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Tierärztliche Hochschule Hannover
Pharmakokinetik einer Methadondauertropfinfusion und
deren Auswirkungen auf den thermischen und
mechanischen nozizeptiven Schwellenwert sowie adverse
Effekte beim Hund
INAUGURAL – DISSERTATION
zur Erlangung des Grades
eines Doktors der Veterinärmedizin
- Doctor medicinae veterinariae -
( Dr. med. vet. )
vorgelegt von
Thomas Amon
Heilbronn
Hannover 2017
Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. Sabine Kästner,
Klinik für Kleintiere
Dr. Julia Tünsmeyer,
Klinik für Kleintiere
1. Gutachter: Prof. Dr. Sabine Kästner
2. Gutachter: Prof. Dr. Peter Stadler
Tag der mündlichen Prüfung: 15.05.2017
Ulrike Maria Amon, geb. Henneberger
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung ......................................................................................................... 11
2 Literaturübersicht ............................................................................................ 13
2.1 Schmerz .................................................................................................... 13
2.1.1 Schmerz und Nozizeption .................................................................. 13
2.1.2 Schmerzkategorien ............................................................................. 13
2.1.3 Schmerzentstehung, -weiterleitung und -modulation...................... 14
2.1.4 Periphere und zentrale Schmerzsensibilisierung ............................ 18
2.1.5 Opioid-induzierte Hyperalgesie ......................................................... 19
2.1.6 Auswahl von Analgetika ..................................................................... 20
2.2 Opioide ...................................................................................................... 21
2.2.1 Pharmakodynamik .............................................................................. 22
2.2.1.1 Nebenwirkungen .......................................................................... 22
2.2.1.1.1 Atemdepression ...................................................................... 22
2.2.1.1.2 Sedative Eigenschaften .......................................................... 22
2.2.1.1.3 Effekte auf die Thermoregulation .......................................... 23
2.2.1.1.4 Kardiovaskuläre Effekte ......................................................... 23
2.2.1.1.5 Auswirkungen auf die Diurese ............................................... 24
2.2.1.1.6 Antitussive Effekte .................................................................. 24
2.2.1.1.7 Gastrointestinale Effekte ........................................................ 24
2.2.1.1.7.1 Vomitus und Nausea ........................................................ 24
2.2.1.1.7.2 Motilität, Sekretion, Sphinktertonus ............................... 25
2.2.1.1.8 Toleranz und Abhängigkeit .................................................... 26
2.2.2 Methadon ............................................................................................. 26
2.2.2.1 Analgetische Wirkung .................................................................. 26
2.2.2.2 Anwendungsgebiete und Darreichungsformen ......................... 27
2.2.2.3 Pharmakokinetik ........................................................................... 28
2.2.2.4 Opioide als Dauertropfinfusion (DTI) .......................................... 29
2.3 Nozizeptive Schwellenwertmessung ...................................................... 30
2.3.1 Auswahl des Testsystems ................................................................. 30
2.3.2 Mechanische Stimulation ................................................................... 32
2.3.3 Thermische Stimulation ..................................................................... 33
3 Material und Methode ...................................................................................... 35
Inhaltsverzeichnis
3.1 Studiendesign ........................................................................................... 35
3.2 Tiere ........................................................................................................... 35
3.3 Instrumentierung ...................................................................................... 36
3.3.1 Mechanisches Stimulationsgerät ...................................................... 37
3.3.2 Thermisches Stimulationsgerät ......................................................... 37
3.4 Medikation................................................................................................. 39
3.5 Nozizeptive Reizschwellenbestimmungen ............................................. 40
3.5.1 Mechanische Stimulation (MS) .......................................................... 40
3.5.2 Thermische Stimulation (TS) ............................................................. 40
3.6 Bestimmung der Plasmakonzentration .................................................. 41
3.7 Herz-Kreislauf, Atmung, Temperatur ...................................................... 43
3.8 Verhaltensscores (VhS ) .......................................................................... 44
3.9 Magen-Darm-Passagezeit ........................................................................ 45
3.10 Weitere adverse Effekte ........................................................................... 45
3.11 Statistische Auswertung ......................................................................... 45
3.12 Zeitstrahl ................................................................................................... 46
3.13 Materialliste............................................................................................... 48
4 Ergebnisse ....................................................................................................... 49
4.1 Nozizeptive Tests ..................................................................................... 49
4.1.1 Mechanische Schwellenwerte ............................................................ 49
4.1.2 Thermische Schwellenwerte .............................................................. 50
4.1.2.1 Hauttemperatur ............................................................................. 50
4.1.2.2 Thermischer Schwellenwert ........................................................ 52
4.1.2.3 Delta T ........................................................................................... 53
4.1.2.4 prozentuale thermische Abweichung ......................................... 54
4.2 Pharmakokinetik ....................................................................................... 56
4.3 Vitalparameter .......................................................................................... 60
4.3.1 Atemfrequenz ...................................................................................... 61
4.3.2 Herzfrequenz ....................................................................................... 63
4.3.3 Blutdruck ............................................................................................. 64
4.3.3.1 Systolischer arterieller Blutdruck (SAD) .................................... 64
4.3.3.2 Mittlerer arterieller Blutdruck (MAD) ........................................... 66
4.3.3.3 Diastolischer arterieller Blutdruck (DAD) ................................... 66
4.3.4 Rektaltemperatur ................................................................................ 67
Inhaltsverzeichnis
4.4 Verhaltensscore ....................................................................................... 68
4.4.1 Einfacher deskriptiver Score ............................................................. 68
4.4.2 Multimodales Scoringsystem ............................................................ 69
4.5 Magendarmpassagezeit ........................................................................... 71
4.6 Weitere adverse Effekte ........................................................................... 71
5 Diskussion ....................................................................................................... 72
5.1 Zusammenfassung und Ausblick ........................................................... 80
6 Zusammenfassung .......................................................................................... 82
7 Summary .......................................................................................................... 84
8 Literaturverzeichnis ........................................................................................ 86
9 Anhang ............................................................................................................. 98
9.1 Anhang 1: Verhaltensscore nach Egger et al. (2007): ............................... 98
9.2 Anhang 2: multimodales Scoringsystem nach Hofmeister et al. (2010): ... 98
Abkürzungsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
% TE prozentuale thermische Abweichung
% Prozent
(R) R/S Nomenklatur – im Uhrzeigersinn
(S) R/S Nomenklatur- gegen den Uhrzeigersinn
§ Paragraph
® eingetragene Marke
°C Grad Celsius
µ mü
µg Mikrogramm
µm Mikrometer
A. Arteria
Abb. Abbildung
ADH Antidiuretisches Hormon
AF Atemfrequenz
AG Aktiengesellschaft
AMPA [2-amino-3- (3-hydroxy-5-methyl-isoxazol-4-yl) propanoic acid]
ANOVA Varianzanalyse
AUC Area under the curve
BD Blutdruck
BL Baseline
bspw. beispielsweise
BtMG Betäubungsmittelgesetz
BW Basalwert
ca. circa
cAMP zyklisches Adenosinmonophosphat
Cl Clearance
Cmax. maximale Konzentration
CRI constant rate infusion
DAD diastolischer arterieller Druck
DTI Dauertropfinfusion
EEG Elektroenzephalogramm
GABA Gamma-aminobutyric acid
Abkürzungsverzeichnis
GC Gaschromatographie
ggf. gegebenenfalls
GmbH Gesellschaft mit beschränkter Haftung
G-Protein Guanosintriphosphat bindendes Protein
h Stunde
HF Herzfrequenz
i.m. intramuskulär
i.v. intravenös
Inc. Incorporated
kg Kilogramm
KGW Körpergewicht
KGaA Kommanditgesellschaft auf Aktien
l Liter
LAVES niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und
Lebensmittelsicherheit
M Methadon
MAD mittlerer arterieller Druck
mg Milligramm
min Minute
ml Milliliter
mm Millimeter
mmHg Millimeter Quecksilbersäule
MRT mean residence time
Ms Massenspektrometrie
MS mechanische Stimulation
MT mechanical threshold
N Newton
ng Nanogramm
NMDA N-Methyl-D-Aspartat
n.s. nicht signifikant
NS nozizeptiv spezifisch
p Signifikanzwert
P Placebo
PAG periaquäduktales Grau
Abkürzungsverzeichnis
pCO2 Kohlenstoffdioxidpartialdruck
s Sekunde
s.c. subkutan
s.u. siehe unten
SAD systolischer arterieller Druck
SD Standardabweichung
Substanz P Substanz Powder /Pain
t1/2 Halbwertszeit
TC cut-out Temperatur
Temp Temperatur
TH Hauttemperatur
TR Reaktionstemperatur
TS thermische Stimulation
TT thermal threshold
V. Vena
V1 Vasopressin-1
Vd Verteilungsvolumen
VhS Verhaltensscore
WDR wide dynamic range
z. B. zum Beispiel
ZVK zentraler Venenkatheter
α Alpha
β Beta
δ Delta
ΔT Delta Temperatur
κ Kappa
Einleitung
11
1 Einleitung
Opioide stellen die stärksten systemisch verabreichten Analgetika dar, die der
Medizin zur Verfügung stehen und nehmen beim Hund vor allem in der
perioperativen Anwendung eine wichtige Rolle ein. Jedoch sind sie gleichzeitig mit
dosisabhängigen Nebenwirkungen verbunden, wie Bradykardie, Atemdepression,
Sedation, Thermoregulationsstörung und Beeinträchtigung des Magendarmtrakts
(KUKANICH u. PAPICH 2009).
Methadon ist eines der am häufigsten verwendeten Opioid-Analgetika in der
Veterinärmedizin in Deutschland, da es in Form des linksdrehenden Enantiomers
Levomethadon in fixer Kombination mit einem Anticholinergikum seit langer Zeit für
Hund und Pferd als Arzneimittel zugelassen ist und in dieser Form vor allem in der
Anästhesie-Prämedikation verwendet wird. Weiterhin ist seit einiger Zeit auch das
Razemat als Veterinärprodukt für Hund und Katze zur Therapie starker Schmerzen
zugelassen. Besonders interessant an Methadon für die Schmerztherapie ist, dass
es sich noch durch weitere Wirkungsmechanismen neben der Opioidwirkung am µ-
Rezeptor auszeichnet. Durch antagonistische Wirkungen an NMDA (N-Methyl-D-
Aspartat)- und nikotinergen Acetylcholinrezeptoren sowie durch eine Serotonin- und
Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmung besitzt es weitere analgetische bzw.
antihyperalgetische und schmerzmodulierende Effekte (CODD et al. 1995; GORMAN
et al. 1997; XIAO et al. 2001). Besonders aufgrund des NMDA-Rezeptor-
Antagonismus ist Methadon vermehrt in das Interesse der Schmerztherapie getreten,
da dieser in der Prävention und Therapie von neuropathischen Schmerzen und
zentraler Schmerzsensibilisierung eine wichtige Rolle spielt (FOLEY 2003;
LEMBERG et al. 2006). Auch führt Methadon zur Prävention von Morphintoleranz
und kann die NMDA-induzierte Hyperalgesie durch seine Wirkung als NMDA-
Antagonist blockieren (DAVIS u. INTURRISI 1999).
Zur postoperativen Analgesie wird es intravenös (i.v.), intramuskulär (i.m.) oder
subkutan (s.c.) spezies- und dosisabhängig in 4-6 stündigen Abstand als Bolus
verabreicht. Mehrfache subkutane und intramuskuläre Injektionen sind jedoch mit
wiederholten Injektionsschmerzen für das Tier verbunden. Weiterhin werden durch
wiederholte Bolusgaben fluktuierende Plasmaspiegel erzielt. Nach der Bolusgabe
folgt zunächst ein Plasmapeak, der potenziell zu höheren Nebenwirkungen führen
kann. Später besteht dagegen die Gefahr, dass kurz vor der nächsten Bolusgabe die
Einleitung
12
Plasmakonzentration unter den therapeutischen Spiegel abfällt (FREY 2002). Daher
werden viele Opioide, wie z.B. das nach Bolusgabe nur kurz wirksame Fentanyl, aber
auch länger wirksame Opioide wie Morphin, bereits als Dauertropfinfusionen (DTI)
verabreicht, um konstantere Plasmaspiegel zu erzielen. Neben geringer
ausgeprägten Nebenwirkungen ist das Ziel dabei auch eine bessere kurzfristige
Anpassungsmöglichkeit an sich ändernde Schmerzzustände sowie gegebenenfalls
die Reduktion der Gesamt-Tagesdosis (DYSON 2008). Daher war das Ziel dieser
Studie die Evaluation einer Methadondauertropfinfusion in einer empirisch
bestimmten Dosis hinsichtlich kutaner Antinozizeption im akuten Schmerzmodell und
die Detektion möglicher adverser Effekte.
Zweites Studienziel war es, die Methadon-DTI hinsichtlich möglicher Akkumulation zu
beurteilen und pharmakokinetische Daten zu erheben bzw. diese in Korrelation zu
einer antinozizeptiven Wirkung zu setzen. Pharmakokinetische Daten in Kombination
mit der Erfassung nozizeptiver Schwellenwerte existieren nach Wissen des Autors
bislang für den Hund nur nach einmaliger i.m. Bolusgabe des Enantiomers
Levomethadon in Kombination mit einem Anticholinergikum (HOFFMANN et al.
2012).
Literaturübersicht
13
2 Literaturübersicht
2.1 Schmerz
2.1.1 Schmerz und Nozizeption
Bei Nozizeption handelt es sich um die neuronale Reaktion auf einen noxischen
Stimulus. Sie reicht somit von der Erfassung eines noxischen Stimulus bis zur
Transmission dieser Information zum Gehirn. Schmerz ist hingegen ein komplexer
Prozess des Gehirns aufgrund von nozizeptiven aber auch anderen sensorischen
Eindrücken auf kortikaler Ebene und ist somit von der „International Association for
the Study of Pain“ definiert als „unangenehme sensorische oder emotionale
Erfahrung, die mit einer tatsächlichen oder potentiellen Schädigung von Gewebe im
Zusammenhang steht oder im Sinne einer solchen Schädigung beschrieben wird“
(BOYD et al. 2011). Damit können Tiere per definitionem nur bei Bewusstsein
Schmerzen erleben. Weiterhin sind autonome Bahnen und tiefere Zentren des
Gehirns mit Emotionen und Gedächtnis beteiligt (EPSTEIN et al. 2015).
2.1.2 Schmerzkategorien
Schmerz kann in verschiedene Kategorien eingeteilt werden. Zum einen wird
anatomisch zwischen somatischem und viszeralem Schmerz unterschieden. Zum
anderen ist eine zeitliche Einteilung in akuten oder chronischen Schmerz üblich,
wobei eine klare Abgrenzung schwierig sein kann. Akuter Schmerz wird zumeist als
Schmerz definiert, der während der zu erwartenden Dauer von Entzündung und
Heilung auftritt und/oder über einen bestimmten Zeitrahmen von Tagen, Wochen
oder bis zu 3 Monate nach dem noxischen Stimulus vorliegen kann (LAMONT et al.
2000; EPSTEIN et al. 2015; MCKUNE et al. 2015). Darüber hinaus anhaltende
Schmerzzustände, insbesondere nach Abheilung des primären Schadens, Ablauf
einer bestimmten Frist (häufig 3 Monate) oder Abnehmen und Wiederkehren, werden
als chronische Schmerzen definiert (LAMONT et al. 2000; EPSTEIN et al. 2015;
MCKUNE et al. 2015). Weiterhin kann eine ursächliche Einteilung vorgenommen
werden. Hierbei wird zwischen nozizeptiven, entzündlichen und pathologischen
Schmerz unterschieden. Der nozizeptive Schmerz ist Folge der Aktivierung
neuronaler Rezeptoren durch eine Noxe (bspw. chirurgische Inzision, Trauma, Hitze
Literaturübersicht
14
oder Kälte). Entzündlicher Schmerz ist Folge einer Aktivierung des Immunsystems
aufgrund einer Verletzung oder Infektion. Pathologischer Schmerz, auch
maladaptiver Schmerz genannt, entsteht nach molekularen, zellulären und
mikroanatomischen Umbauprozessen (periphere und zentrale Sensibilisierung)
(LEMKE 2004).
Neuropathischer Schmerz ist eine Form des pathologischen Schmerzes und stellt
Schmerzen aufgrund einer Primärläsion oder Erkrankung des somatosensorischen
Nervensystems dar (BOYD et al. 2011). Beispiele aus der Humanmedizin hierfür sind
Phantomschmerzen nach einer Amputation oder die postherpetische Neuropathie.
Diese Primärläsionen oder Erkrankungen bedingen vielfältige Veränderungen im
peripheren oder zentralen Nervensystem, wobei verletzte Nervenfasern spontan
feuern oder hyperresponsiv auf noxische und auch nicht-noxische Reize reagieren
können (s. u.).
Die Diagnose neuropathischer Schmerz ist in der Tiermedizin generell schwierig und
wenig beschrieben, wobei davon auszugehen ist, dass auch Tiere klinisch unter
neuropathischen Schmerzen leiden können (MCKUNE et al. 2015).
2.1.3 Schmerzentstehung, -weiterleitung und -modulation
Die Schmerzentstehung und -weiterleitung wird in fünf verschiedene Stufen unterteilt:
Transduktion, Transmission, Modulation, Projektion und Perzeption (MUIR 2009).
