Investigations to modified exogenous creatinine clearance after oral or subcutaneous administration to dogs

Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis, Lebenslauf 1\. Einleitung und Aufgabenstellung 2\. Literaturübersicht 3\. Eigene Untersuchungen 4\. Diskussion 5\. Zusammenfassung 6\. Summary 7\. LiteraturverzeichnisTiere und Versuchsanstellung: Die Untersuchungen erfolgten an n = 29 Hunden unterschiedlicher Rassen mit einem Alter von 2 bis 11 Jahren. Mit Hilfe der Plasma-Clearance (P-CL) von exogen zugeführtem Kreatinin wurde die glomeruläre Filtrationsrate (GFR) der Tiere bestimmt. Kreatinin erhielten die Tiere als Marker (a) oral oder (b) subcutan verabreicht. Die Hunde waren entweder im (1) nüchternen oder (2) gefütterten Zustand. Anhand des bekannten Indikators Xylose wurde das intestinale Absorptionsverhalten von Kreatinin vergleichend geprüft. Ergebnisse: Nach oraler Applikation der Markersubstanz Kreatinin konnten folgende Resultate ermittelt werden: 1\. Im Nüchtern- Zustand der Hunde konnte der Bereich zwischen 2,5 und 19,5 Stunden und nach Fütterung zwischen 3 und 19,5 Stunden nach Applikation des Markers bestimmt werden, in denen Kreatinin monoexponenziell ausgeschieden wird. In diesem Zeitfenster erreichte der Medianwert (M) der Exponenten β in den Versuchsgruppen Werte von -0,0027 bis -0,0048 im Nüchtern- Zustand und von -0,0008 bis -0,0045 im gefütterten Zustand. Nach subcutaner Applikation der Markersubstanz Kreatinin konnten folgende Resultate ermittelt werden: 2\. Im Nüchtern- Zustand der Hunde konnte der Bereich von 3 bis 9 Stunden (M von β= -0,0040 bis -0,0052) und nach Fütterung von 1,5 bis 12 Stunden (M von β= -0,0051 bis -0,0065) nach Gabe des Markers als der Bereich der monoexponenziellen Ausscheidung des Kreatinins bestimmt werden. Durch die zeitgleiche orale Gabe der Markersubstanzen Kreatinin und Xylose an dieselben Hunde konnte das intestinale Absorptionsmuster der beiden Testsubstanzen untersucht werden. Folgendes Ergebnis wurde festgestellt: 3\. Der Zeitpunkt der maximalen Serum- [Kreatinin] (tmax,Kreatinin) wurde im Nüchtern-Zustand und nach Fütterung der Hunde zwischen 0,5 und 3 h später erreicht, als die gleichfalls ermittelten Werte der maximalen Serum- [Xylose] (tmax,Xylose) derselben Tiere. Dies lässt einen unterschiedlichen enteralen Absorptionsmechanismus beider Substanzen vermuten. Bekanntlich wird Xylose im Duodenum und oberen Jejunum passiv sowie aktiv durch ein enterales Transportsystem für Zuckermoleküle transportiert. Die Ergebnisse für das Kreatinin lassen eine Absorption der Substanz durch die Mukosa in einem distal gelegenen Darmabschnitt vermuten. Weiterhin kann angenommen werden, dass intraluminales Kreatinin das natriumabhängige Transportsystem für Kreatin zur enteralen Absorption nutzt. Wie bei der Markersubstanz Xylose, existiert neben dem erwähnten Aktivtransport vermutlich auch ein Passivtransport für Kreatinin. Es sei an dieser Stelle daran erinnert, dass Kreatinin die Muskelzelle durch einfache Diffusion verlassen kann. Mit Hilfe der ausgewählten Zeiträume für die monoexponenzielle Ausscheidung von exogen zugeführtem Kreatinin wurde die GFR mittels einem �Nichtkompartiment- Modell� als PCLKreatinin, exogen berechnet. Folgende Daten konnten ermittelt werden: 4\. Nach Applikation im Nüchtern-Zustand ergaben sich bei den Versuchs- und Feldtieren Werte zwischen 99,8 ± 19,53 und 113,7 ± 11,5 2 1 m min ml − − ⋅ ⋅ . Diese Befunde liegen nahe den in der Literatur mitgeteilten Angaben. 5\. Für die GFR im gefütterten Zustand der Hunde ergaben sich Werte zwischen 98,3 ± 12,07 und 131,6 ± 27,78 2 1 m min ml − − ⋅ ⋅ . 