Die vorliegende Untersuchung an noch legeinaktiven Hennen (n=116; Lohmann Classic
Brown) sollte mittels wiederholten Blutentnahmen vor, während und nach diversen
tierexperimentellen Eingriffen in den Energiestoffwechsel der Hennen (jeweils n≥10)
einen differenzierten Einblick in den Glucose- (und Energie-) Stoffwechsel und dessen
hormonale Regulation ermöglichen.
So wurden zu diesem Zweck unterschiedlich ausgeprägte katabole Stoffwechselsituationen
induziert: nüchtern (16 h) mehrtägig hungernd (96 h), mehrtägig hungernd (96 h) und
mittels mehrmaligen Phlorizininjektionen (0,4 g/kg LM s.c.) glucosuretisch.
In einem Tagesprofil (8:00-20:00) wurde der Konzentrationsverlauf von Glucose, von
Metaboliten des Fettstoffwechsels (FFS, ßHB) und des Proteinstoffwechsels (Harnsäure)
sowie von Insulin und Glucagon erstellt.
Ein während dieser katabolen Zustände jeweils durchgeführter i.v.-Glucosetoleranztest
(0,5 g/kg LM) sollte Einblick in die jeweils vorherrschende Glucoseelimination aus dem
Blut und in die dabei induzierten hyperglykämischen Auswirkungen auf die Ausschüttung
von Insulin und Glucagon ermöglichen.
Bei nüchternen Hennen sollte mittels i.v. Glucose-Mehrfachinjektionen (0,5 g/kg LM iv)
und der dadurch für zwei Stunden anhaltend erhöhten Glucoseverfügbarkeit im Blut deren
Auswirkungen auf die Konzentration der bereits genannte Metabolite und Hormone im
Blut dargestellt werden.
Um die Wirkung einer experimentell erhöhten Insulinverfügbarkeit im
Energiestoffwechsel, und zwar unbeeinflusst von einer exogenen Glucosezufuhr, bei
nüchternen und hungernden Tieren darstellen zu können, wurde Tolbutamid (20mg/kg
LM) i.v. injiziert und dessen Auswirkungen auf den Konzentrationsverlauf der bereits
genannten Metabolite und Hormone im Blut sowie auf die Glucoseelimination aus dem
Blut im Toleranztest untersucht.
Als Vergleichssituation für alle Ergebnisse bei den oben genannten tierexperimentellen
Maßnahmen diente der Nüchtern-Zustand (16 h) der Hennen.
Folgende Ergebnisse wurden erzielt:
4-tägiges Hungern führt im Tagesprofil zu einem tendenziellen Anstieg der Blutglucose
(12,09 mmol/l bei nüchternen Tieren vs 12,95 mmol/l bei hungernden Tieren) sowie zu
einer Erhöhung der Konzentrationen von Insulin (0,56 μg/l vs 1,32 μg/l) und Harnsäure
(214,9 μmol/l vs 321,7 μmol/l). Der Spiegel von ßHB (1,97 mmol/l vs 2,4 mmol/l) ist nurgeringfügig höher und der Spiegel der FFS (0,775 mmol/l vs 0,605 mmol/l) ist geringfügig
niedriger im Vergleich zu nüchternen Tieren, während der Glucagonspiegel (531,8 ng/l vs
510,7 ng/l) unverändert ist.
Eine durch Glucosurie verschärfte viertägige Hungersituation führt zu niedrigeren
Glucose- (12,23 mmol/l) und Insulinspiegeln (0,41μg/l), einem erhöhten FFS- (0,633
mmol/l) und Harnsäurespiegel (391,6 μmol/l) und einem stark erhöhten ßHB-Spiegel (6,55
mmol/l). Glucagon ist unverändert (497,3 ng/l).
Offensichtlich nutzen massiv hungernde Tiere nach 4 Tagen Hungern überwiegend
Fettreserven (FFS-Oxidation) als Energiequelle, wodurch der metabolische
Glucoseverbrauch erheblich reduziert werden kann. Dies zusammen mit einer deutlichen
Steigerung der Gluconeogenese aus Aminosäuren dürfte dazu beitragen, dass die
Glucosehomeostase auf Nüchtern-Niveau gehalten werden kann. Von hormoneller Seite
wird dies offensichtlich durch einen konstanten Glucagonspiegel bei gleichzeitiger
Insulinresistenz gefördert. Unterstützt wird diese Vorstellung eines durch die FFSOxidation
(hohe Ketogeneserate) getragenen Energiestoffwechsels und einer durch die
Gluconeogenese ganz maßgeblich getragenen Glucosehomeostase durch die Ergebnisse
der glucosuretisch verschärften Hungersituation.