Bei der Transduktion wird der noxische Stimulus in ein elektrisches Signal
umgeformt. Dieser kann mechanischer (Druck oder Schnitt), thermischer (Wärme,
Kälte) oder chemischer (entzündlicher) Natur sein. Es gibt sowohl polymodale
afferente sensorische Neuronen, die verschiedene Signale aufnehmen können, als
auch modalitätssensitive afferente Neurone. Bei der Transduktion nehmen
spezifische Proteinmoleküle oder Rezeptoren in der Peripherie von primär
nozizeptiven Neuronen den noxischen Stimulus wahr und initiieren durch
Konformationsänderungen die Umformung des noxischen Stimulus in ein
elektrisches Signal (BABOS et al. 2013).
Dieses Signal wird dann vom afferenten Neuron zum Dorsalhorn des Rückenmarks
weitergeleitet (Transmission). Hierbei unterscheidet man verschiedene Nervenfasern.
Für Schmerz verantwortlich sind die Aδ- und C-Fasern. Aδ-Fasern werden auch als
Literaturübersicht
15
schnelle Schmerzfasern bezeichnet, haben einen größeren Durchmesser (2-5 µm),
besitzen eine Myelinscheide und sind für den ersten, mechanischen und thermischen
Schmerz zuständig. Im Gegensatz dazu besitzen C-Fasern keine Myelinscheide,
haben einen kleineren Durchmesser (0,3-1,3 µm) und sind somit langsamere
Schmerzfasern. Sie übermitteln mechanische, thermische und chemische Reize,
verstärken den ersten Schmerz durch die Aδ-Fasern und spielen besonders bei
anhaltendem Stimulus eine wachsende Rolle (LAMONT et al. 2000). Aα- und Aβ-
Fasern übermitteln normalerweise nicht-noxische Signale wie Vibrations- oder
Berührungsreize, können aber während einer Entzündung oder nach Abheilung
traumatischer Gewebe verändert werden und zu abnormalen
Schmerzwahrnehmungen (s.u.) führen (BABOS et al. 2013). Neben der Übermittlung
von nozizeptiven Signalen kommt es bei manchen afferenten Neuronen zusätzlich
zur Abgabe von Substanzen, die entweder, wenn keine Verletzung vorliegt, die
normale Gewebeintegrität vermitteln oder zur positiven Feedbackschleife der
Entzündungskaskade beitragen (BABOS et al. 2013).
Im Dorsalhorn des Rückenmarks formt das primär afferente Neuron Synapsen mit
Interneuronen, propriospinalen Neuronen und sekundären Neuronen. Alle drei
Komponenten interagieren miteinander und tragen zur Verarbeitung der nozizeptiven
Signale bei (LAMONT et al. 2000). Interneurone werden zumeist in exzitatorische
und inhibitorische Subtypen unterteilt und nehmen dadurch Einfluss auf die rostrale
Schmerzweiterleitung Richtung Gehirn. Sie sind daher stark an der Modulation von
nozizeptiven Reizen beteiligt (s.u.). Die propriospinalen Neuronen, welche sich über
multiple spinale Segmente ausdehnen, sind Teil eines Reflexbogens über das
Ventralhorn des Rückenmarks und bedingen beispielsweise das Zurückziehen der
Hand von der heißen Herdplatte, bevor bewusst der Schmerz wahrgenommen
wurde. Die sekundären Neurone projizieren das nozizeptive Signal entlang des
Rückenmarks zu supraspinalen Zentren in Mittelhirn und Cortex (LAMONT et al.
2000). Die Weiterleitung erfolgt hier einmal über eine rasche Übertragung durch
Liganden gesteuerte Ionenkanäle, als auch über langsamere metabotropische Wege
(BABOS et al. 2013).
Diese projizierenden Neurone können wiederum in drei Subtypen klassifiziert
werden. Nozizeptiv-spezifische (NS) Neurone befinden sich hauptsächlich in Lamina
Literaturübersicht
16
I des Dorsalhorns und sind langsam erregbare Fasern, die ihre Signale sowohl von
Aδ- als auch C-Fasern erhalten. Sie sind somatotopisch angeordnet und bilden somit
nur diskrete topographische Areale ab.
Den zweiten Subtyp bilden die „wide dynamic range“ (WDR) Neurone, die sich in
Lamina V konzentrieren. Diese erhalten ihren Input neben Mechanozeptoren mit
geringer Reizschwelle auch von Nozizeptoren und erhalten konvergent tiefe und
viszerale Signale. Auch wenn sie somit weitgefächerte Reize erhalten, sind WDR
Neurone diejenigen mit der stärksten Antwort auf noxische Stimuli und ihre selektive
Aktivität ist in der Lage, eine schmerzvolle Erregung herbeizuführen (STAMFORD
1995; LAMONT et al. 2000; KLINCK u. TRONCY 2016).
Die dritte Gruppe besteht aus Komplex-Neuronen, die weniger gut untersucht und in
Lamina VII zu finden sind. Ihr Aufgabengebiet wird in der somatischen und viszeralen
afferenten Aktivität vermutet (LAMONT et al. 2000; KLINCK u. TRONCY 2016).
Unter den aufsteigenden, projizierenden Schmerzbahnen ist die spinothalamische
Bahn wohl die prominenteste. Sie entsteht durch Axone von NS- und WDR Neuronen
aus den Laminae I, V, VI und VII und läuft nach Kreuzung der Mittellinie in der
anterolateralen weißen Substanz zum Thalamus. Ein Teil dieser Bahn projiziert in die
lateralen thalamischen Kerne und übermittelt Signale von kleineren, diskreten
Arealen. Der andere Teil projiziert in die medialen thalamischen Kerne und
übermittelt von größeren und unterschiedlicheren Feldern und wird in die affektive-
motivationale Dimension von Schmerz einbezogen(LAMONT et al. 2000; KLINCK u.
TRONCY 2016).
Weiterhin ziehen Axone aus tiefer liegenden Arealen der Laminae VII und VIII als
spinoretikuläre Bahn bilateral im anterolateralen Quadranten der weißen
Rückenmarkssubstanz nach rostral. Die meisten enden in verschiedenen Kernen
innerhalb der Formatio reticularis, während manche Fasern über die mediale
Leitungsbahn zum Thalamus führen. Zudem führen Neurone aus Laminae I und V
als spinomesenzephalische Bahn zu Teilen des Mittelhirns, unter anderem zur
mesenzephalischen Formatio reticularis und dem lateralen Anteil des
periaquäduktalen Graus (PAG, lat. Substantia grisea periaquaeductalis). Auch aus
den Laminae III und IV ziehen Axone als spinozervikale Bahnen zu den lateralen
zervikalen Kernen und den dorsalen Strangkernen und somit indirekt zum Thalamus.
Diese spielen jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Wichtiger ist hingegen die
Literaturübersicht
17
direkte Projektionsbahn vom Dorsalhorn zum Hypothalamus. Diese wird als
spinohypothalamische Bahn bezeichnet und liefert ebenfalls eine motivationale
Komponente zum Schmerz und initiiert weiterhin neuroendokrine und autonome
Antworten auf die nozizeptive Reizung (LAMONT et al. 2000; MUIR 2009).
Für die Wahrnehmung und Bewertung von nozizeptiven Signalen sind das limbische
System und der zerebrale Kortex verantwortlich (Perzeption). Das limbische System,
anatomisch bestehend aus Amygdala, Hippocampus, septalen Nuklei, präoptischer
Region, Hypothalamus und gewissen thalamischen Regionen, vermittelt hierbei
aversiven Antrieb und ist somit Teil der motivalen Komponente von Schmerz und
führt zu zielgerichtetem Verhalten (RAINVILLE et al. 1997; LAMONT et al. 2000). Der
zerebrale Kortex scheint eine entscheidende Rolle in der Wahrnehmung von
Schmerz zu spielen. Einige ausgewählte Regionen (erster und zweiter
somatosensorischer Kortex, anteriorer Inselkortex und der anteriore zinguläre Kortex)
werden durch noxische Stimulation erregt (HOFBAUER et al. 2001). Der Kortex
scheint offensichtlich in der Lage zu sein, aversive und kognitive Aspekte von
Schmerzempfindung zu modulieren und zu komplexen Verhaltensmustern zu führen
(LAMONT et al. 2000).
Die Modulation von nozizeptiven Reizen während ihrer aszendierenden Weiterleitung
im Bereich des Rückenmarks erfolgt sowohl segmental (s. o.) durch hemmende oder
erregende Interneurone, als auch durch deszendierende modulatorische
Leitungsbahnen, die inhibitorisch und somit analgetisch wirken. Als exzitatorische
Mediatoren wirken Glutamat und Aspartat an entweder ionotropischen NMDA (N-
Methyl-D-Aspartat)- oder AMPA [2-amino-3- (3-hydroxy-5-methyl-isoxazol-4-yl)
propanoic acid]- Rezeptorsubtypen sowie an metabotropischen, G-Protein
gekoppelten Glutamat-Rezeptoren. Inhibitorische Mediatoren sind hauptsächlich
GABA (Gamma-aminobutyric acid) und endogene Opioide (s.u.). GABA wirkt
entweder an einem G-Protein-gekoppelten GABAB Rezeptor oder an seinem
ionotropischen GABAA Rezeptor. Die endogenen Opioide wirken an Gi-gekoppelten
mü (µ)-, kappa (κ) oder delta (δ)- Opioidrezeptoren.
Das PAG, eine zellreiche Region, die das zerebrale Aquädukt umgibt, nimmt eine
Hauptrolle in der opioidergen, deszendierenden Antinozizeption ein. Es erhält
deszendierende Signale von Kortex, Amygdala und Hypothalamus, weist eine hohe
Literaturübersicht
18
Dichte an Opioidpeptiden und –rezeptoren auf und nimmt über verschiedene Wege
Einfluss auf die Schmerzweiterleitung in Höhe des Rückenmarks (LAMONT et al.
2000). Das Rückenmark weist neben vielen Opioidpeptiden auch eine hohe Dichte
an GABA, Glycin, Serotonin und Noradrenalin auf, die inhibitorischen Einfluss auf die
Schmerzweiterleitung nehmen (STAMFORD 1995; KLINCK u. TRONCY 2016)
Die Opioide wirken präsynaptisch inhibierend, indem sie die Ausschüttung von
Substanz P als exzitatorischen Transmitter verhindern (GO u. YAKSH 1987; GLAUM
et al. 1994), als auch postsynaptisch, indem sie den Kaliumausstrom erhöhen und
somit zur einer Hyperpolarisation und verringerten Erregbarkeit führen (NORTH u.
WILLIAMS 1985).
2.1.4 Periphere und zentrale Schmerzsensibilisierung
Abhängig von der Art des nozizeptiven Signals und des Gewebsschadens kann eine
Sensibilisierung zu erhöhten Schmerzerlebnissen führen. Hierbei kann die
Sensibilisierung in der Peripherie auf Höhe der Signalwahrnehmung oder zentral
über eine erhöhte Sensitivität von sekundären Neuronen im Dorsalhorn geschehen.
Die Sensibilisierung kann sich in Änderung der Funktionalität von Perzeption,
Transduktion und Transmission ausdrücken (z.B. Phosphorylierung von
Ionenkanälen) oder in Form von veränderter struktureller Plastizität (z.B.
Neuverknüpfung von Synapsen) in Erscheinung treten.
Durch chronische Entzündungssignale kann es über eine erhöhte Ansprechbarkeit
von peripheren, primär afferenten Neuronen durch verminderte Schwellenpotenziale
zur peripheren Sensibilisierung in Form von Allodynie oder Hyperalgesie kommen.
Unter Allodynie versteht man die Wahrnehmung eines eigentlich nicht-noxischen
Stimulus als schmerzhaft. Bei der Hyperalgesie werden noxische Stimuli als
schmerzhafter und ggf. auch über einen längeren Zeitraum als unter normalen
Umständen wahrgenommen (BOYD et al. 2011). Außerdem kann die Aktivierung von
peripheren Rezeptoren auch zur Freisetzung von Neuropeptiden, wie Substanz P
und Cholecystokinin, führen, die wiederum weitere Entzündungskaskaden in Gang
setzen. Zusätzlich kann die Freisetzung von neurotropen Faktoren und Aktivierung
von second-messenger Systemen die Expression von verschiedenen
Schmerzkomponenten modulieren. Zum einen führen sie zu einer Hemmung
inhibitorischer Leitungsbahnen, zum anderen verstärken sie die Hypersensibilität.
Daher sind nicht-steroidale Antiphlogistika ein wichtiger Bestandteil des
Literaturübersicht
19
Schmerzmanagements von Patienten mit peripherer Sensibilisierung (BABOS et al.
2013).
Die zentrale Sensibilisierung kann ebenfalls mit der Entstehung von Allodynie
und/oder Hyperalgesie einhergehen. Wie bereits oben beschrieben, erfolgt die
Überleitung von primärem zu sekundärem Neuron zum einen über
ligandengesteuerte Ionenkanäle, zum anderen über metabotropische Wege. Der am
häufigsten vorkommende ligandengesteuerte Ionenkanal ist der AMPA-Rezeptor.
Der in der postsynaptischen Membran vorliegende NMDA-Rezeptor ist wiederum mit
einem Kalzium-Kanal gekoppelt und unter normalen Umständen inaktiv. Er wird von
Magnesiumionen blockiert. Eine Konformationsänderung des NMDA-Rezeptors kann
durch langsame Signale wie Neuropeptide und neurotropische Faktoren induziert
werden. Die Konformationsänderung bedingt die Aktivierung des NMDA-Rezeptors
und den Einstrom von Kalzium. Dieser Kalziumeinstrom bewirkt die Aktivierung
verschiedener nachgeschalteter Effekte, unter anderem die Aktivierung weiterer
AMPA-Rezeptoren und neuronaler Zyklooxygenasen sowie weiterer
kalziumabhängiger Transkriptionsfaktoren. Diese führen zu Gliaaktivierung,
Produktion von entzündungsmediierenden Zytokinen, Freisetzung von
Sauerstoffradikalen, die den programmierten Zelltod bedingen können, und zu
erhöhter Sensitivität gegenüber ankommenden, nozizeptiven Signalen (KOPPERT
2004).
2.1.5 Opioid-induzierte Hyperalgesie
Opioide sind in der Lage, zu einer Opioid-induzierten Hyperalgesie zu führen und
sind Teil der zentralen und peripheren Sensibilisierung. Somit kann sich im
Gegensatz zur Toleranzentwicklung, bei der die Patienten höhere Dosen bei
gleichbleibenden Schmerzen benötigen, auch eine Hyperalgesie, also eine
Schmerzverstärkung entwickeln (BOYD et al. 2011). Hierbei geht man von der
Annahme aus, dass neben der antinozizeptiven Wirkung auch gegenregulatorische,
pronozizeptive Mechanismen durch die Gabe eines Opioids initiiert werden.
Abhängig von der Wahl des Opioids können folgende pronozizeptive Mechanismen
mehr oder weniger stark ausgelöst werden:
Zum einen kommt es durch Gabe eines Opioids zur Desensibilisierung aktivierter
Opioidrezeptoren. Dies geschieht vorrangig durch eine Proteinkinase-C-abhängige
Phosphorylierung und Internalisierung der Rezeptoren. Nach erfolgter
Literaturübersicht
20
Internalisierung können die Rezeptoren entweder reexprimiert oder im Fall des
pronozizeptiven Mechanismus degradiert werden. Wichtig ist, dass es immer zu einer
homologen Internalisierung von Opioidrezeptoren kommt. Das heißt, dass
beispielsweise ein µ-Agonist immer nur zur Internalisierung von µ-Rezeptoren führt
(CHRISTIE 2008).
Zum anderen spalten sich die mit Opioidrezeptoren gekoppelten G-Proteine nach
Aktivierung durch ein Opioid in eine α-Untereinheit und eine β/γ-Untereinheit auf.
Während die α-Untereinheit zu einer Reduktion von Adenylatzyklasen und somit zu
einem Abfall des intrazellulären second-messengers zyklisches
Adenosinmonophosphat (cAMP) führt, kann die β/γ-Untereinheit eine Erhöhung
bestimmter Adenylatzyklasen („Superaktivierung“) hervorrufen (FEDERMAN u.
CONKLIN 1992; MATSUOKA et al. 1994). Aus der daraus resultierenden Erhöhung
des cAMP folgt eine Erhöhung der Membranleitfähigkeit und durch Aktivierung
präsynaptischer, nicht-opioiderger Rezeptoren eine vermehrte Ausschüttung
exzitatorischer Neurotransmitter (KOPPERT 2004). Zusätzlich wirkt auf Höhe des
PAG vermehrt GABA, was zu einer verstärkten Transmission führt und im Gegensatz
zur spinalen Ebene hier pronozizeptiven Charakter aufweist (JOLAS et al. 1999).
Weiterhin kann nach längerer Gabe von Opioiden ein Anstieg von Peptiden mit
pronozizeptiven, den Opioiden entgegenwirkenden Eigenschaften (Antiopioide) zu
verzeichnen sein (DEVILLERS et al. 1995). Insbesondere das, als endogenes Opioid
klassifizierte, Dynorphin A ist hierbei zu beachten. Neben seiner κ-agonistischen und
somit antinozizeptiven Wirkung weist es auch pronozizeptive Eigenschaften durch
beispielsweise die Aktivierung des NMDA-Rezeptorsystems auf (LAUGHLIN et al.
1997).
Außerdem kann nach langer Opioidgabe eine Umkehr der deszendierenden
Modulation beobachtet werden. Hierbei wird die Schmerzweiterleitung nicht mehr
gehemmt, sondern stattdessen sogar erleichtert (KOPPERT 2004).
