühe, einmal
in 0,1 ml ungereinigtem Harn (Methode für Schwangerenurin) und daneben in
10 ml Harn nach Reinigung und Chromatographie. Beide Messungen erfolgten
fluorimetrisch im Chloroformauszug. Sie fanden in Übereinstimmung mit anderen
Autoren erst vom 4. Trächtigkeitsmonat ab eine erkennbare Zunahme der Oestro
gene im Harn mit starkem Anstieg bis zum 8. Monat, dann einen Rückgang und
nach dem 8. Monat wieder einen steilen Anstieg bis zur Geburt, bei der die
höchsten Werte festgestellt wurden. Die Werte aus den gereinigten Extrakten
liegen wesentlich niedriger als die aus dem ungereinigten Harn. Bis zum 3. Monat
überwiegt die Oestradiolfraktion, danach ist bis zur Geburt Oestron das am mei
sten ausgeschiedene Oestrogen. Auch Oestriol wurde immer gefunden. Die
Untersuchungen noch anderer Autoren mit verschiedenen Methoden haben alle
ähnliche Ergebnisse, wenn auch die Werte - wahrscheinlich durch die Bestim
mungsmethoden bedingt - stark differieren. Gemeinsam ist allen die Feststellung
einer merkbaren Zunahme der Oestrogene erst nach dem 3. Trächtigkeitsmonat
(McLAMPY und Mitarbeiter, 1959; EL ATTAR und TURNER, 1957; BERTRAND und
FERNEY, 1960;CoLE, 1950; O'MooRE, 1947; VELLE, 1958 und 1959; HAFEz
und ATTAR, 1955; GOBBA, 1953; s. auch Tab. 17 und 18).
Auch im Harn von Stieren wurde Oestron festgestellt (ZONDEK, 1934; MARKER,
1939). MARKER fand es aber auch bei Ochsen. VELLE (1957) stellte im Stierharn
in 24 Stunden 3,2-5,6 y Oestron und 14,4-21,6 y Oestradiol-17ß fest; NEHER
und WETTSTEIN (1960) fanden C -Steroide im Stierhodenextrakt.
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e) Ziege
Ähnliche Verhältnisse wie beim Rind wurden auch bei Ziegen gefunden. KÜST
(1934) und KÜST und VOGT (1934) konnten während der rd. 5 Monate dauernden
Trächtigkeit der Ziege erst nach 3 Monaten regelmäßig Oestrogene im Harn
nachweisen. TOCKHORN (1949) untersuchte Harn gravider Ziegen mit einem
abgewandelten CUBoNI-Verfahren. Er stellte eine individuell verschieden starke
unspezifische Fluoreszenz fest, die bei jedem untersuchten Tier im Anfang der
Trächtigkeit gemessen und später in Abzug gebracht werden mußte. Die Fluores
zenzintensität variierte stark bei den verschiedenen Tieren. KLYNE und WRIGHT
(1957) fanden im Harn trächtiger Ziegen 0,3 mg/Liter an Oestron und etwa
0,1 mI/Liter 170(-Oestradiol neben sehr viel Isoflavandiol. Oestradiol-17ß und
Oestriol konnten nicht nachgewiesen werden.
j) Schaj
Während KÜST (1934) bei tragenden und nichttragenden Schafen in keinem Fall
größere Hormonmengen im Harn finden konnte, stellten BAssET und SEWELL
(1951) im biologischen Test eine Oestrogenausscheidung während der Gravidität
fest, wie sie auch schon von WHITTEN (1943) beobachtet worden war.
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