6\. Die Wahl der Applikationsart und des Fütterungszustandes der Versuchstiere nimmt einen nachweisbaren Einfluss auf die nach unserem Verfahren ermittelten GFR-Werte und auf die zugehörigen Exponenten β im monoexponenziellen Teil der Ausscheidungskurve des Kreatinins. Die Werte der GFR (117,5 ± 14,03 2 1 m min ml − − ⋅ ⋅ ) und der zugehörigen Exponenten β nach subcutaner und oraler Applikation (131,6 ± 27,78 2 1 m min ml − − ⋅ ⋅ ) im Fütterungszustand unterscheiden sich statistisch signifikant. Keine statistisch erfassbaren Unterschiede konnten für die GFR- Werte (113,7 ± 11,5 2 1 m min ml − − ⋅ ⋅ ) und Exponenten β nach subcutaner und oraler Applikation (99,8 ± 19,53 2 1 m min ml − − ⋅ ⋅ ) der Markersubstanz Kreatinin im Nüchtern-Zustand nachgewiesen werden. Die Exponenten β unterscheiden sich statistisch nachweisbar nach subcutaner Verabreichung von Kreatinin im Fütterungs-Zustand vom ungefütterten Zustand der Probanden. Dieser Befund unterstreicht Angaben in der Literatur, wonach postprandial die Nierentätigkeit deutlich ansteigt. Um den oft unbekannten Einfluss von Nahrungsaufnahme auf die Ermittlung der GFR auszuschließen, ist unter Praxisbedingungen der renale Funktionstest im Nüchtern-Zustand der Probanden durchzuführen. Die Applikation des exogenen Kreatinins im ungefütterten Zustand ist nach den Ergebnissen dieser Arbeit oral und subcutan möglich. Eine Messung der Serum- [Kreatinin] in den Nachtstunden sollte unterbleiben, da die GFR in dieser Zeit bis zu 30 % unter der Tagesnorm liegen kann. Um den Funktionstest innerhalb eines Tages abschließen zu können, sind als Zeitpunkte für die Blutabnahmen 3 und 12 Stunden nach oraler und 3 und 9 Stunden nach subcutaner Markerzufuhr empfehlenswert. Eine dritte Blutprobe innerhalb dieser Zeiträume ist notwendig, um die Anpassung der drei gemessenen Serum-[Kreatinin] an die Regressionsgerade in der halblogarithmischen Darstellung validieren zu können. Liegt das Βestimmtheitsmaß im Nüchtern- Zustand der Hunde unter R2 < 0,994 nach oraler Markergabe bzw. R2 < 0,997 nach subcutaner Verabreichung des Kreatinins, ist der Funktionstest besser zu wiederholen. Für die Applikation des Markers Kreatinin an die Hunde existieren praktisch vorteilhaft mindestens zwei Möglichkeiten. Sowohl die orale Zufuhr in Tablettenform als auch die subcutane Applikation mit 5 %-iger Lösung führten zu vergleichbaren Werten der GFR bei den Tieren. Hinzu kommt die klassische intravenöse Gabe von exogen zugeführtem Kreatinin zur Bestimmung der renalen Ultrafiltration.Animals and experimental design 29 dogs of different breeds, aged from 2 to 11 years old, were under examination. The glomerular filtration rate was determined using the plasma clearance (P-Cl) of exogenously applied creatinine. The creatinine was administered to the animals as a marker either (1) orally or (2) subcutaneously. At the time of administration, the dogs were either (1) fasting or (2) had just been fed. The study examined intestinal absorption of creatinine based on the absorption of the known indicator xylose. Results: The results listed occured after oral administration of creatinine: 1\. Mono-exponential excretion of the substance creatinine occured after a time period between 2.5 to 19.5 hours after marker application from unfed dogs and after a time period between 3 to 19.5 hours from fed dogs. During this time frame the median (M) of the β exponents was between -0.0027 and -0.0048 in fasting dogs and -0.0008 and 0.0045 in dogs that had been fed. The following results occured after subcutaneous administration of creatinine: 2\. The mono-exponential excretion of creatinine was observed during a period ranging from 3 to 9 hours (M of β = -0.0040 to -0.0052) when the animals were fasting, and during a period of between 1.5 to 12 hours (M of β -0.0051 to -0.0065) where the animals had just been fed. The simultaneous administration of creatinine and xylose to the same animals facilitated the comparison of the intestinal absorption specimen of both substances. The following results were thereby ascertained: 3\. The point of time of maximal serum- [creatinine] (tmax,creatinine) was reached