2.1.6 Auswahl von Analgetika
Je nach vorliegender Schmerzart sind unterschiedliche Analgetika zu bevorzugen, da
die verschiedenen Schmerzmittel an verschiedenen Stellen der Schmerzentstehung
und -weiterleitung ansetzen. Häufig, besonders beim Vorliegen chronischer
Schmerzen, ist auch eine Kombination aus verschiedenen Analgetika und
Adjuvanzien sinnvoll, um optimale Ergebnisse zu erzielen (multimodale
Literaturübersicht
21
Schmerztherapie). Opioide sind starke Analgetika, die durch Wirkung an den
Opioidrezeptoren auf spinaler Ebene die Schmerzweiterleitung verhindern. Sie
wirken antinozizeptiv und sind somit als intraoperatives Analgetikum geeignet. Aber
auch in der postoperativen bzw. sonstigen stationären Anwendung sind sie für
mittlere bis starke Schmerzen Mittel der Wahl. Methadon ist aufgrund seiner
zusätzlichen Wirkmechanismen (s. u.) auch zur Therapie bzw. Prävention
chronischer und neuropathischer Schmerzen von besonderem Interesse.
2.2 Opioide
Opioide sind starke Analgetika und wirken an spezifischen Opioidrezeptoren, deren
Hauptvertreter mü (µ), kappa (κ) und delta (δ) sind (SIMON u. GIOANNINI 1993). Die
Rezeptoren sind die physiologische Bindungsstelle für endogene Opioide, wie
Endorphine, Enkephaline und Dynorphine. Die einzelnen exogenen Opioide können
in verschiedene Klassen unterteilt werden. Zum einen kann man sie anhand ihrer
Herstellung in natürliche, halbsynthetische und vollsynthetische unterscheiden. Zu
den natürlich vorkommenden zählt das Alkaloid Morphin, das direkt aus der Milch
des Schlafmohns (Papaver somniferum) extrahiert wird. Halbsynthetische Opioide,
wie das Hydromorphon, werden aus natürlich vorkommenden Opioiden hergestellt,
während vollsynthetische unabhängig von den natürlich vorkommenden Opioiden
synthetisiert werden. Zum anderen werden sie aufgrund ihrer Wirkung an den
Subtypen der Opioidrezeptoren klassifiziert. Hierbei unterscheidet man reine µ-
Agonisten, partielle µ-Agonisten, gemischte κ-Agonisten/µ-Antagonisten sowie reine
Antagonisten, die an allen Opioidrezeptoren antagonistisch wirken.
µ-Agonisten wie Methadon unterstehen in Deutschland dem Betäubungsmittelgesetz
(BtMG) und werden somit streng kontrolliert. Dies soll einen Missbrauch von
Opioiden, die physische und psychische Abhängigkeit beim Menschen hervorrufen
können, verhindern.
Literaturübersicht
22
2.2.1 Pharmakodynamik
2.2.1.1 Nebenwirkungen
Opioide mit stärkerer analgetischen Wirkung zeichnen sich auch gleichzeitig durch
stärkere Nebenwirkungen aus.
2.2.1.1.1 Atemdepression
Opioide vermitteln eine dosisabhängige Atemdepression über den µ-Rezeptor. µ-
Rezeptoren können in die Subtypen µ1 und µ2 unterschieden werden, wobei die
atemdepressive Wirkung µ2 zuzuschreiben ist, wie es bei Ratten nachgewiesen
wurde (PASTERNAK 1986). Opioide nehmen hierbei direkt Einfluss auf das
Atemzentrum. Die CO2 Antwortkurve, die als Antwort auf einen erhöhten
Kohlenstoffdioxidpartialdruck (pCO2), die Erhöhung des Atemminutenvolumen
vorsieht, wird hierbei nach rechts verschoben, sodass der Atemantrieb vermindert ist
und der pCO2 über den Referenzbereich ansteigt (BOURKE u. WARLEY 1989).
Aufgrund der Dosisabhängigkeit und ohne co-administrative Gabe von anderen
atemdepressiv wirkenden Arzneimitteln bedarf dies in klinisch analgetischen Dosen
meist keiner Intervention (KUKANICH u. WIESE 2015).
2.2.1.1.2 Sedative Eigenschaften
Opioide weisen zwischen den Tierarten gravierende Unterschiede in ihrer zentralen
Wirkung auf. Während Pferde mit Ruhelosigkeit, Bewegungsdrang und zentralen
Erregungserscheinungen reagieren und auch Katzen dosisabhängig früher zur
zentralen Erregung neigen, führen µ-Agonisten beim Hund in der Regel zu zentraler
Dämpfung und Sedation (MONTEIRO et al. 2008; MAIANTE et al. 2009;
TUNSMEYER et al. 2012; MENEGHETI et al. 2014). Erst bei sehr hohen,
supratherapeutischen Dosen kann es zu Erregungserscheinungen bis hin zu
Krämpfen kommen. In einer Dosis von 180-200 mg/kg Morphin i.v. wurden Grand
Mal Anfälle ausgelöst, während bei einer Dosis von 20 mg/kg Morphin s.c.
Literaturübersicht
23
Erregungserscheinungen und EEG-Veränderungen sichtbar waren (WIKLER u.
ALTSCHUL 1950).
2.2.1.1.3 Effekte auf die Thermoregulation
Durch Gabe von µ-Agonisten wird das Thermoregulationszentrum beeinflusst.
Hierbei wird vermutet, dass es zu einer „Sollwertverschiebung“ kommt, die eigentlich
vorherrschende Normothermie als Hyperthermie wahrgenommen wird (PAPICH
2000). Indiz hierfür ist das häufig zu beobachtende Hecheln; eine physiologische
Reaktion zum Temperaturausgleich des Hundes, das häufig nach Opioidgabe auftritt
und zum Absinken der Körperkerntemperatur führt (PASCOE 2000; MONTEIRO et
al. 2008; MAIANTE et al. 2009; GAROFALO et al. 2012; TUNSMEYER et al. 2012;
MENEGHETI et al. 2014). Weiterhin führt die sedierende Wirkung der Opioide beim
Hund auch zu einer Senkung der metabolischen Grundrate. Hieraus resultiert eine
verminderte Wärmeproduktion, eine weitere Ursache einer Hypothermie (ADLER et
al. 1988).
2.2.1.1.4 Kardiovaskuläre Effekte
Opioide weisen in klinisch relevanten Dosen wenige direkte kardiovaskuläre Effekte
auf. Durch vermehrte Aktivierung von A-Fasern des Vagus und zentrale Stimulation
von Opioidrezeptoren in den Vaguskernen kann es durch µ-Agonisten zu
Bradykardien kommen, die dosisabhängig auftreten und meist nicht therapiewürdig
sind und ansonsten mit Anticholinergika zu behandeln sind (INOUE et al. 1980;
STANLEY et al. 1980; COPLAND et al. 1992; KUKANICH u. WIESE 2015). Weiterhin
kann es zu einem geringgradigen Anstieg oder Abfall des arteriellen Blutdrucks
kommen. Methadon führte zum Beispiel bei wachen Hunden in einer Dosierung von
1 mg/kg zu einer Erhöhung des mittleren arteriellen Blutdrucks (HELLEBREKERS et
al. 1989). Ursächlich könnte hierfür eine Erhöhung der Vasopressinkonzentration im
Blut gewesen sein. Zum einen führt Vasopressin, das auch als Antidiuretisches
Hormon (ADH) bezeichnet wird, zur Rückresorption von Wasser aus dem Primärharn
und somit zu einem größeren Blutvolumen, zum anderen wirkt es über V1-
Rezeptoren vasokonstriktorisch (HELLEBREKERS et al. 1989; HOLMES et al. 2003).
Literaturübersicht
24
Ein Abfall des Blutdrucks kann Folge der Bradykardie und somit des verringerten
Herzminutenvolumens sein oder aber bei Morphin Folge der mit der Applikation
verbundenen Histaminfreisetzung sein (EVANS et al. 1952).
2.2.1.1.5 Auswirkungen auf die Diurese
Der Anstieg der Vasopressinkonzentration wird auch als Ursache für eine
verminderte Harnproduktion diskutiert, die unter Gabe von Morphin (1 mg/kg i.m.)
beim Hund, festzustellen ist (ROBERTSON et al. 2001). Bei κ-Agonisten, bzw.
gemischten Agonisten/Antagonisten liegt im Gegensatz dazu eine erhöhte Diurese
durch Hemmung des Antidiuretischen Hormons vor, wie es für Ratten nachgewiesen
wurde (CRAFT et al. 2000). Ferner führt Methadon beim Hund in einer Dosierung
von 0,03 mg/kg intrathekal zu einer Erhöhung des Blasensphinktertonus und zur
Hemmung der Miktion. Bei intravenöser Gabe ist dies nicht zu verzeichnen
(DRENGER et al. 1986).
2.2.1.1.6 Antitussive Effekte
Weiterhin haben Opioide einen antitussiven Effekt. Dieser entsteht durch direkte
Hemmung des Hustenzentrums und ist unabhängig von der atemdepressiven
Wirkung (CHOU u. WANG 1975). Sowohl µ- als auch κ-Agonisten weisen diesen
Effekt auf (TAKAHAMA u. SHIRASAKI 2007). Methadon hat ebenfalls einen
antitussiven Effekt bei Hunden (ROSIERE et al. 1956).
2.2.1.1.7 Gastrointestinale Effekte
2.2.1.1.7.1 Vomitus und Nausea
Die emetischen oder antiemetischen Wirkungen von Opioiden sind abhängig davon,
ob sie zuerst an Dopaminrezeptoren der Chemorezeptortriggerzone, die außerhalb
der Bluthirnschranke liegt, stimulieren oder aber zentral am Brechzentrum, das
innerhalb der Bluthirnschranke liegt und an dem sie inhibierend wirken. Verbunden
mit der emetischen Wirkung kann es durch Stimulation der
Chemorezeptortriggerzone zu Nausea kommen (MITCHELSON 1992). Dies hängt
von verschiedenen Faktoren ab. Zum einen hat die Lipophilie der Opioide einen
Einfluss auf die Penetration der Bluthirnschranke. Somit führt Morphin (0,5 mg/kg
Literaturübersicht
25
i.m.) beim Hund beispielsweise häufiger zu Erbrechen als Hydromorphon (0,1 mg/kg
i.m.) oder Oxymorphon (0,075 mg/kg i.m.), da die letztgenannten eine höhere
Lipophilie besitzen (VALVERDE et al. 2004). Gleichzeitig scheint aber auch die Dosis
einen Einfluss zu haben. In einer Studie von BLANCQUART et al. (1986) wurde
festgestellt, dass Morphin in einer Dosis von 0,3 mg/kg i.v. beim Hund emetisch
wirkte, während es in höheren Dosen von 1 und 2 mg/kg i.v. eher antiemetisch unter
Coadministration des potenten Emetikums Apomorphin wirkte. Methadon zeigte in
derselben Studie keinerlei emetischen Effekt und in höherer Dosierung von 1 mg/kg
i.v. ebenfalls einen antiemetischen Effekt. Weiterhin hat auch die
Administrationsroute Einfluss auf die emetischen bzw. antiemetischen Effekte.
Subkutan verabreichtes Hydromorphon in einer Dosis von 0,1 mg/kg führte bei 5 von
6 Katzen zu Vomitus (ROBERTSON et al. 2009), wohingegen es in einer anderen
Studie, mit der sich die letztgenannte Studie vergleicht, nach intravenöser Gabe von
Hydromorphon in verschiedenen Dosierungen nicht zu Vomitus kam (WEGNER u.
ROBERTSON 2007). Auch hier scheint ein höherer Konzentrationsgradient nach
intravenöser Gabe die Penetration der Bluthirnschranke zu erleichtern, sodass die
inhibitorische Wirkung am Brechzentrum überwiegt.
2.2.1.1.7.2 Motilität, Sekretion, Sphinktertonus
Darüber hinaus weisen Opioide noch weitere gastrointestinale Wirkungen auf. µ-
Rezeptoren befinden sich im Plexus submucosus, im Plexus myentericus und den
longitudinalen Muskeln des Ileums (NISHIMURA et al. 1986). Durch Stimulation
dieser Rezeptoren kommt es zu einer langsameren Magenentleerung, verringerter
Sekretion und gesteigertem Flüssigkeitsentzug, die zur Eindickung der Ingesta
führen sowie zu reduzierter propulsiver Peristaltik entlang des Magens und des
Dünndarms und zu einem erhöhten Pylorussphinktertonus (DEHAVEN-HUDKINS et
al. 2008). Durch diese Mechanismen ist das häufigste klinische, gastrointestinale
Zeichen die Konstipation. Dieser Effekt wird teilweise auch zur Behandlung von
Diarrhoe genutzt (NIEMEGEERS et al. 1981). Trotzdem kann auch vor allem zu
Therapiebeginn eine gesteigerte Rhythmik, sowie vermehrte segmentale, nicht-
propulsive Peristaltik vorkommen. Morphin bedingt beispielsweise initial eine
gesteigerte Dickdarmperistaltik mit vermehrter Defäkation (LUCAS et al. 2001;
DEHAVEN-HUDKINS et al. 2008)
Literaturübersicht
26
2.2.1.1.8 Toleranz und Abhängigkeit
Opioide sind in der Lage, wie beim Menschen, auch bei Tieren Toleranz- und
Abhängigkeitssymptome auszulösen. Jedoch erfolgt die Medikation selten über einen
ausreichend langen Zeitraum, um klinische Symptome sichtbar zu machen. Sollte
eine Toleranzentwicklung vorliegen, werden höhere Dosen des gleichen Opioids
benötigt oder die Umstellung auf ein anderes Opioid ist von Nöten. Bei Gabe eines
Opioids über 5-7 Tagen könnte es zu einer Abhängigkeitsentwicklung beim Hund
kommen (KUKANICH u. PAPICH 2009). In einer Versuchsreihe, bei der Hunden eine
Dauertropfinfusion Morphin mit konstanter Rate in einer Dosis von 1-5 mg/kg/Tag
Morphin verabreicht wurde, konnten physische Entzugserscheinungen, nach Gabe
von 1 mg/kg Naloxon s.c. an Tag 8, festgestellt werden. Die Entzugserscheinungen
stellten sich wie folgt dar: Hyperaktivität, Beißen, Graben, Tremor, Nausea,
Hyperthermie und vermehrte Wachheit. Außerdem waren veränderte EEG-Aktivitäten
sowie eine erhöhte Herzfrequenz und ein erhöhter Blutdruck zu verzeichnen
(YOSHIMURA et al. 1993). Genauso kann ein abrupter Abbruch der Medikation nach
längerer Opioidgabe zu Entzugserscheinungen führen. Daher sollten Opioide nach
Medikation länger als 5-7 Tage immer über eine langsame Dosisreduzierung
ausgeschlichen werden.
2.2.2 Methadon
2.2.2.1 Analgetische Wirkung
Methadon ist ein vollsynthetisches, 50:50 razemisches Opioid (Levo- und
Dextromethadon). Es weist verschiedene Wirkmechanismen auf, über die es
analgetisch und schmerzmodulierend wirkt. Zum einen besitzt es eine volle
agonistische Wirkung am -Rezeptor und schwache Wirkung an den δ- und κ-
Rezeptoren, die weitestgehend Levomethadon zuzuschreiben sind (KRISTENSEN et
al. 1995). Zum anderen zeigen beide Enantiomere eine antagonistische Wirkung an
der nicht kompetitiven Seite des N-Methyl-D-Aspartat- (NMDA) Rezeptors und
unterscheiden sich daher von anderen Opioiden wie Morphin, Hydromorphon oder
Naltrexon (GORMAN et al. 1997). Weiterhin wirkt Methadon hemmend auf die
Wiederaufnahme von Noradrenalin und Serotonin, wobei Levomethadon potenter die
Wiederaufnahme hemmt (CODD et al. 1995). Außerdem sind beide Enantiomere,
Literaturübersicht
27
sowie deren Metaboliten nikotinerge Acetylcholinrezeptorantagonisten (XIAO et al.
2001). In einer Studie bei Ratten konnte für Nikotin nachgewiesen werden, dass es in
verschiedenen Hirnregionen analgetisch oder aber hyperalgetisch wirkte. In
Hirnregionen, die zwischen Regionen, in denen Nikotin analgetisch wirkt, und
Regionen, in denen Nikotin hyperalgetisch wirkt, liegen, konnte hingegen ein
biphasischer, erst hyperalgetischer dann analgetischer Effekt beobachtet werden. In
derselben Studie konnte ein analgetischer Effekt des nikotinergen
Acetylcholinrezeptorantagonisten Mecamylamin nachgewiesen werden, wenn dieser
in Hirnregionen injiziert wurde, die hyperalgetisch auf Nikotin reagieren, oder
intraperitoneal verabreicht wurde. Die Autoren vermuten hier die Antagonisierung
tonisch und hyperalgetisch wirksamer, endogener, nikotinerger Liganden (HAMANN
u. MARTIN 1992). Aufgrund des Zusammenspiels dieser verschiedenen
analgetischen und schmerzmodulierenden Wirkmechanismen ist Methadon von
besonderem Interesse in der Therapie bzw. für die Prävention von chronischen,
neuropathischen Schmerzen (FOLEY 2003).
