Equine Metabolic Syndrome : glucose and lipid metabolism in metabolically and endocrinologically diseased horses Insulin Dysregulation (ID) ist der zentrale Aspekt des Equinen Metabolischen Syndroms (EMS). Der Begriff ID fasst verschiedene Störungen der Insulinregulation zusammen. Zu diesen Störungen gehören eine basale oder pathologisch hohe postprandiale Hyperinsulinämie (HI) sowie eine periphere Insulinresistenz (IR). Die daraus resultierende HI geht mit einem erhöhten Risiko eine endokrinopathische Hufrehe zu entwickeln einher. Der Begriff Hufrehe beschreibt einen schmerzhaften entzündlichen Zustand innerhalb der Hufkapsel der die keratinisierte Epidermis und die Laminae der Dermis betrifft. Die zugrundeliegenden Pathomechanismen der ID sind noch immer nicht vollständig geklärt. Es wird angenommen dass Inkretine Hormone des Magen Darm Traktes eine Rolle in der Pathogenese einer ID spielen. Darüber hinaus könnten Veränderungen der Insulinsignalkaskade (ISK) wie sie bei Diabetes mellitus Typ 2 des Menschen zu beobachten sind mit der Entwicklung einer ID zusammenhängen. Aufgrund des erhöhten Risikos Insulin dysregulierter Pferde eine Hufrehe zu entwickeln sind zuverlässige und genaue Testmethoden zum Nachweis von ID unerlässlich. Zur Verfügung stehen sowohl basale als auch dynamische Testverfahren. Aufgrund der Komplexität der Störungen der Insulinhomöostase ist die klinische Zuverlässigkeit und Durchführbarkeit von basalen und intravenösen Tests im Vergleich zu oralen Tests jedoch fraglich. Ziel dieses Forschungsprojekts war es Schlüsselproteine der ISK sowie deren Phosphorylierungsgrad bei insulin dysregulierten (ID) und normoinsulinämischen (NON ID) Pferden unter basalen Bedingungen und nach Stimulation mit oraler Glukose und intravenös verabreichtem Insulin zu untersuchen. Zusätzlich wurde die Insulin und Glukoseantwort auf eine intravenöse Insulin und eine orale Glukosestimulation beschrieben um die klinische Anwendbarkeit eines modifizierten 2 Stufen Insulinstimulationstests (2 step IRT) zu untersuchen. Im ersten Teil der Studie wurden die totale Proteinexpression und das Ausmaß der Phosphorylierung von vier verschiedenen Schlüsselproteinen der ISK untersucht. Basierend auf den Ergebnissen des oralen Glukose Tests (OGT) wurden die Islandpferde hierfür in zwei Gruppen ID und NON ID unterteilt. Alle Pferde wurden in vivo mit oraler Glukose und intravenös verabreichtem porzinen Zinkinsulin stimuliert. Die Verabreichung von Glukose führte bei allen Pferden zu einer Hyperglykämie mit endogener Hyperinsulinämie. Die intravenöse Verabreichung von Insulin führte zu einer exogenen Hyperinsulinämie bei gleichzeitiger Euglykämie. Beide Stimulationen induzierten die Phosphorylierung des Insulinrezeptors β (InsR) im Leber und Fettgewebe aber nicht im Muskelgewebe. Die Stimulierung des InsR war dabei höher in ID Pferden. Im Lebergewebe konnte außerdem eine physiologische Abnahme der Phosphorylierung der AMP aktivierten Proteinkinase α (AMPK α) nach Verabreichung von Glukose gezeigt werden. Die Phosphorylierung der Protein Kinase B (PKB Akt) war nach oraler Glukosestimulation in allen Geweben erhöht nach intravenöser Insulingabe jedoch nur in Muskel und Fettgewebe. Interessanterweise konnte in besonderem Maße ein Unterschied in der Expression des „mechanistic Target of Rapamycin“ (mTOR) bei ID Pferden gezeigt werden. Im Lebergewebe zeigten ID Pferde unter basalen Bedingungen einen höheren Phosphorylierungsgrad als NON ID Pferde. Der Phosphorylierungsgrad nahm nach oraler Glukosestimulation ab wobei diese Abnahme im Vergleich zur basalen Expression bei ID und NON ID Pferden umgekehrt war. Darüber hinaus zeigten ID Pferde im Vergleich zu NON ID Pferden unter basalen Bedingungen eine höhere Expression von phosphoryliertem mTOR im Muskelgewebe. Zusammenfassend konnte gezeigt werden dass der komplexe Ablauf der ISK auch in ID Pferden erhalten ist. Nichtsdestotrotz konnten gewebe und stimulationsbedingte Unterschiede aufgezeigt werden. Die Hyperaktivierung des InsR bei ID Pferden wurde nicht in gleichem Maße auf die Post Rezeptor Kaskade übertragen was durch eine möglicherweise geringere Rezeptorempfindlichkeit erklärt werden kann. Die höhere mTOR Phosphorylierung bei ID Pferden die bereits unter basalen Bedingungen beobachtet wurde deutet außerdem darauf hin dass Veränderungen des Proteinstoffwechsels unabhängig von Insulin eine entscheidende Rolle in der Pathogenese von ID spielen könnten. Aufgrund der regulativen Rolle von mTOR für die Funktion angeborener Immunzellen könnte ID zusätzlich das Ergebnis eines pro inflammatorischen Zustands sein. Im zweiten Teil dieser Untersuchung wurde die diagnostische Zuverlässigkeit eines modifizierten 2 step IRT bewertet und mit einem OGT verglichen. Der 2 step IRT wurde hierfür mit einem in der Veterinärmedizin zugelassenen porzinen Zinkinsulin durchgeführt. Der OGT wurde als Referenztest festgelegt da dieser Test die Glukose und Insulindynamik nach oraler Aufnahme von Kohlenhydraten nachahmt und somit eine ID auf direkte oder indirekte Weise nachweisen kann. Außerdem kann durch orale Testverfahren die vermutete Beteiligung von Inkretinen und folglich einer erhöhten pankreatischen Insulinproduktion simuliert werden. Der 2 step IRT wurde zum Nachweis von IR unter klinischen Bedingungen entwickelt und wird auch zur Diagnostik einer ID empfohlen. Insulinresistenz ist jedoch nur ein Aspekt von ID und die Zuverlässigkeit eines solchen Tests bleibt fraglich wenn es darum geht Pferde mit einem Risiko für die Entwicklung einer endokrinopathischen Hufrehe zu identifizieren. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigten eine ähnliche Glukosereduktion bei ID und NON ID Pferden innerhalb der ersten 30 Minuten des 2 step IRT. Darüber hinaus konnten keine Unterschiede in der prozentualen Abnahme der ...