between 0.5 and 3 hours later than the maximal serum- [xylose] (tmax,Xylose) for the same animals, which can be attributed to a different enteric absorption mechanism of both substances. It is a generally known fact that xylose is absorbed passively in the duodenum and in the upper jejunum in addition to being transported actively by an enteric transport system for sugar molecules. The results of this examination would appear to indicate an absorption of creatinine through the mucosa in a distal segment of the gut. Moreover, it is possible that creatinine in the intestine uses the sodium-dependent transport system for enteric absorption. This would appear to indicate that passive and active transport systems exist for both creatinine and xylose. It is worth pointing out at this juncture that creatinine can leave the muscle cells by simple diffusion. The GFR was calculated as P- CLcreatinine,exogen using a �non-compartimental model� with the help of the selected timeframes for the mono-exponential excretion of exogenously supplied creatinine. The following findings were thereby ascertained: 4\. Following the administration of creatinine to fasting animals, the determined values ranged from 99.8 ± 19.53 to 113.7 ± 11.5 ml/min/m2 body surface area. These findings are similar to those mentioned in the literature. 5\. After feeding, the GFR was found to lie between 98.3 ± 12.07 and 131.6 ± 27.78 ml/min /m2 body surface area. 6\. The choice of application method and the feeding status of the animals exert a discernible influence on the GFR values and the and the associated exponent β in the mono- exponential section of the excretion curve for creatinine. The GFR values (117.5 ± 14.03 ml/min/m2 body surface area) and the associated exponent β were found to differ significantly following subcutaneous and oral administration (131.6 ± 27.78 ml/min/m2 body surface area) after feeding. No statistical difference was found for the GFR values (113.7 ± 11.5 ml/min/m2 body surface area) and exponents β following the subcutaneous and oral administration (99.8 ± 19.53 ml/min/m2 body surface area) of creatinine to fasting animals. The exponents β differ statistically depending on whether creatinine is administered subcutaneously to animals that are fasting or have just been fed. These findings support those in the literature, indicating that renal activity is distinctly higher after feeding. In practice, the renal function test must be carried out on subjects who are fasting in order to exclude the frequently unknown influence of feeding on the determination of the GFR. According to the findings of this analysis, the administration of exogenous creatinine to fasting animals can be done either orally or subcutaneously. The measurement of serum [creatinine] levels should not be conducted at night, as the GFR can be up to 30 per cent below the daily norm. It is recommended to take blood samples 3 to 12 hours following the oral administration and 3 to 9 hours following the subcutaneous administration of the marker in order to conclude the renal function test within a day. A third blood sample must be taken within this timeframe to validate the three measured serum-[creatinine] on the regression line in the semi-logarithmic description. If the coefficient of determination in fasting animals after oral administration of the marker is under R2 < 0.994 and after subcutaneous administration of creatinine under R2 < 0.997, the renal function test must be repeated. There are at least two advantageous possibilities for applying creatinine to dogs - both the oral administration in the form of tablets as well as the subcutaneous administration of a 5 per cent solution of creatinine result in comparable amounts of GFR in the animals. The classic intravenous administration of exogenous creatinine to determine renal ultra- filtration should also be mentioned here