2.2.2.2 Anwendungsgebiete und Darreichungsformen
Methadon wird in Deutschland bereits seit Jahrzehnten zur perioperativen Analgesie
genutzt, wobei seit langer Zeit in der Veterinärmedizin ein Präparat in fixer
Kombination mit 2,5 mg/ml Levomethadon und 0,125 mg/ml Fenpipramid, einem
Parasymphatolytikum, zum Einsatz kommt, das für Hunde und Pferde zugelassen ist
(Polamivet®). Weiterhin befindet sich ein razemisches Methadonpräparat im Handel
(Comfortan® 10 mg/ml), das für Hunde und Katzen zugelassen ist, und sowohl im
perioperativen Bereich als auch generell für die Therapie starker Schmerzen genutzt
wird. Momentan wird es zur Analgesie in der Regel als Bolus dosis- und
speziesabhängig alle 4-8 Stunden subkutan, intramuskulär oder intravaskulär
verabreicht. Methadon eignet sich aufgrund des hohen „first pass“ Effekts (s.u.) unter
normalen Bedingungen nicht zur oralen Applikation beim Hund.
In der Humanmedizin wird Methadon aufgrund seiner sehr langen Wirkungsdauer,
bei Dauertherapie von bis zu 8 bis 12 Stunden, v.a. in der Heroinsubstitution
eingesetzt. Hierbei ist die lange Wirkungsdauer und die beim Menschen gute orale
Verfügbarkeit von Vorteil, da sie eine einmal tägliche orale Medikation möglich
machen (JAGE 1989).
Literaturübersicht
28
2.2.2.3 Pharmakokinetik
Die Pharmakokinetik von Methadon nach Bolusinjektion ist beim Hund bereits
mehrfach, sowohl für das Razemat als auch die einzelnen Enantiomere untersucht
worden (GARRETT et al. 1985; SCHMIDT et al. 1994; KUKANICH et al. 2005;
KUKANICH u. BORUM 2008; INGVAST-LARSSON et al. 2010). Schmidt et al.
(1994) untersuchten die Unterschiede in der Pharmakokinetik der Enantiomere von
Methadon beim Hund unter alleiniger Gabe des Isomers oder als Teil des Razemats.
Dazu verabreichten sie vier Beageln in einem dreifachen cross-over Verfahren
entweder 0,25 mg/kg des jeweiligen Enantiomers [(S)-/(R)-Methadon], wobei (S)-
Methadon Dextromethadon und (R)- Methadon Levomethadon ist, oder 0,5 mg/kg
des Razemats Methadon. Hierbei stellte er fest, dass (S)-Methadon, wenn es als Teil
des Razemats verabreicht wird, eine signifikant erhöhte Clearance (487 ± 128
ml/min) im Vergleich zum co-administrierten (R)-Methadon (318 ± 92 ml/min) und
zum allein verabreichten (S)-Methadon (316 ± 81 ml/min) aufweist. Außerdem zeigte
sich ein Trend, dass die terminale Halbwertszeit von (R)-Methadon als Teil des
Razemats (4,3 ± 0,6 h) gegenüber dem isoliert verabreichten (R)-Methadon (3,3 ±
1,0 h) verlängert schien.
In einer aktuelleren Studie ergab sich bei einer Bolusgabe von 0,4 mg/kg Methadon
i.v. oder s.c. im cross-over Design eine terminale Halbwertszeit von 3,9 ± 1,0 h und
eine Plasmaclearance von 27,9 ± 7,6 ml/kg/min nach intravenöser Gabe. Damit ist
die Clearance beim Hund höher als beim Menschen, was einen kürzeren und besser
steuerbaren Effekt zur Folge hat, jedoch klinisch häufigere Bolusgaben erfordert
(INGVAST-LARSSON et al. 2010).
Methadon wird größtenteils über die Leber metabolisiert und biliär ausgeschieden
(GARRETT et al. 1985) und die hohe Clearance korreliert zu 89 % mit dem Blutfluss
in der Leber (DAVIES u. MORRIS 1993; INGVAST-LARSSON et al. 2010). Zu einem
geringen Teil erfolgt die Ausscheidung von unverändertem Methadon über Urin und
Faeces. Daher eignet sich Methadon beim Hund bisher nicht gut zur oralen
Applikation, da es beim sogenannten „first pass“- Effekt in der Leber zu einem Abbau
eines Großteils des aus dem Darm resorbierten Wirkstoffes kommt und somit keine
ausreichenden, analgetisch wirksamen Plasmaspiegel erreicht werden können.
Jedoch kann mit Hilfe von Cytochrom P450 Inhibitoren, insbesondere mit
Chloramphenicol, die orale Bioverfügbarkeit von Methadon signifikant gesteigert
werden (KUKANICH u. KUKANICH 2015). KUKANICH und BORUM (2008) zeigten
Literaturübersicht
29
bei Greyhounds abweichende pharmakokinetische Daten im Vergleich zu einer
ähnlich aufgebauten Studie mit Beageln (KUKANICH et al. 2005). Es wurde ein
erhöhtes Verteilungsvolumen bei gleichbleibender terminaler Halbwertszeit
beobachtet, was darauf schließen lässt, dass Greyhounds eine höhere Dosis
benötigen, um die gleiche Plasmakonzentration und den gleichen Effekt zu erzielen.
2.2.2.4 Opioide als Dauertropfinfusion (DTI)
Andere Opioide, wie Morphin oder Fentanyl, sind neben der Bolusgabe auch als
Dauertropfinfusionen in Gebrauch, da diese viele Vorteile bieten. Zum einen führen
sie zu gleichbleibenden Plasmaspiegeln und daher wahrscheinlich auch zu einer
gleichmäßigeren Analgesiequalität, da sie extreme Plasmaspiegelschwankungen im
Gegensatz zu wiederholten Bolusgaben verhindern. Außerdem sind gleichbleibende
Plasmaspiegel in der Regel mit weniger adversen Effekten verbunden und es ist
leichter nach Effekt und anhaltender Schmerzfreiheit zu titrieren. Weiterhin kann
kurzfristig der Analgetikumbedarf angepasst werden, falls dies von Nöten ist (DYSON
2008). Darüber hinaus kann nachweislich die benötigte Gesamt-Dosis verringert
werden. So wurden gleiche analgetische Effekte mit der halben Dosis Morphin, als
DTI appliziert, im Vergleich zur intramuskulären Gabe erzielt. Auch hier konnten
konstante Plasmaspiegel über einen Zeitraum von 4 Stunden erzielt werden (LUCAS
et al. 2001). In bereits pharmakokinetisch untersuchten Dauertropfinfusionen für
Morphin und Fentanyl konnte folgendes festgestellt werden: In einer Studie wurden
zwei Morphin-DTI (Bolus 0,3 bzw. 0,6 mg/kg und DTI 0,17 bzw. 0,34 mg/kg/h i.v.)
über 4 Stunden beim Hund mit folgenden Ergebnissen für jeweils die niedrige und
die hohe Dosierung untersucht: eine terminale Halbwertszeit von 27 ± 14 und 38 ± 5
Minuten, ein Verteilungsvolumen im steady state von 1,3 ± 0,8 und 1,9 ± 0,5 l/kg,
einer Clearance von 67 ± 20 und 50 ± 15 ml/kg/min und steady state
Plasmakonzentrationen von 45 bis 80 ng/ml und 93 bis 180 ng/ml. Insgesamt wurde
die Morphin Pharmakokinetik nicht signifikant von der Erhöhung der Infusionsdosis
beeinflusst und führte zu stabilen Plasmaspiegeln (GUEDES et al. 2007).
In einer anderen Studie wurden pharmakokinetische Daten von 14 Beagle
verglichen, die entweder einen Fentanylbolus von 10 µg/kg erhielten oder aber den
Bolus und darauffolgend eine Fentanylinfusion mit 10 µg/kg/h. Weiterhin wurde der
Einfluss der Infusionsdauer untersucht, so dass die Infusion ein, drei und vier
Stunden verabreicht wurde. In dieser Studie konnten stabile Plasmaspiegel unter der
Literaturübersicht
30
DTI über drei und vier Stunden erzielt werden, wobei die pharmakokinetischen Daten
durch die Infusionsdauer beeinflusst wurden. Die Halbwertszeit der Verteilungsphase
war größer in allen DTI-Gruppen im Vergleich zur Bolusgabe. Außerdem verringerte
sich die totale Körper-Clearance in der 3- und 4-Stunden-Gruppe gegenüber der 1-
Stunden-Gruppe, sodass eine kontextsensitive Analgesie angenommen werden
kann. Die Eliminations-Halbwertszeit war in allen DTI Gruppen im Vergleich zur
Bolusgruppe verlängert (kontextsensitive Halbwertszeit). Hier wurde als
Haupteinflussfaktor die geringere Körperclearance angenommen, wobei auch
Akkumulation und das Verteilungsvolumen eine Rolle spielen können (SANO et al.
2006).
2.3 Nozizeptive Schwellenwertmessung
Zur wiederholbaren, experimentellen Erprobung der analgetischen Wirkung von
Arzneistoffen hat sich seit langer Zeit die nozizeptive Schwellenwertmessung
etabliert (BIANCHI u. FRANCESCHINI 1954; RAMABADRAN u. BANSINATH 1986;
DIXON et al. 2010). Hierbei werden Nozizeptoren durch unterschiedliche Methoden
stimuliert und die Latenzzeit bei gleichbleibendem Stimulus oder die Stärke des
erbrachten Stimulus bis zur Reaktion des Tieres gemessen. Vorteilhaft ist, dass es
sich bei diesen Tests um relativ objektive und wiederholbare Verfahren handelt,
durch die unterschiedliche Beobachter zu gleichen Ergebnissen gelangen können.
Daneben sollten sie sich auch als gut quantifizierbar auszeichnen, um
Schwellenwerte möglichst genau zu erfassen. Die nozizeptiven
Schwellenwertmessungen können mithilfe von mechanischen, thermischen,
elektrischen oder chemischen Stimuli durchgeführt werden. Bei allen Tests, bei
denen der Stimulus intensiviert wird, ist es wichtig und Regel der guten
wissenschaftlichen Praxis, einen Abbruchzeitpunkt oder Abbruchwert zu definieren,
den sogenannten „cut-out Wert“ (LE BARS et al. 2001).
2.3.1 Auswahl des Testsystems
Je nach zu untersuchendem Arzneistoff sind die oben genannten nozizeptiven
Schwellenwertmessungen mehr oder weniger geeignet. Hierbei steht der jeweilige
Wirkmechanismus des Medikaments, also welcher Typ von Schmerz gehemmt wird,
Literaturübersicht
31
im Vordergrund. Opioide scheinen ihre analgetische Wirkung durch präferenzielle
Inhibierung der durch C-Fasern evozierten Potenziale zu entfalten (LE BARS et al.
1976). Thermische Testsysteme stimulieren in niedrigen Heizraten von ≤ 2
°C/Sekunde C-Fasern, wohingegen sie in höheren Raten mehr Aδ-Fasern
stimulieren (YEOMANS et al. 1996). Mechanische Testsysteme sprechen in
niedrigen Druckraten A- und C-Fasern an, wohingegen in hohen Druckraten C-
Fasern ein Plateau aufweisen. Somit wird angenommen, das A-Faser-Nozizeptoren
mehr Informationen über mechanische Stimuli an das ZNS liefern als C-Faser-
Nozizeptoren (SLUGG et al. 2000). Laut einer Studie ist die thermische Stimulation
selektiv für die Evaluierung von µ-Opioidagonisten geeignet, während durch die
mechanische Stimulation sowohl µ- als auch κ-Agonisten untersucht werden können
(TYERS 1980). Die elektrische Stimulation ermöglicht quantifizierbare und
reproduzierbare Ergebnisse mit synchronisierten afferenten Signalen, jedoch spiegelt
sie keinen natürlich vorkommenden Schmerzstimulus wieder. Außerdem werden
durch die elektrische Stimulation nicht nur direkt nozizeptive Fasern angesprochen,
sondern auch weitere Fasern, wie Fasern mit großem Durchmesser, die nicht direkt
im Zusammenhang mit Nozizeption stehen oder Aδ- und C-Fasern, die neben
nozizeptiven Signalen auch Informationen über Wärme und Kälte weiterleiten.
Weiterhin werden mögliche periphere antinozizeptive Wirkungen von der elektrischen
Stimulation nicht erfasst, da die Transduktionsmechanismen überbrückt werden und
somit nur zentrale Wirkmechanismen zum Tragen kommen (LE BARS et al. 2001).
Chemische Verfahren unterscheiden sich von den akuten Modellen, da es sich hier
um eine langsame Art der Stimulation von längerer Dauer handelt. Es wird ein
supramaximaler Stimulus erzeugt, dem nicht ausgewichen werden kann, das heißt,
in diesem Fall wird kein Schwellenwert ermittelt, sondern eine Verhaltensscore im
Zeitverlauf untersucht. Wahrscheinlich ist diese Art von Stimulation dem klinischen
Schmerz am ähnlichsten (LE BARS et al. 2001). Durch chemische Verfahren lässt
sich entzündlicher Schmerz imitieren, sie eignen sich daher gut zur Erprobung von
nicht-steroidalen Antiphlogistika. Chronische Schmerzmodelle, insbesondere für
neuropathischen Schmerz, erfordern reproduzierbare sensorische Defizite wie
Allodynie, Hyperalgesie oder spontanen Schmerz über eine gewisse Zeit. Die
Etablierung solcher Modelle ist allerdings problematisch. Zum einen bedingen die
meisten Tiermodelle, in denen neuropathischer Schmerz erzeugt wird, irreversible
Schäden, zum anderen verhindert die breitgefächerte Ätiologie und Manifestation
Literaturübersicht
32
von neuropathischem Schmerz die Etablierung eines einzigen Schmerzmodells
(JAGGI et al. 2011).
2.3.2 Mechanische Stimulation
Bereits 1954 testeten Bianchi und Franceschini die Wirkung verschiedener
Opioidanalgetika an Mäusen durch Schließen einer mit Gummischlauch bewehrten
Arterienklemme für 30 Sekunden am Schwanz. Die hier gezeigten
Abwehrbewegungen der Mäuse wurden mit denen vor Gabe des jeweiligen
Analgetikums verglichen und in Prozent dargestellt. Weiterhin wurden verschiedene
Tests an Labornagern etabliert, bei denen verschiedene Körperteile wie Pfoten,
Ohren oder Zehen per Klemme stimuliert wurden (RAMABADRAN u. BANSINATH
1986). Aufgrund der eingeschränkten Stimulationsart, durch das nur zweistufige
Einrasten der Klemme, wird dabei keine gute Quantifizierbarkeit erreicht.
Abseits der Labornager und als Weiterentwicklung der traditionellen Methoden
kommen v.a. pneumatische Stimulatoren zum Einsatz, die den Schwellenwert durch
eine kontinuierliche Verstärkung des Stimulus besser quantifizierbar machen. Hierbei
werden ein oder mehrere Metallbolzen gegen die Haut des Tieres gedrückt. Beim
Schaf wurde beispielsweise ein Aktuator an der anterioren Seite des Radius befestigt
und Druck mittels Pin über einen Bowdenzug erzeugt (NOLAN et al. 1987a). Die bei
Großtieren eingesetzten Geräte sind meist durch Motoren betrieben und/oder sehen
eine Fixierung des Tieres in einem Stand vor (MOENS et al. 2003). Diese recht
schweren und die Bewegungsfreiheit einengenden Geräte sind für Kleintiere wenig
geeignet, weshalb auch hier adaptierte, manuell betriebene Testsysteme entwickelt
wurden, bei denen das Tier in seiner Bewegungsfreiheit so wenig wie möglich
eingeschränkt wird und somit auch die falsch positive Bewertung von aversiven
Reaktionen geringer ist (DIXON et al. 2010). Bei hohen einwirkenden Kräften kann
es zur Verletzung des Gewebes und der Mechanozeptoren kommen, sodass eine
akkurate Messung und Reproduktion der Reizschwellenmessung nicht mehr
gegeben ist. Daher ist es nötig ebenfalls einen limitierenden „cut-out“ Wert zu setzen,
um Gewebeschäden zu vermeiden.
Literaturübersicht
33
2.3.3 Thermische Stimulation
Bei der thermischen Reizschwellenbestimmung werden von Mechanozeptoren
unabhängige nozizeptive Bahnen untersucht. In der Labortierkunde werden
Verfahren wie die „Hot Plate“ Methode verwendet, bei der sich das Tier auf einem
Heizelement frei bewegen kann, das bei konstanter Temperatur gehalten wird, bis
das Tier Reaktionen wie das Anheben oder Belecken der Füße oder Springen zeigt
(EDDY u. LEIMBACH 1953). Weitere Modifikationen dieser Tests wurden
vorgenommen, sodass auch hier die Temperatur des sich konstant erwärmenden
Heizelements statt der Latenzzeit Objekt der Messung ist.
Weiterhin werden Techniken verwendet, die thermische Schwellenwerte an der
Schwanzspitze, da diese am Sensibelsten ist, testen. Bei dem sogenannten „Tail-
Flick“ Test sind die Tiere weitestgehend fixiert, nur der Schwanz bleibt frei beweglich.