Im Glucosetoleranztest bei nüchternen Hennen zeigt sich ein schneller Anstieg der
Glucose- (12,14 mmol/l auf 26,21 mmol/l) und der Insulin- (0,93 μg/l auf 4,1μg/l)
Konzentration im Blut sowie ein vorübergehender Abfall von Glucagon (547,6 ng/l auf
168,9 ng/l), FFS (0,609 mmol/l auf 0,318 mmol/l) und ßHB (0,91 mmol/l auf 0,48
mmol/l). Der Harnsäurespiegel ist unverändert. 4-tägiges Hungern ebenso wie
glucosuretisches Hungern verursacht eine signifikant verzögerte Glucoseelimination (T1/2
von 8,64 min auf 12,47 min bzw. 12,3 min). Die Lipolyse-hemmende Wirkung der
induzierten Hyperinsulinämie, erkennbar am Abfall des FFS-Spiegel, ist bei den
hungernden sowie den hungernden und glucosuretischen Tieren vermindert (52 % bzw.
59 %). Wegen der vorübergehenden i.v. erhöhten Glucoseverfügbarkeit sinkt der Spiegel
von ßHB bei hungernden Tieren auf das Nüchternniveau ab (25 %). Bei glucosuretischen
Tieren ist die iv-induzierte Glucoseverfügbarkeit zusätzlich belastet, so dass der stark
erhöhte ßHB-Spiegel nur mäßig (58 %) gesenkt wird. Der Harnsäurespiegel lässt sich bei
keinem der induzierten Stoffwechselzustände durch die Glucoseinjektion beeinflussen.
Eine durch Glucose-Mehrfachinjektionen erhöhte i.v. Glucoseverfügbarkeit bei nüchternen
Tieren verursacht im nachfolgenden Glucosetoleranztest ein erniedrigtes Insulinmaximum
(3,11 μg/l ), aber eine nur geringgradig verzögerte Glucoseelimination aus dem Blutplasma(T1/2 8,83 min vs 8,64 min). Im Vergleich zu ausschließlich nüchternen Hennen führen
wiederholte Glucosegaben zu einer Absenkung der Spiegel von ßHB und FFS. Auch der
Glucagonspiegel erfährt eine deutliche Absenkung.
Tolbutamid induziert ebenso wie beim Mensch auch beim Huhn eine vorübergehende
Hyperinsulinämie. Auch wenn im Vergleich zum Glucosestimulus das Insulinmaximum
schwächer ausgeprägt ist, wird im Hungerzustand doch ebenfaqlls eine Reduktion in der
Insulinantwort sichtbar im Vergleich zu nüchternen Tieren. Die gleichzeitige Senkung des
Blutzuckerspiegels ist nur mäßig (50 % des Ausgangswertes bei nüchternen Tieren, 58 %
bei hungernden Tieren). Trotz der geringeren Insulinausschüttung nach
Tolbutamidapplikation wird der Glucagonspiegel ähnlich wie im Glucosetoleranztest
abgesenkt. Eine zusätzliche hemmende Wirkung auf die Glucagonsekretion durch
Tolbutamid scheint möglich.
Der Spiegel der FFS im Blutplasma nach Tolbutamidgabe wird analog zu den Ergebnissen
nach Glucoseinjektion durch den jeweiligen Insulinkonzentrationsanstieg gesenkt, wobei
wiederum dieser Effekt bei den hungernden Tieren geringer ausfällt. Dies zusammen mit
der nur mäßigen Insulinwirkung auf den Glucosespiegel kann als weiterer Beleg für das
Vorhandensein einer Insulinresistenz im Hungerzustand gewertet werden. Der Befund,
dass der ßHB-Spiegel trotzt weitgehend unveränderter Glucoseverfügbarkeit nach 30 min
sinkt und erniedrigt bleibt, lässt eine Hemmung der Ketogenese durch Tolbutamid möglich
erscheinen.
Alle Ergebnisse werden unter Einbindung des bisher publizierten Kenntnisstandes zum
Energiestoffwechsel und dessen hormonaler Regulation beim Huhn diskutiert. Dabei
deuten viele Fakten, auch aus der vorliegenden Untersuchung, darauf hin, dass der
Stoffwechsel des Huhnes „Glucagon-getragen“ ist. So überschreiten im Blut die Spiegel
von Glucagon die von Insulin oftmals deutlich, was vermuten lässt, dass Vögel
normalerweise in einer katabolen, Glucose sparendenden Stoffwechselsituation leben,
vergleichbar mit der bei diabetischen, hungernden oder körperlich aktiven Säugetieren.
Wahrscheinlich resultiert aus dieser speziellen Stoffwechselsituation heraus der besonders
hohe Normal-Blutzuckerspiegel der Vögel und gleichzeitig die Fähigkeit, auch unter
diversen Belastungen des Energiehaushaltes (z.B. nüchtern, hungernd, glucosuretisch) den
Glucosespiegel unverändert hoch zu halten.