Strahlungswärme, erzeugt durch eine elektrische Quelle, wird auf die zu
untersuchende Stelle gerichtet und die Zeit bis zum Wegziehen des Schwanzes
gemessen (D'AMOUR u. SMITH 1941)
Im Gegensatz dazu wird der Schwanz des zu untersuchenden Tieres beim „Tail-
Immersion“ Test in ein Wasserbad getaucht, das mit einem kontinuierlichen
Temperaturanstieg erwärmt wird. Auch hierbei ist das Tier weitestgehend fixiert und
der Endpunkt ist das Wegziehen des Schwanzes (LE BARS et al. 2001). Ansonsten
können auch ultraschallgeführte oder per Laserlicht getestete nozizeptive
Schwellenwerte bestimmt werden.
Bei größeren Tieren können Heizelemente eingesetzt werden, die direkt auf die Haut
aufgebracht werden. Diese stehen meist in Kombination mit einem Temperaturfühler
zur Verfügung, um die Hauttemperatur an dieser Stelle mit zu erfassen. Da
verschiedene zu testende Medikamente die Hauttemperatur beeinflussen können,
sollte diese immer zu jeder Messung bestimmt werden (TJØLSEN et al. 1989; LE
BARS et al. 2001).
Beim Schaf kam beispielsweise ein Ohrclip zum Einsatz, bei dem als gerichtete
Reaktion das schnelle Schlagen des Ohres angesehen wurde (NOLAN et al. 1987a).
Später wurden diese Testsysteme für Hund und Katze adaptiert, damit diese sich
weiterhin möglichst ungehindert bewegen und verhalten können (DIXON et al. 2002;
HOFFMANN et al. 2012).
Literaturübersicht
34
Zur akut nozizeptiven Evaluation von Opioiden hat sich die Kombination aus
mechanischen und thermischen Reizschwellenbestimmungen bewährt (NOLAN et al.
1987b; STEAGALL et al. 2006; STEAGALL et al. 2007; STEAGALL et al. 2008;
STEAGALL et al. 2009).
Material und Methode
35
3 Material und Methode
Diese Studie wurde durch die Ethik-Kommission des niedersächsischen Landesamts
für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES) nach §15 des
Tierschutzgesetztes geprüft und genehmigt (Aktenzeichen 33.12-42502-04-14/1733).
3.1 Studiendesign
Diese Studie war als randomisierte, geblindete komplette cross-over Studie
aufgebaut. Jeder Beagle durchlief den Versuch sowohl unter Gabe von Methadon
(Gruppe Ma)) als auch unter Gabe von isotoner Kochsalzlösung (NaClb)) als Placebo
(Gruppe P). Zwischen den beiden Versuchsdurchläufen lag eine „wash-out“ Periode
von mindestens 14 Tagen.
3.2 Tiere
Die Versuche wurden an sieben adulten Hunden der Rasse Beagle aus dem
Bestand der Klinik für Kleintiere, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
durchgeführt. Zwei der Hunde waren weiblich-kastriert und fünf Hunde männlich-
kastriert. Das Körpergewicht betrug zwischen 9,8 und 21,2 Kilogramm und sie waren
zum Zeitpunkt des Versuchs zwischen 47 und 54 Monate alt.
Außerhalb der Versuchsreihe wurden die Hunde in Gruppen von 5 bis 7 Tieren
gehalten und hatten täglich mehrere Stunden Auslauf. Sie erhielten Wasser ad
libitum und zweimal täglich ein kommerziell erhältliches Alleinfuttermittel für Hundec).
Die Versuchswoche durchliefen die Versuchstiere zusammen mit einem Begleithund
aus derselben Gruppe. Während der Versuchszeit wurden sie in Laufgitter mit einer
Grundfläche von circa zwei Quadratmetern verbracht, in denen sie in direkten
Kontakt zum anderen Tier durch die Stangen treten konnten. Nachts wurden die zwei
Hunde in nebeneinander liegenden Einzelboxen gehalten. Sie erhielten Wasser ad
libitum und weiterhin zweimal täglich das gewohnte Futterc) sowie dreimal täglich
Auslauf.
Vor Versuchsbeginn wurde jeder Hund einer klinischen Allgemeinuntersuchung
sowie einer blutchemischen und hämatologischen Untersuchung unterzogen. Nur
Material und Methode
36
Hunde, die aufgrund dieser Befunde als gesund eingestuft wurden, wurden in die
Studie eingeschlossen.
Aufgrund der Abhängigkeit des Versuches von der Reaktion der Tiere auf die
Stimulation, wurden die Tiere über mehrere Wochen an das Tragen der Testsysteme
gewöhnt. Dadurch sollten die falsch positive Interpretation des Verhaltens der Hunde
sowie Stress für die Tiere auf das Mindeste reduziert werden.
3.3 Instrumentierung
Am Abend vor einem Versuchsdurchlauf wurde dem jeweiligen Hund ein zentraler
Venenverweilkatheter (ZVK) per Seldinger Technik in eine Jugularvene gelegtd),e),
über den später die Bolusgabe und die Applikation des Dauertropfes von entweder
Methadon oder Placebo stattfand sowie ein 15 cm langer Venenverweilkatheter,
ebenfalls per Seldinger Technike), in die V. femoralis, über den später die
Blutentnahmen erfolgten. Beim zweiten Versuchsdurchlauf wurde möglichst jeweils
die kontralaterale Vene genutzt. Beide Katheter wurden nach dem Legen mit steriler
0,9 %iger Kochsalzlösungb) gespült. Am Morgen des Versuchs wurden die Tiere in
den Untersuchungsraum geführt und in die dort vorbereiteten Laufgitter verbracht.
Abb. 1: Versuchsumgebung für die mechanische und thermische Reizschwellenbestimmung. Die
Tiere saßen in voneinander abgetrennten Abteilen, konnten aber miteinander durch das Gitter Kontakt
aufnehmen. Die Abteile waren mit Decken und Wassernäpfen sowie einem Spielzeug ausgestattet.
Material und Methode
37
3.3.1 Mechanisches Stimulationsgerät
An einem Vorderbein wurde mit Hilfe einer Manschette der Aktuator zur
mechanischen Reizschwellenbestimmung befestigt, sodass ein integrierter
Metallbolzen dorsal auf der Mitte des Unterarms zu liegen kam. Dieser Metallbolzen
wies einen Durchmesser von 2 mm auf und lief in einer abgeflachten Spitze aus (s.
Abb. 2). Der Aktuator wurde mit einer Kontrolleinheit verbundenf). An das andere
Vorderbein wurde auf gleicher Höhe eine „Dummy“-Manschette mit gleichem
Aussehen, aber ohne entsprechenden Metallbolzen angebracht, welche nicht mit der
Testeinheit verbunden wurde.
Abb. 2: Der mechanische Aktuator inklusive Pin mit 2 mm Durchmesser und flach zulaufender Spitze.
3.3.2 Thermisches Stimulationsgerät
Die Manschette zur thermischen Reizschwellenbestimmung wurde mit Hilfe von
elastischen Klettverschlussbändern am Thorax so befestigt, dass das integrierte
Heizelement auf der zuvor rasierten Fläche an der seitlichen Thoraxwand zu liegen
kam. Nachdem das Heizelement mit der Kontrolleinheitg) verbunden wurde, wurde
das hinter dem Heizelement befindliche Luftkissen so mit Luft gefüllt, dass das
Heizelement mit einem Druck zwischen 30 und 80 mmHg an die Thoraxwand
gepresst wurde, um den Hautkontakt während des gesamten Messzeitraums
sicherzustellen. Der Anpressdruck wurde anhand von Signallichtern an der
Kontrolleinheit überprüft. Ein grünes Licht zeigte an, dass ein Anpressdruck von 30
mmHg oder höher erreicht wurde. Leuchtete ein rotes Licht auf, wurde ein
Anpressdruck von 80 mmHg überschritten.
Material und Methode
38
Danach folgte eine Wartezeit von 30 Minuten, in der sich die Hunde an die
Umgebung akklimatisieren konnten und sich auch das neben dem Heizelement
befindliche Thermometer zur Messung der Hauttemperatur kalibrieren konnte.
Abb. 3: Das thermische Reizschwellengerät, bestehend aus Kontrolleinheit, Brustgurt mit Heizelement
sowie einer Spritze zur Füllung des Luftkissens hinter dem Heizelement.
Material und Methode
39
Abb. 4 & 5: Instrumentierung der Tiere mit Brustgurt zur thermischen Stimulation, Manschetten an
den Vorderbeinen zur mechanische Stimulation oder als Dummy, ZVK zur Infundierung und Katheter
in der V. femoralis zur Blutentnahme
3.4 Medikation
Die Verabreichung des Opioids bzw. Placebos erfolgte nach jeweils drei
Basalwertmessungen (s. u). Im Anschluss erhielten die Tiere entweder in der Gruppe
M einen Bolus in Form von 0,2 mg/kg Körpergewicht (KGW) Methadonhydrochlorida)
oder ein entsprechendes Volumen steriler 0,9 %iger Kochsalzlösung in der
Kontrollgruppe Pb). Daraufhin erfolgte die sofortige Spülung des ZVKs mit 5 ml
steriler Kochsalzlösung und der Start der Dauertropfinfusion mit einer Rate von 1
ml/kg/h unter zur Hilfenahme einer Infusionspumpeh). In der Behandlungsgruppe M
wurde sterile 0,9 %ige Kochsalzlösung so mit Methadon versetzt, dass eine Lösung
mit 0,1 mg/ml entstand, sodass das Versuchstier mit einer Dosierung von 0,1
mg/kg/h infundiert wurde. In der Kontrollgruppe P erfolgte eine Infusion bei gleicher
Rate mit steriler 0,9 %iger Kochsalzlösung. Nach 72 h wurde die Dauertropfinfusion
gestoppt und der dafür benötigte zentrale Venenkatheter kurze Zeit später aus der
Jugularvene entfernt.
Material und Methode
40
3.5 Nozizeptive Reizschwellenbestimmungen
3.5.1 Mechanische Stimulation (MS)
Zuerst erfolgte die Basalwertbestimmung. Hierzu wurden drei Messungen im
Abstand von 30 Minuten vor der Applikation von Methadon/Placebo durchgeführt und
der Mittelwert aus diesen gebildet. Der Bolzen der mechanischen Testeinheit wurde
manuell über Luftdruck, erzeugt durch eine 50 ml Spritzei), gegen den Unterarm des
Tieres mit einer Rate von 0,9 N/s gepresst bis der Hund eine gerichtete Reaktion,
beispielsweise das Hinwenden des Kopfes zur entsprechenden Seite oder das
Anheben oder Schütteln des Beines, zeigte oder ein cut-out Wert von 20 N erreicht
wurde. Die zu erbringende Druckrate wurde anhand von Kontrolllichtern an der
Testeinheit überprüft. Ein grünes Licht zeigte an, wenn die Druckrate zu niedrig war,
also der Stempel der Spritze mit stärkerem Druck gedrückt werden musste. Ein rotes
Licht zeigte an, dass die Druckrate zu hoch war, also weniger Druck auf die Spritze
ausgeübt werden musste. Wenn kein Licht aufleuchtete, war die Druckrate im
gewählten Bereich. Der cut-out Wert sollte Hautschäden sowie die Beschädigung der
Mechanozeptoren vermeiden. Weitere mechanische Stimulationen erfolgten 0,5; 1;
1,5; 2; 3; 4; 6; 8; 12; 24; 28; 32; 36; 48; 52; 56; 60; 72 Stunden nach Bolusinjektion
und Beginn der Infusion sowie 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12 und 24 Stunden
nach Ende der Infusion. Zwischen Messungen, die mehr als eine halbe Stunde
auseinander lagen, wurde der Aktuator vom Bein entfernt und das Tier zur nächsten
Messung, wie oben beschrieben, erneut instrumentiert. Die Wahl des Vorderbeines,
welches stimuliert wurde, erfolgte randomisiert. Die mechanische Stimulation ging
immer der thermischen Stimulation voraus.
3.5.2 Thermische Stimulation (TS)
Auch hier erfolgten erst drei Basalwert-Messungen im Abstand von 30 Minuten vor
der Medikamenten- bzw. Placeboapplikation, deren Mittelwert danach berechnet
wurde. Die Messungen liefen wie folgt ab: Die Hauttemperatur wurde notiert. Danach
begann der Untersucher das Heizelement mit einer durch das Gerät definierten
Heizrate von 0,6 °C/Sek zu erhitzen bis das zu untersuchende Tier eine gezielte
Reaktion auf den Stimulus in Form von beispielsweise Hinwenden des Kopfes zur
entsprechenden Thoraxseite, Hautzuckung oder Vokalisation zeigte, oder die cut-out
Material und Methode
41
Temperatur von 50 °C erreicht wurde. Die Temperatur, bei der der Hund reagiert
hatte oder der cut-out Wert, wurde als thermische Reizschwelle notiert. Der cut-out
Wert wurde gewählt, um Verbrennungsschäden zu vermeiden. Neben den drei
Basalwertmessungen erfolgten weitere thermische Stimulationen direkt im Anschluss
an die mechanische Stimulation nach 0,5; 1; 1,5; 2; 3; 4; 6; 8; 12; 24; 28; 32; 36; 48;
52; 56; 60; 72 Stunden nach Bolusgabe und Beginn der Infusion sowie 0,5; 1; 2; 3; 4;
5; 6; 7; 8; 9; 10; 11; 12 und 24 Stunden nach Ende der Infusion. Zu jeder neuen
Messung wurde das Tier mindestens zwanzig Minuten vor der Messung erneut wie
oben beschrieben instrumentiert, damit sich das integrierte Thermometer wieder an
die Körpertemperatur anpassen konnte.
Zum Ausschluss eines Einflusses verschiedener Hauttemperaturen auf die
thermische Reizschwelle wurde sowohl die Differenz aus beiden (Delta Temperatur,
Δ Temp) als auch die prozentuale thermische Abweichung (% TE) bestimmt.
Zur Berechnung der prozentualen thermischen Abweichung wurde folgende Formel
verwendet:
% TE = 100 (TR – TH) / (TC – TH)
mit TR als Reaktionstemperatur, TH als Hauttemperatur und TC als cut-out Wert (50
°C).
3.6 Bestimmung der Plasmakonzentration
Zur Bestimmung der Methadonplasmaspiegel wurde jedem Tier in beiden
Versuchsdurchläufen Blut über die V. femoralis entnommen. Eine Nullprobe wurde
vor Medikamenten- bzw. Placeboapplikation gewonnen. Es wurden ca. 2,6 ml Blut
pro Probe per Spritze entnommen und in zwei Lithium-Heparin Röhrchenj) überführt
(jeweils 1,3 ml), diese wurden bei 14000 Umdrehungen pro Minute für 2 Minuten
zentrifugiertk) und das Plasma in ein Eppendorf Röhrchenl) abpipettiert. Dieses wurde
dann bis zur Analyse im Labor bei -80 °C tiefgefroren und gelagert. Neben der
Nullprobe wurden weitere Blutproben zu den Zeitpunkten 1, 15, 30 Minute(n) und 1,
2, 4, 6, 12, 24, 36, 48, 72 Stunde(n) nach Bolusinjektion und Beginn der Infusion
sowie 1, 4, 8 und 24 Stunde(n) nach Ende der Infusion in beiden Gruppen gewonnen
und das Plasma tiefgefroren. Der Venenverweilkatheter in der V. femoralis wurde
nach der letzten Blutentnahme gespült und entfernt. Die Methadonspiegel der
Material und Methode
42
Plasmaproben der Gruppe M wurden anschließend in einem Speziallabor bestimmt
(Toxikologisches Institut der Universitätsmedizin Göttingen).
Dies erfolgte mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC/Ms) und
deuteriertem internen Standard.
Die jeweilige Probe wurde wie folgt vorbereitet: Jeweils 1 ml der Serumprobe wurde
mit 20 µl deuteriertem, internen Standard (Methadon-D9) versetzt, mit 100 µl
einmolarer Natronlauge alkalisiert und mittels Vortex-Mixer gemischt. Die Extraktion
erfolgte mit 3 ml 1-Chlorbutan nach intensiver Phasendurchmischung. Anschließend
wurden die Proben zur Phasentrennung zentrifugiert, 2,5 ml der organischen Phase
entnommen und mit Stickstoff zur Trockene verblasen. Die getrockneten Extrakte
wurden in 20 µl Ethylacetat resuspendiert und 2 µl dieser Lösung mittels
Autosampler dem GC/Ms-System zugeführt.
Die Analyse der Extrakte erfolgte durch Gaschromatographie/Massenspektrometrie
im Selected Ion Monitoring-Modus (SIM). Das GC-Ms-System (Agilent Technologies)
bestand aus einem Gaschromatograph 66890N gekoppelt mit einem Quadrupol-
Massenspektrometer (MSD 5975C), Split/Splitless Injektor und einem Autosampler
7683B.
Die gaschromatographische Analyse wurde unter folgenden Bedingungen
vorgenommen:
Es wurde als Trennsäule eine Kapillarsäule MN OPTIMA 5-MS Accent
(Silarylenphase, 30 m, 0,25 mm ID 0,25 µm Filmdicke) verwendet und als Trägergas
diente He 5.0 bei konstantem Fluss mit einer Flussrate von 1,0 ml/min. Die Injektor-
Temperatur betrug 270 °C sowie die Transferline-Temperatur 300 °C. Es wurde ein
Ofen-Temperaturprogramm durchgeführt, bei dem die Probe 2 Minuten isotherm bei
100 °C gehalten wurde, dann mit einer Anstiegsrate von 30 °C/min auf 340 °C erhöht
wurde und 5 Minuten isotherm bei 340 °C gehalten wurde. Die Run Time betrug 15,0
Minuten.
Die massenspektrometische Analyse wurde unter folgenden Bedingungen
vorgenommen:
Die Ionenquellentemperatur betrug 300 °C, die Quadrupoltemperatur 150 °C und der
Solvent Delay 7,0 Minuten. Die Akquisition erfolgte im SIM-Modus. Es wurden
folgenden Ionen gemessen:
Methadon D9 (IST) m/z = Target-Ion:303, Qualifier-Ionen: 78, 226 (amu)
RT 8,39 min.
Material und Methode
43
Methadon m/z = Target-Ion: 294, Qualifier-Ionen: 72, 223 (amu)
RT 8,41 min.
Die quantitative Auswertung der Messungen wurde mit der Agilent ChemStation-
Software durchgeführt. Sie basiert auf den Peakflächenverhältnissen der Target-
Ionen Methadon zu IST. Die Qualifier-Ionen sowie die Retentionszeiten RT wurden
zur Peakerkennung als auch zur Substanzidentifizierung herangezogen. Die
Kalibration erfolgte jeweils durch eine Serumkalibration mit fünf von null
unterschiedlichen Konzentrationskalibratoren. Die Kalibrations-Standards wurden
jeweils aus einer zertifizierten Referenzlösung (LGC Promochem) erstellt.
Die Bestimmungsgrenze für Methadon lag bei 5 ng/ml.
Pharmakokinetische Daten wurden am Institut für Pharmakologie, Toxikologie und
Pharmazie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, mit der Pharmakokinetik-
Software WinNonlin 6.4 analysiert. Hier wurde ein Ein-Kompartment-Modell gewählt
und der Plasmaspiegel 1 Minute nach Methadonbolusgabe und Start der DTI aus der
Analyse ausgeschlossen.
3.7 Herz-Kreislauf, Atmung, Temperatur
Die Erfassung der Vitalparameter erfolgte immer eine Viertelstunde vor einer
bevorstehenden Messung von mechanischen und thermischen Reizschwellen.
Zur Überwachung der Herz-Kreislauf-Parameter wurden Herzfrequenz (HF) und -
rhythmus mittels Auskultation und der Blutdruck (BD) oszillometrischm) an der A.
coccygealis bestimmt. Dafür wurde eine Manschette gewählt, deren Breite ca. 40 %
des Rutenumfangs entsprachn). Es wurde jeweils ein Basalwert vor der Gabe des
Medikaments bestimmt. An Tag 1 erfolgten Herzfrequenzbestimmungen erst
stündlich, danach zweistündlich jeweils eine viertel Stunde vor der nächsten
Schwellenwertmessung (siehe Zeitstrahl unten). An Tag 2, 3 und 4 wurde sie jeweils
im Zweistundentakt, angefangen 15 Minuten vor der ersten Schwellenwertmessung
bis 15 Minuten vor der letzten Schwellenwertmessung des Tages erfasst. An Tag 5
des Versuchs erfolgte eine letzte Bestimmung der Herzfrequenz eine Viertelstunde
vor der letzten Schwellenwertmessung.
Zur Blutdruckbestimmung wurde aus drei bis fünf, höchstens 10 % voneinander
abweichenden Messwerten pro Messzeitpunkt der jeweilige Mittelwert für den
systolischen, diastolischen und mittleren Blutdruck gebildet. Blutdruckbestimmungen
Material und Methode
44
erfolgten am ersten Tag, abgesehen von der Basalwertmessung, erst stündlich (s.
Zeitstrahl unten), danach zwei- bis vierstündlich. An Tag 2, 3 und 4 wurden die
Blutdruckmessungen vierstündlich vorgenommen. An Tag 5 wurde der Blutdruck vor
der letzten Schwellenwertmessung ein letztes Mal gemessen.
Die Atemfrequenz (AF) wurde durch Auszählen der Thoraxwandbewegungen
bestimmt. Dies geschah analog zur Herzfrequenzbestimmung (s. Zeitstrahl unten).
Die Temperatur (Temp) wurde rektal durch ein handelsübliches, digitales
Thermometero) im Anschluss an die Blutdruck- und Verhaltensscorebestimmung (s.
Zeitstrahl unten) gemessen.
3.8 Verhaltensscores (VhS )
Zur Evaluierung des Verhaltens und des Sedations- bzw. des Exzitationsgrades
wurden zwei bereits in anderen Studien beim Hund verwendete Scores angewandt.
Der eine ist ein einfacher deskriptiver Score für Exzitation/Sedation (EGGER et al.
2007), bei dem das Verhalten mit einer ganzen Zahl zwischen -3 für „nicht weckbar“
und +3 für „starke Exzitationen“ in Form von Rollen im Käfig, starkes Zucken,
Kratzen am Boden oder ähnlichem, beurteilt wird (s. Anhang). Bei dem anderen
handelt es sich um ein multimodales Scoringsystem (HOFMEISTER et al. 2010), bei
dem unterschiedliche Parameter (Lautäußerung, Körperhaltung, Erscheinungsbild,
interaktives Verhalten, Reaktionen auf Geräusche und Zwangsmaßnahmen) einzeln
bewertet und später zusammengefasst werden, sodass ein Wert zwischen -10 und
+14 entsteht. Negative Werte zeigen dysphorisches Verhalten an, während positive
Werte für eine Sedation sprechen (s. Anhang). Die beiden Scores wurden immer in
der gleichen Abfolge und durch dieselbe Person durchgeführt und nahmen jeweils
ca. die gleiche Zeit in Anspruch. Die Beurteilung des Verhaltens erfolgte zum
gleichen Zeitpunkt wie die Erfassung der Herz-Kreislauf-, Atmungs- und
Temperaturparameter (s. Zeitstrahl unten). Zunächst wurde der deskriptive Score
bestimmt und dann nacheinander die Atemfrequenz, Lautäußerungen, Körperhaltung
und Erscheinungsbild von außerhalb des Laufstalls erfasst. Danach erfolgte die
Erhebung der Parameter innerhalb des Laufstalls am Tier, und zwar in folgender
Reihenfolge: Interaktives Verhalten, Herzfrequenz, Blutdruck, Reaktion auf
Zwangsmaßnahmen, Rektaltemperatur und letztlich die Reaktion auf Geräusche.
Material und Methode
45
3.9 Magen-Darm-Passagezeit
Die Magen-Darm-Passagezeit wurde bestimmt, indem dem Tier morgens an den
Versuchstagen 1 und 3 medizinische Kohlep) (in einer Dosierung von 0,5 mg/kg,
beziehungsweise die nächst höhere oder niedrigere ganze Tablette) mit dem Futter
eingegeben wurde und die Zeit gemessen wurde, bis das Tier schwarz verfärbten
Kot absetzte.
3.10 Weitere adverse Effekte
Zudem wurde während des gesamten Versuchsdurchgangs auf jedwede abnormale
Vorkommnisse und Auffälligkeiten geachtet und diese mit Uhrzeit vermerkt.
3.11 Statistische Auswertung
Die statistische Auswertung erfolgte mithilfe der statistischen Software SAS
Enterprise Guide 7.1. Graphiken wurden mit dem Programm GraphPad Prism 6
erstellt.
Tests auf Normalverteilung der erhobenen Parameter wurden durch den Shapiro-
Wilk-, den Kolmogorov-Smirnov-, den Cramer-von Mises- und den Anderson-Darling-
Test sowie q-q Plots durchgeführt. Parametrische Daten wurden mithilfe ein- und
zweifaktorieller ANOVA analysiert, wohingegen nicht-parametrische Daten durch den
Vorzeichen-Rang-Test ausgewertet wurden.
Das Signifikanzniveau wurde mit α = 5% festgesetzt.
Material und Methode
46
3.12 Zeitstrahl
über den Ablauf von nozizeptiven Tests, Blutentnahmen, Herz-Kreislauf-Parametern,
Atmung, Temperatur und Verhaltensscores
-65 Min 1. Basalwertmessung MS + TS
-45 Min Basalwertmessung HF + AF+ BD + Temp + VhS
-35 Min 2. Basalwertmessung MS + TS
- 5 Min 3. Basalwertmessung MS + TS, 1. Blutprobe (Nullprobe)
0 Min Bolusinjektion + Start der Infusion
1 Min 2. Blutprobe
15 Min 3. Blutprobe
30 Min MS + TS, 4. Blutprobe
45 Min HF + AF + BD + Temp + VhS
1 h MS + TS, 5. Blutprobe
1,5 h MS + TS
1,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
2 h MS + TS, 6. Blutprobe
2,75 h HF + AF
3 h MS + TS
3,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
4 h MS + TS, 7. Blutprobe
5,75 h HF + AF
6 h MS + TS, 8. Blutprobe
7,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
8 h MS + TS
9,75 h HF + AF
11,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
12 h MS + TS, 9. Blutprobe Ende Tag 1
23,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
24 h MS + TS, 10. Blutprobe
25,75 h HF + AF
27,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
28 h MS + TS
29,75 h HF + AF
31,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
32 h MS + TS
Material und Methode
47
33,75 h HF + AF
35,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
36 h MS + TS, 11. Blutprobe Ende Tag 2
47,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
48 h MS + TS, 12. Blutprobe
49,75 h HF + AF
51,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
52 h MS + TS
53,75 h HF + AF
55,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
56 h MS + TS
57,75 h HF + AF
59,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
60 h MS + TS Ende Tag 3
71,75 h HF + AF + BD + Temp + VhS
72 h MS + TS, 13. Blutprobe, Infusionsende 0 Min
MS + TS 30 Min
MS + TS, 14. Blutprobe 1 h
HF + AF 1,75 h
MS + TS 2 h
MS + TS 3 h
HF + AF + BD + Temp + VhS 3,75 h
MS + TS, 15. Blutprobe 4 h
MS + TS 5 h
HF + AF 5,75 h
MS + TS 6 h
MS + TS 7 h
HF + AF + BD + Temp + VhS 7,75 h
MS + TS, 16. Blutprobe 8 h
MS + TS 9 h
HF + AF 9,75 h
MS + TS 10 h
MS + TS 11 h
HF + AF + BD + Temp + VhS 11,75 h
Ende Tag 4 MS + TS 12 h
HF + AF +BD + Temp + VhS 23,75 h
MS + TS, 17. Blutprobe 24 h
Material und Methode
48
3.13 Materialliste
a) Comfortan® 10 mg/ml, Albrecht GmbH, Aulendorf, Deutschland
b) Isotone Kochsalz-Lösung, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland
c) Hill’s Ideal Balance Canine Adult NO GRAIN, Hill´s Pet Nutrition GmbH,
Hamburg, Deutschland
d) Certofix® Mono V330, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland
e) Certofix® Mono S215, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland
f) WT1 Wired mechanical threshold testing system, Topcat Metrology Ltd Modell:
TCM 044, Ely, GB
g) TT1 manual- thermal threshold testing system Topcat Metrology Ltd. Modell:
TCM 045, Ely, GB
h) Infusomat® fmS, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland
i) Omnifix® 50 ml, B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland
j) Probengefäß 1,3 ml LH, Sarstedt AG & Co, Nümbrecht, Deutschland
k) Eppendorf centrifuge 5418, Eppendorf Vertrieb Deutschland GmbH,
Wesseling, Deutschland
l) Reaktionsgefäße 3810X, 1,5 ml, Eppendorf AG, Hamburg, Deutschland
m) Petmap graphic, Ramsey Medical Inc., Tampa, USA
n) Dräger Blutdruckmanschette Neonatal 3, Drägerwerk AG & Co. KGaA,
Lübeck, Deutschland
o) VT 1831, Microlife AG, Widnau, Schweiz
p) Kohle Compretten, Merck Selbstmedikation GmbH, Darmstadt, Deutschland
Ergebnisse
49
4 Ergebnisse
4.1 Nozizeptive Tests
Aufgrund des vorangegangenen Trainings tolerierten die Hunde die Testsysteme gut.
Ein Hund beschädigte ein druckstabiles Kabel der mechanischen Testeinheit durch
Kauen.
4.1.1 Mechanische Schwellenwerte
Bei der mechanischen Schwellenwertmessung wurden nur 6 Hunde in die
Auswertung eingeschlossen, da ein Hund aufgrund technischer Probleme
ausgeschlossen werden musste.
In Gruppe M stieg der mechanische Schwellenwert gegenüber dem gemittelten
Basalwert (5,52 ± 0,64 N) zu den Messzeitpunkten 30 Minuten (15,81 ± 4,48 N (p <
0,0001)); 1 Stunde (14,51 ± 4,74 N (p < 0,0001)); 1,5 (9,8 ± 2,72 N (p = 0,0374)); 2
(13,61 ± 5,34 N (p = 0,0001)); 3 (13,91 ± 3,12 N (p < 0,0001)); 4 (13,36 ± 3,98 N (p =
0,0002)); 6 (16,21 ± 3,53 N (p < 0,0001)); 8 (14,42 ± 4,11 N (p < 0,0001)); 12 (15,59
± 4,71 N (p < 0,0001)); 24 (11,57 ± 5,27 N (p = 0,0035)); 28 (10,31 ± 1,89 N (p =
0,0202)); 32 (15,00 ± 3,97 N (p < 0,0001)); 36 (11,86 ± 2,34 N (p = 0,0022)); 52
(12,71 ± 5,82 N (p = 0,0006)); 56 (13,22 ± 3,15 N (p = 0,0002)) und 60 (12,28 ± 6,00
N (p = 0,0011)) Stunden nach Beginn der Infusion sowie 30 Minuten (12,84 ± 5,08 N
(p = 0,0004)), 2 (10,95 ± 2,46 N (p = 0,0086)) und 4 (9,63 ± 3,89 N (p = 0,0458))
Stunden nach Ende der Infusion signifikant an. In Gruppe P war 12 Stunden (4,89 ±
1,20 N (p = 0,0330)) nach Ende der Infusion der mechanische Schwellenwert
signifikant niedriger als der gemittelte Basalwert (7,05 ± 1,61N) (Abb. 1).
Die mechanischen Schwellenwerte waren zu den Zeitpunkten 30 Minuten (M: 15,81
± 4,48 N; P: 5,24 ± 0,92 N (p < 0,0001)), 1 Stunde (M: 14,51 ± 4,74 N; P: 6,93 ± 3,12
N (p = 0,0060)), 2 (M: 13,61 ± 5,34 N; P: 6,62 ± 1,69 N (p = 0,0252)), 3 (M: 13,91 ±
3,12 N; P: 5,83 ± 1,33 N (p = 0,0016)), 4 (M: 13,36 ± 3,98 N; P: 6,38 ± 1,57 N (p =
0,0258)), 6 (M: 16,21 ± 3,53 N; P: 5,63 ± 0,71 N (p < 0,0001)), 8 (M: 14,42 ± 4,11 N;
P: 5,45 ± 1,50 N (p = 0,0001)), 12 (M: 15,59 ± 4,71 N;P: 7,75 ± 4,56 N (p = 0,0031)),
32 (M: 15,00 ± 3,97 N; P: 6,07 ± 1,97 N (p = 0,0001)), 52 (M: 12,71 ± 5,82 N; P: 5,58
± 1,28 N (p = 0,0184)), 56 (M: 13,22 ± 3,15 N; P: 6,14 ± 1,40 N (p = 0,0205)) und 60
Ergebnisse
50
(M: 13,34 ± 6,14 N; P: 5,52 ± 0,92 N (p = 0,0413)) Stunden nach Beginn der Infusion
signifikant höher in Gruppe M im Vergleich zu Gruppe P (Abb. 1).
Abb. 6: Mittelwert ± Standardabweichung der mechanischen Schwellenwerte (MS) von 6 Hunden
über die Zeit in Newton (N) in der Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die
Standardabweichung nur in eine Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte
Linie zeigt den Start der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an.
Signifikante Unterschiede zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der
Placebogruppe zum Basalwert mit #. Signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen sind durch °
gekennzeichnet. Signifikanzniveau ist α = 5 %.
4.1.2 Thermische Schwellenwerte
4.1.2.1 Hauttemperatur
In Gruppe M sank die Hauttemperatur signifikant zum Basalwert (35,1 ± 0,9 °C) zu
den Zeitpunkten 1 Stunde (33,8 ± 0,9 °C (p = 0,0002)); 1,5 (33,5 ± 1,0 °C (p <
0,0001)); 2 (33,9 ± 0,7 °C (p = 0,0005)); 3 (34,0 ± 0,9°C (p = 0,0017)); 4 (34,0 ± 0,7
°C (p = 0,0011)); 6 (34,1 ± 0,6 °C (p = 0,0045)); 8 (33,7 ± 0,7 °C (p < 0,0001)); 12
(34,1 ± 0,5 °C (p = 0,0030)); 24 (33,4 ± 0,6 °C (p < 0,0001)); 28 (33,8 ± 0,5 °C (p =
0,0002)); 32 (33,8 ± 0,8 °C (p = 0,0002)); 36 (34,1 ± 0,7 °C (p = 0,0026)); 48 (33,9 ±
Ergebnisse
51
0,8 °C (p = 0,0007)); 52 (33,9 ± 1,1 °C (p = 0,0005)); 56 (34,1 ± 0,5 °C (p = 0,0026));
60 (34,2 ± 1,0 °C (p = 0,0119)) und 72 Stunden (34,1 ± 0,4 °C ( p = 0,0039)) nach
Beginn der Infusion sowie 30 Minuten (34,2 ± 0,8 °C (p = 0,0083)) und 1 Stunde
(34,1 ± 0,6 °C (p = 0,0058)) nach Ende der Infusion ab und war 12 Stunden (36,0 ±
0,4 °C (p = 0,0098)) nach Ende der Infusion signifikant erhöht. In Gruppe P bestand
ein signifikanter Abfall der Hauttemperatur zum Basalwert (35,3 ± 0,6 °C) 7 Stunden
(34,6 ± 0,8°C (p = 0,0157)) nach Ende der Infusion. Außerdem war die
Hauttemperatur zu den Zeitpunkten 1 Stunde (M: 33,8 ± 0,9 °C; P: 35,5 ± 0,6 °C (p =
0,0064)); 1,5 (M: 33,5 ± 1,0 °C; P: 35,1 ± 0,6 °C (p = 0,0076)); 24 (M: 33,4 ± 0,6 °C;
P: 35,3 ± 0,5 °C (p = 0,0003)) und 48 (M: 33,9 ± 0,8 °C; P: 35,4 ± 0,4 °C (p =
0,0476)) Stunden nach Beginn der Infusion in Gruppe M signifikant niedriger im
Vergleich zu Gruppe P (Abb. 2).
Abb. 7: Mittelwert ± Standardabweichung der Hauttemperatur von 7 Hunden über die Zeit in °C in der
Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die Standardabweichung nur in eine
Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte Linie zeigt den Start der
Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an. Signifikante Unterschiede
zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der Placebogruppe zum
Basalwert mit #. Signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen sind durch ° gekennzeichnet.
Signifikanzniveau ist α = 5 %.
Ergebnisse
52
4.1.2.2 Thermischer Schwellenwert
In der Gruppe M kam es zu einem signifikanten Anstieg des thermischen
Schwellenwerts gegenüber dem Basalwert (43,3 ± 0,7 °C) zu den Zeitpunkten 30
Minuten (48,4 ± 2,4 °C (p < 0,0001)), 1 Stunde (46,2 ± 3,2 °C (p = 0,0212)), 2 (46,6 ±
3,4 °C (p = 0,0087)), 3 (47,6 ± 2,3 °C (p = 0,0007)), 4 (46,9 ± 2,2 °C (p = 0,0042)), 6
(47,5 ± 2,4 °C (p = 0,0010)), 8 (46,9 ± 3,1 °C (p = 0,0048)), 24 (47,1 ± 3,3 °C (p =
0,0028)), 28 (47,0 ± 2,8 °C (p = 0,0032)), 32 (45,9 ± 3,0 °C (p = 0,0403)), 36 (46,4 ±
2,3 °C (p = 0,0144)), 48 (47,4 ± 3,7 °C (p = 0,0014)), 56 (45,9 ± 2,9 °C (p = 0,0393)),
60 (46,5 ± 2,9 °C (p = 0,0102)) und 72 (46,1 ± 3,8 °C (p = 0,0275)) Stunden nach
Beginn der Infusion sowie 30 Minuten (47,1 ± 2,4 °C (p = 0,0031)), 2 (45,9 ± 2,6 °C
(p = 0,0403)), 3 (46,7 ± 2,6 °C (p = 0,0079)), 7 (45,9 ± 2,2 °C (p = 0,0393)), 11 (46,4
± 3,2 °C (p = 0,0139)) und 24 (46,4 ± 2,5 °C (p = 0,0131)) Stunden nach Ende der
Infusion. In Gruppe P war der thermische Schwellenwert zum Basalwert (44,0 ± 1,4
°C) 2 (46,6 ± 2,7°C (p = 0,0179)) Stunden nach Beginn der Infusion signifikant
erhöht. Jedoch konnte zu keinem Zeitpunkt ein signifikanter Unterschied für den
thermischen Schwellenwert zwischen den beiden Behandlungsgruppen festgestellt
werden (Abb. 3).
Ergebnisse
53
Abb. 8: Mittelwert ± Standardabweichung der thermischen Schwellenwerte (TS) von 7 Hunden über
die Zeit in °C in der Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die
Standardabweichung nur in eine Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte
Linie zeigt den Start der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an.
Signifikante Unterschiede zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der
Placebogruppe zum Basalwert mit #. Signifikanzniveau ist α = 5 %.
4.1.2.3 Delta T
In Gruppe M war ein signifikanter Anstieg von Delta T zum Basalwert (8,2 ± 0,7 °C)
zu den Zeitpunkten 30 Minuten (13,7 ± 2,6 °C (p < 0,0001)); 1 Stunde (12,4 ± 4,0 °C
(p = 0,0018)); 1,5 (12,0 ± 2,7 °C (p = 0,0047)); 2 (12,7 ± 3,3 °C (p = 0,0008)); 3 (13,6
± 2,5 °C (p < 0,0001)); 4 (13,0 ± 2,6 °C (p = 0,0004)); 6 (13,4 ± 2,7 °C (p = 0,0001));
8 (13,2 ± 3,0 °C (p = 0,0002)); 12 (11,5 ± 2,8 °C (p = 0,0123)); 24 (13,7 ± 3,6 °C (p <
0,0001)); 28 (13,2 ± 2,7 °C (p = 0,0002)); 32 (12,1 ± 3,1 °C (p = 0,0037)); 36 (12,3 ±
2,7 °C (p = 0,0020)); 48 (13,4 ± 3,7 °C (p = 0,0001)); 52 (11,5 ± 2,3 °C (p = 0,0142));
56 (11,8 ± 3,1 °C (p = 0,0064)); 60 (12,3 ± 3,5 °C (p = 0,0021)); 72 (12,0 ± 3,7 °C (p
= 0,0047)) Stunden nach Beginn der Infusion und 30 (12,9 ± 2,0 °C (p = 0,0005))
Minuten, 1 (11,6 ± 2,8 °C (p = 0,0112)) Stunde, 2 (10,9 ± 3,2 °C (p = 0,0382)), 3
(11,7 ± 3,1 °C (p = 0,0085)) und 24 (11,1 ± 2,9 °C (p = 0,0294)) Stunden nach Ende
Ergebnisse
54
der Infusion festzustellen. Im Gegensatz dazu lag in Gruppe P nur 2 Stunden (11,3 ±
2,4 °C (p = 0,0273)) nach Beginn der Infusion eine signifikante Erhöhung von Delta T
zum Basalwert (8,7 ± 1,7 °C) vor. Zwischen den Behandlungsgruppen war 6 Stunden
(M: 13,4 ± 2,7 °C; P: 7,4 ± 1,5 °C (p = 0,0123)) nach Beginn der Infusion ein
signifikanter Unterschied zu verzeichnen (Abb. 4).
Abb. 9: Mittelwert ± Standardabweichung von Delta T (ΔT) von 7 Hunden über die Zeit in °C in der
Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die Standardabweichung nur in eine
Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte Linie zeigt den Start der
Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an. Signifikante Unterschiede
zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der Placebogruppe zum
Basalwert mit #. Signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen sind durch ° gekennzeichnet.
Signifikanzniveau ist α = 5 %.
4.1.2.4 prozentuale thermische Abweichung
In Gruppe M war die prozentuale thermische Abweichung 30 Minuten (89,5 ± 16,1 %
(p < 0,0001)); 1 Stunde (75,7 ± 20,5 % (p = 0,0119)); 1,5 (72,1 ± 13,0 % (p =
0,0366)); 2 (79,2 ± 20,7 % (p = 0,0034)); 3 (84,9 ± 14,7 % (p = 0,0003)); 4 (80,5 ±
14,3 % (p = 0,0020)); 6 (84,0 ± 15,7 % (p = 0,0005)); 8 (80,9 ± 18,4 % (p = 0,0018));
12 (72,7 ± 19,3 % (p = 0,0309)); 24 (82,3 ± 20,0 % (p = 0,0010)); 28 (81,8 ± 17,1 %
(p = 0,0012)); 32 (74,4 ± 18,7 % (p = 0,0185)); 36 (77,1 ± 14,5 % (p = 0,0075)); 48
Ergebnisse
55
(83,8 ± 22,6 % (p = 0,0005)); 52 (71,1 ± 14,2 % (p = 0,0493)); 56 (74,0 ± 18,4 % (p =
0,0206)); 60 (77,5 ± 19,1 % (p = 0,0065)) und 72 (75,4 ± 23,4 % (p = 0,0133))
Stunden nach Beginn der Infusion und 30 Minuten (81,8 ± 14,9 % (p = 0,0013)), 1
Stunde (72,6 ± 15,4 % (p = 0,0322)), 2 (72,0 ± 17,7 % (p = 0,0383)), 3 (77,3 ± 17,3 %
(p = 0,0069)), 7 (71,3 ± 15,0 % (p = 0,0462)), 11 (74,1 ± 23,5 % (p = 0,0202)) sowie
24 (75,3 ± 17,3 % (p = 0,0135)) Stunden nach Ende der Infusion signifikant zum
Basalwert (54,9 ± 4,4 %) erhöht. In Gruppe P hingegen kam es nur 2 Stunden (77,4
± 17,6 % (p = 0,0150)) nach Beginn der Infusion zu einem signifikanten Anstieg der
prozentualen thermischen Abweichung zum Basalwert (58,9 ± 10,0 %). Zwischen
den Gruppen M und P waren keine signifikanten Unterschiede für die prozentuale
thermische Abweichung zu verzeichnen (Abb. 5).
Abb. 10: Mittelwert ± Standardabweichung der prozentualen thermischen Abweichung (%TE) von 7
Hunden über die Zeit in % in der Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die
Standardabweichung nur in eine Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte
Linie zeigt den Start der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an.
Signifikante Unterschiede zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der
Placebogruppe zum Basalwert mit #. Signifikanzniveau ist α = 5 %.
Ergebnisse
56
4.2 Pharmakokinetik
In Tabelle 1 sind die gemessenen Methadonplasmakonzentrationen der einzelnen
Hunde sowie der jeweilige Mittelwert mit Standardabweichung (SD) dargestellt. Hund
3 wurde zu Minute 1 als extremer Ausreißer und mögliche Kontamination aus der
Mittelwertberechnung ausgeschlossen.
Tabelle 1: Methadonplasmaspiegel von 7 Beaglen nach 0,2 mg/kg Bolus i.v. und 0,1 mg/kg/h als DTI
i.v. zu verschiedenen Messzeitpunkten in ng/ml sowie Mittelwert ± Standardabweichung (SD)
Zeit
(h)
Hund
1
Hund
2
Hund
3
Hund
4
Hund
5
Hund
6
Hund
7
Mittelwert SD
B 0 0 0 0 0 0
0
(n = 6)
0
(n = 6)
0,167 140 75 0 75 49 32 42
68,83
(n = 6)
39,02
(n = 6)
0,25 35 13 34 29 31 14 23 25,57 9,13
0,5 30 9 18 18 27 10 18 18,57 7,83
1 22 11 19 23 18 12 22 18,14 4,88
2 23 12 19 18 16 14 18 17,14 3,58
4 24 15 20 30 20 15 19 20,43 5,26
6 26 17 24 27 23 19 22 22,57 3,60
12 34 23 24 34 32 26 28 28,71 4,64
24 34 26 31 40 38 31 26 32,29 5,44
36 25 26 29 41 43 37 25 32,29 7,85
48 40 27 31 49 39 38 24 35,43 8,62
72 31 23 34 40 42 34 24 32,57 7,25
73 33 26 28 31 36 22 21 28,14 5,58
76 14 14 19 14 21 14 15 15,86 2,91
80 10 7 11 7 11 6 0 7,86 2,97
96 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Ergebnisse
57
In Abbildung 11 ist beispielhaft an einem Tier die Annäherung der über das 1-
Kompartment-Modell errechneten Verlaufskurve an die gemessenen
Methadonkonzentrationen dargestellt.
Abb. 11: Die Methadonplasmaspiegel des Hundes Maja (Hund 2) in ng/ml über die Zeit. Die Kreise
symbolisieren die gemessenen Werte, während die Linie die aus dem Modell errechnete
Verlaufskurve darstellt
Ergebnisse
58
Anhand des errechneten Verlaufs der Plasmakonzentrationen ergaben sich im 1-
Kompartment Modell folgende pharmakokinetische Daten:
Tabelle 2: Pharmakokinetische Daten der einzelnen Hunde sowie Mittelwert (MW) und
Standardabweichung (SD)
Area under the
curve (AUC)
(ng*h/ml)
Maximale
Konzentration
(Cmax.) (ng/ml)
Clearance
(Cl)
(ml/kg/min)
Mean
residence time
(MRT) (h)
Verteilungs
-volumen
(Vss) (l/kg)
Terminale
Halbwerts-
zeit (t1/2) (h)
Hund 1 2438,80 33,87 49,20 1,42 4,21 0,99
Hund 2 1934,19 26,86 62,04 4,93 18,37 3,42
Hund 3 2339,59 32,49 51,29 3,64 11,21 2,53
Hund 4 2952,66 41,01 40,64 2,90 7,07 2,01
Hund 5 2944,98 40,90 40,75 5,25 12,84 3,64
Hund 6 2355,29 32,71 50,95 4,76 14,55 3,30
Hund 7 1839,83 25,55 65,22 0,91 3,55 0,63
MW ±
SD
2400,76 ±
435,96
33,34 ±
6,05
51,44 ±
9,47
3,40 ±
1,74
10,26 ±
5,53
2,36 ±
1,20
Der Steady state wurde nach 4-5 x der terminalen Halbwertszeit angenommen, also
nach circa 9,4 bis 11,8 Stunden. Im steady state (grau unterlegt in Tabelle 1)
bewegten sich die Plasmaspiegel im Mittel zwischen 29 und 35 ng/ml bei Extrema
von 23 und 49 ng/ml. Der Variationskoeffizient der Methadonkonzentration lag bei
den einzelnen Hunden im steady state zwischen 6,6 und 14,7 % und im Mittel bei
11,7 %.
Die graphische Gegenüberstellung der mechanischen Schwellenwerte sowie der
prozentualen thermischen Abweichung aus Gruppe M zu den gemessenen
Methadonkonzentrationen sind in den folgenden Abbildungen 6 & 7 dargestellt.
Ergebnisse
59
Abb. 12: Gegenüberstellung der mechanischen Schwellenwerte (MS) in Newton (N) aus Gruppe M zu
den erhobenen Methadonplasmaspiegeln in ng/ml, beide dargestellt als Mittelwert mit
Standardabweichung. Zur besseren Übersicht ist die Standardabweichung nur in eine Richtung
dargestellt. B bezeichnet den erhobenen Basalwert, der gestrichelte Pfeil markiert das Ende der
Infusionszufuhr. * kennzeichnet signifikante Unterschiede des MS zum Basalwert in Gruppe M, °
signifikante Unterschiede zur Placebogruppe. Signifikanzniveau ist α = 5 %
Ergebnisse
60
Abb. 13: Gegenüberstellung der prozentualen thermischen Abweichung (%TE) in % aus Gruppe M zu
den erhobenen Methadonplasmaspiegeln in ng/ml, beide dargestellt als Mittelwert mit
Standardabweichung. Zur besseren Übersicht ist die Standardabweichung nur in eine Richtung
dargestellt. B bezeichnet den erhobenen Basalwert, der gestrichelte Pfeil markiert das Ende der
Infusionszufuhr. * kennzeichnet signifikante Unterschiede der %TE zum Basalwert in Gruppe M.
Signifikanzniveau ist α = 5 %
4.3 Vitalparameter
Über die gesamte Versuchsdauer konnten keine signifikanten Unterschiede, die
Atemfrequenz und den Blutdruck betreffend, zwischen der Methadon- und der
Placebogruppe festgestellt werden.
Ergebnisse
61
4.3.1 Atemfrequenz
Tabelle 3: Signifikant veränderte Mittelwerte und Standardabweichungen der Atemfrequenz
(Atemzüge/Min) im Vergleich zum Basalwert (BW) zu den Messzeitpunkten (h) nach Infusionsbeginn
in Gruppe M und Gruppe P mit zugehörigen p-Werten. Ein Gruppenunterschied lag zu keinem
Zeitpunkt vor.
Messzeitpunkt
(h)
Gruppe M Gruppe M zum
Basalwert
Gruppe P Gruppe P zum
Basalwert
BW 16 ± 3 19 ± 4
0,75 12 ± 2 p = 0,0016 15 ± 5 p = 0,0307
1,75 12 ± 2 p = 0,0003 14 ± 3 p = 0,0041
2,75 13 ± 2 p = 0,0075
3,75 13 ± 2 p = 0,0036 14 ± 5 p = 0,0013
5,75 13 ± 2 p = 0,0036 14 ± 5 p = 0,0023
7,75 12 ± 1 p = 0,0003 14 ± 4 p = 0,0013
9,75 14 ± 6 p = 0,0041
11,75 13 ± 2 p = 0,0036 13 ± 3 p = 0,0007
25,75 12 ± 0 p = 0,0007 13 ± 2 p < 0,0001
27,75 13 ± 2 p = 0,0002
29,75 11 ± 2 p < 0,0001 14 ± 3 p = 0,0013
31,75 12 ± 0 p = 0,0007 13 ± 3 p < 0,0001
33,75 11 ± 1 p < 0,0001 12 ± 1 p < 0,0001
35,75 12 ± 0 p = 0,0007 15 ± 3 p = 0,0119
47,75 13 ± 2 p = 0,0036
49,75 12 ± 0 p = 0,0007 14 ± 2 p = 0,0013
51,75 11 ± 1 p = 0,0001 15 ± 4 p = 0,0119
53,75 12 ± 2 p = 0,0016 13 ± 3 p = 0,0007
55,75 12 ± 0 p = 0,0007 13 ± 2 p < 0,0001
57,75 12 ± 0 p = 0,0007 13 ± 2 p = 0,0004
59,75 13 ± 2 p = 0,0036 14 ± 2 p = 0,0013
Ergebnisse
62
71,75 14 ± 3 p = 0,0041
73,75 13 ± 2 p = 0,0149 14 ± 2 p = 0,0041
75,75 13 ± 2 p = 0,0149 13 ± 2 p = 0,0004
77,75 12 ± 3 p < 0,0001
79,75 13 ± 2 p = 0,0004
81,75 13 ± 2 p < 0,0001
83,75 14 ± 2 p = 0,0013
Abb. 14: Mittelwert ± Standardabweichung der Atemfrequenz (AF) von 7 Hunden über die Zeit in
Atemzüge/min in der Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die
Standardabweichung nur in eine Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte
Linie zeigt den Start der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an.
Signifikante Unterschiede zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der
Placebogruppe zum Basalwert mit #. Signifikanzniveau ist α = 5 %.
Ergebnisse
63
4.3.2 Herzfrequenz
Tabelle 4: Signifikant veränderte Mittelwerte und Standardabweichungen der Herzfrequenz
(Schläge/Min) im Vergleich zum Basalwert (BW) als auch im Gruppenvergleich zu den
Messzeitpunkten (h) nach Infusionsbeginn in Gruppe M und Gruppe P mit zugehörigen p-Werten. n.s.
= nicht signifikant
Messzeit
-punkt (h)
Gruppe M Gruppe M zum
Basalwert
Gruppe P Gruppe P zum
Basalwert
Gruppen-
unterschied
BW 87 ± 12 82 ± 11
0,75 66 ± 17 p = 0,0001
1,75 59 ± 13 p < 0,0001
2,75 63 ± 13 p < 0,0001 94 ± 8 p = 0,0364 p = 0,0007
3,75 65 ± 11 p < 0,0001
5,75 61 ± 10 p < 0,0001
7,75 59 ± 13 p < 0,0001
9,75 59 ± 10 p < 0,0001
11,75 57 ± 7 p < 0,0001 86 ± 10 n.s. p = 0,0027
23,75 66 ± 18 p = 0,0002 93 ± 7 p = 0,0462 p = 0,0127
25,75 55 ± 13 p < 0,0001 88 ± 16 p = 0,0002
27,75 61 ± 14 p < 0,0001
29,75 57 ± 12 p < 0,0001 85 ± 16 n.s. p = 0,0072
31,75 59 ± 12 p < 0,0001 89 ± 10 n.s. p = 0,0014
33,75 62 ± 14 p < 0,0001
35,75 60 ± 12 p < 0,0001 90 ± 9 n.s. p = 0,0011
47,75 65 ± 16 p < 0,0001 91 ± 9 n.s. p = 0,0182
49,75 63 ± 18 p < 0,0001
51,75 63 ± 13 p < 0,0001
53,75 62 ± 14 p < 0,0001 88 ± 7 n.s. p = 0,0260
55,75 55 ± 5 p < 0,0001 82 ± 17 n.s p = 0,0182
57,75 63 ± 14 p < 0,0001
59,75 63 ± 11 p < 0,0001 93 ± 8 n.s p = 0,0018
71,75 69 ± 16 p = 0,0009
73,75 71 ± 17 p = 0,0037
Ergebnisse
64
75,75 75 ± 28 p = 0,0287
83,75 103 ± 13 p = 0,0027 93 ± 16 p = 0,0435
95,75 103 ± 14 p = 0,0043
Abb. 15: Mittelwert ± Standardabweichung der Herzfrequenz (HF) von 7 Hunden über die Zeit in
Schläge/min in der Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die
Standardabweichung nur in eine Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte
Linie zeigt den Start der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an.
Signifikante Unterschiede zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der
Placebogruppe zum Basalwert mit #. Signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen sind durch °
gekennzeichnet. Signifikanzniveau ist α = 5 %.
4.3.3 Blutdruck
4.3.3.1 Systolischer arterieller Blutdruck (SAD)
In Gruppe M wurde eine signifikante Erhöhung des SAD im Vergleich zum Basalwert
(140 ± 16 mmHg) zu den Zeitpunkten 11,75 (154 ± 7 mmHg (p = 0,0119)); 35,75
Ergebnisse
65
(152 ± 10 mmHg (p = 0,0372)) und 59,75 (154 ± 13 mmHg (p = 0,0119)) Stunden
nach Beginn der Infusion ermittelt (Abb. 10).
Weder in Gruppe P noch zwischen den Gruppen M und P konnten Signifikanzen
festgestellt werden (Abb. 10).
Abb. 16: Mittelwert ± Standardabweichung des systolischen arteriellen Drucks (SAD) von 7 Hunden
über die Zeit in mmHg in der Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die
Standardabweichung nur in eine Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte
Linie zeigt den Start der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an.
Signifikante Unterschiede zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet.
Signifikanzniveau ist α = 5 %.
Ergebnisse
66
4.3.3.2 Mittlerer arterieller Blutdruck (MAD)
Es konnten weder signifikante Unterschiede zu den einzelnen Messzeitpunkten
innerhalb der Gruppen im Vergleich zum Basalwert, noch zwischen den Gruppen
festgestellt werden (Abb. 11).
Abb. 17: Mittelwert ± Standardabweichung des mittleren arteriellen Drucks (MAD) von 7 Hunden über
die Zeit in mmHg in der Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die
Standardabweichung nur in eine Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte
Linie zeigt den Start der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an.
Signifikanzniveau ist α = 5 %.
4.3.3.3 Diastolischer arterieller Blutdruck (DAD)
Es konnten keine signifikanten Unterschiede des DAD innerhalb der Gruppen im
Vergleich zum Basalwert, noch zwischen den Gruppen festgestellt werden.
Ergebnisse
67
4.3.4 Rektaltemperatur
In Gruppe M fiel die rektale Temperatur signifikant zum Basalwert (38,4 ± 0,1 °C) zu
den Zeitpunkten 45 Minuten (37,1 ± 0,4 °C (p < 0,0001)); 1,75 (36,7 ± 0,5 °C (p <
0,0001)); 3,75 (36,7 ± 0,4 °C (p < 0,0001)); 7,75 (36,5 ± 0,4 °C (p < 0,0001)); 11,75
(36,9 ± 0,3 °C (p < 0,0001)); 23,75 (37,0 ± 0,3 °C (p < 0,0001)); 27,75 (36,5 ± 0,4 °C
(p < 0,0001)); 31,75 (36,7 ± 0,2 °C (p < 0,0001)); 35,75 (36,9 ± 0,4 °C (p < 0,0001));
47,75 (37,3 ± 0,4 °C (p < 0,0001)); 51,75 (36,8 ± 0,6 °C (p < 0,0001)); 55,75 (36,9 ±
0,4 °C (p < 0,0001)); 59,75 (37,2 ± 0,4 °C (p < 0,0001)) und 71,75 (37,5 ± 0,6 °C (p <
0,0001)) Stunden nach Beginn der Infusion ab und stieg 11,75 (39,0 ± 0,3 °C (p =
0,0008)) und 23,75 (38,9 ± 0,2°C (p = 0,0027)) Stunden nach Ende der Infusion
signifikant an (Abb. 12).
In Gruppe P fiel sie signifikant zum Basalwert (38,4 ± 0,4°C) zu den Zeitpunkten 3,75
(38,0 ± 0,1 °C (p = 0,0383)); 7,75 (37,9 ± 0,3 °C (p = 0,0090)); 27,75 (37,9 ± 0,1 °C
(p = 0,0112)) und 31,75 (38,0 ± 0,3°C (p = 0,0463)) Stunden nach Beginn der
Infusion ab (Abb. 12).
Zwischen den Gruppen bestand ein signifikanter Unterschied zu den Zeitpunkten 45
Minuten (M: 37,1 ± 0,4 °C; P: 38,1 ± 0,3 °C (p = 0,0002)); 1,75 (M: 36,7 ± 0,5 °C; P:
38,1 ± 0,4 °C (p < 0,0001)); 3,75 (M: 36,7 ± 0,4 °C; P: 38,0 ± 0,1 °C (p < 0,0001));
7,75 (M: 36,5 ± 0,4 °C; P: 37,9 ± 0,3 °C (p < 0,0001)); 11,75 (M: 36,9 ± 0,3 °C; P:
38,4 ± 0,3 °C (p < 0,0001)); 23,75 (M: 37,0 ± 0,3 °C; P: 38,6 ± 0,3 °C (p < 0,0001));
27,75 (M: 36,5 ± 0,4 °C; P: 37,9 ± 0,1 °C (p < 0,0001)); 31,75 (M: 36,7 ± 0,2 °C; P:
38,0 ± 0,3 °C (p < 0,0001)); 35,75 (M: 36,9 ± 0,4 °C; P: 38,4 ± 0,3 °C (p < 0,0001));
47,75 (M: 37,3 ± 0,4 °C; P: 38,6 ± 0,5 °C (p < 0,0001)); 51,75 (M: 36,8 ± 0,6 °C; P:
38,2 ± 0,7 °C (p < 0,0001)); 55,75 (M: 36,9 ± 0,4 °C; P: 38,4 ± 0,6 °C (p < 0,0001));
59,75 (M: 37,2 ± 0,4 °C; P: 38,5 ± 0,4 °C (p < 0,0001)) und 71,75 (M: 37,5 ± 0,6 °C;
P: 38,7 ± 0,4 °C (p < 0,0001)) Stunden nach Beginn der Infusion (Abb. 12).
Ergebnisse
68
Abb. 18: Mittelwert ± Standardabweichung der rektalen Körpertemperatur von 7 Hunden über die Zeit
in °C in der Methadon- und der Placebogruppe. Zur besseren Übersicht ist die Standardabweichung
nur in eine Richtung dargestellt. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte Linie zeigt den Start
der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an. Signifikante Unterschiede
zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der Placebogruppe zum
Basalwert mit #. Signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen sind durch ° gekennzeichnet.
Signifikanzniveau ist α = 5 %.
4.4 Verhaltensscore
Die Daten der Verhaltensscores werden in Median und Minimum/Maximum
angegeben.
4.4.1 Einfacher deskriptiver Score
In Gruppe M konnten signifikant niedrigere Werte im Vergleich zum Basalwert (0 [0,
0]) zu den Zeitpunkten 45 Minuten (-1 [-2, -1] (p = 0,0156)); 1,75 (-1 [-2, -1] (p =
0,0156)); 3,75 (-1 [-1, 0] (p = 0,0313)); 7,75 (-1 [-1, 0] (p = 0,0313)); 11,75 (-1 [-1, -1]
(p = 0,0156)) Stunden nach Beginn der Infusion festgestellt werden (Abb. 13).
In Gruppe P gab es hingegen keinerlei signifikante Unterschiede zum Basalwert über
die Zeit (Abb. 13).
Ergebnisse
69
Weiterhin zeigte Gruppe M zu den Zeitpunkten 45 Minuten (M: (-1 [-2, -1]; P: 0 [0, 0]
(p = 0,0156)); 1,75(M: -1 [-2, -1]; P: 0 [0, 0] (p = 0,0156)); 3,75 (M: -1 [-1, 0]; P: 0 [0,
0] (p = 0,0313)); 7,75 (M: -1 [-1, 0]; P: 0 [0, 0] ( p = 0,0313)); 11,75 (M: -1 [-1, -1]; P: 0
[0, 0] (p = 0,0156)) Stunden nach Beginn der Infusion signifikant niedrigere Werte als
Gruppe P (Abb. 13).
Abb.19: Boxplot des einfach deskriptiven Verhaltensscores der Methadon- und Placebogruppe über
die Zeit. Die Box repräsentiert 50% der Werte, der Strich innerhalb der Box den Median sowie die
Whiskers Minimum und Maximum. Ein Wert von -3 stellt hierbei eine starke Sedation als „nicht
weckbar“ dar und +3 eine starke Exzitation dar. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte Linie
zeigt den Start der Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an.
Signifikante Unterschiede zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet.
Signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen sind durch ° gekennzeichnet. Signifikanzniveau ist α
= 5 %.
4.4.2 Multimodales Scoringsystem
In Gruppe M wurden signifikant höhere summierte Score-Werte im Vergleich zum
Basalwert (4 [3, 8]) zu den Zeitpunkten 45 Minuten (8 [7, 10] (p = 0,0156)); 1,75 (8 [7,
9] (p = 0,0156)); 11,75 (7 [6, 8] (p = 0,0313)); 31,75 (7 [6, 8] (p = 0,0313)); 51,75 (7
[5, 8] (p = 0,0313)) Stunden nach Beginn der Infusion erzielt (Abb. 14).
Ergebnisse
70
Gruppe P wies hingegen nur 31,75 (6 [3, 7] (p = 0,0313)) Stunden nach Beginn der
Infusion und 11,75 (6 [4, 6] (p = 0,0313)) Stunden nach Ende der Infusion signifikant
höhere Werte im Vergleich zum Basalwert (5 [0, 6]) auf (Abb. 14).
Zwischen den Gruppen erreichte Gruppe M zu den Zeitpunkten 45 Minuten (M: 8 [7 ,
10]; P: 5 [0, 5] (p = 0,0156)); 1,75 (M: 8 [7, 9]; P: 5 [4, 6] (p = 0,0156)); 3,75 (M: 7 [7,
8]; P: 5 [1, 6] (p = 0,0156)); 11,75 (M: 7 [6, 8]; P: 5 [2, 6] (p = 0,0156)) ;23,75 (M: 6 [5,
8]; P: 5 [1, 6] (p = 0,0313)); 35,75 ( M: 6 [4, 8]; P: 4 [2, 7] (p = 0,0313)) und 47,75 (M:
6 [4, 8]; P: 5 [2, 6] (p = 0,0313)) Stunden nach Beginn der Infusion signifikant höhere
Werte als Gruppe P (Abb. 14).
Abb. 20: Boxplot der Summen des multimodalen Scoringsystems (MSS) von 7 Hunden in der
Methadon- und der Placebogruppe über die Zeit. Die Box repräsentiert 50% der Werte, der Strich
innerhalb der Box den Median sowie die Whiskers Minimum und Maximum. Die Summe des Scores
reicht von -10, was einer starken Exzitation entsprechen würde bis +14, das wiederum für eine starke
Sedation sprechen würde. B kennzeichnet den Basalwert. Die gestrichelte Linie zeigt den Start der
Dauertropfinfusion (DTI) und der gestrichelte Pfeil das Ende der DTI an. Signifikante Unterschiede
zum Basalwert in der Methadongruppe sind mit * gekennzeichnet, in der Placebogruppe zum
Basalwert mit #. Signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen sind durch ° gekennzeichnet.
Signifikanzniveau ist α = 5 %.
Ergebnisse
71
4.5 Magendarmpassagezeit
Es konnten keine signifikanten Unterschiede in der Magendarmpassagezeit zwischen
Gruppe M und P festgestellt werden. Gruppe M hatte im Median eine
Magendarmpassagezeit von 28:18 Stunden, im Minimum von 16:35 Stunden und
maximal 55:06 Stunden. In Gruppe P dauerte die Magendarmpassage im Median
29:00 Stunden, mindestens 27:51 Stunden und maximal 40:56 Stunden.
Ein Hund in Gruppe M konnte aufgrund von fehlender Aktivkohleaufnahme nicht
beurteilt werden und wurde somit auch in Gruppe P nicht berücksichtigt. Daher
beruhen die Berechnungen der Magendarmpassagezeit nur auf 6 Tieren.
4.6 Weitere adverse Effekte
Vier von sieben Tieren zeigten während der Infusion mit Methadon, zum Teil
mehrfach oralen Auswurf mit herabhängendem Kopf und ohne sichtbare Kontraktion
der Bauchmuskulatur. Dies geschah meist kurz nach dem Aufrichten der Tiere aus
liegender Position und trat insgesamt frühestens ca. 11 Stunden nach Beginn der
Infusion auf und spätestens ca. eine halbe Stunde nach Beendigung der Infusion
(Tabelle 3).
Tabelle 5: Auftreten von oralem Auswurf bei den einzelnen Hunden in Gruppe M unter der Methadon-
DTI von 0,1 mg/kg/h über die 5 Versuchstage. Die Methadonzufuhr endete morgens an Tag 4
Hund 1 Hund 2 Hund 3 Hund 4 Hund 5 Hund 6 Hund 7
Tag1 1x 1x - - - - 1x
Tag 2 1x 3x - - 6x - 5x
Tag 3 - - - - 5x - 4x
Tag 4 - - - - 1x - 1x
Tag 5 - - - - - - -
Weiterhin zeigten 5 von 7 Tieren in Gruppe M eine verminderte Futteraufnahme. Dies
erstreckte sich von einer nicht vollständig gefressenen Halbtagsration bis hin zur
vollständigen Futterkarenz von bis zu 47 Stunden.
Diskussion
72
5 Diskussion
Die vorliegende Studie ist nach unserem Wissen die erste, die eine Methadon-DTI
hinsichtlich Antinozizeption im akuten Schmerzmodell und auftretender
Nebenwirkungen untersucht. In der verwendeten Dosierung von 0,1 mg/kg/h mit
vorangegangener Bolusgabe von 0,2 mg/kg KGW i.v. war die Methadon-DTI
nachweislich antinozizeptiv wirksam, allerdings konnten auch Nebenwirkungen wie
Sedation, Hypothermie und leichte Bradykardie während der Applikation der DTI
beobachtet werden. Weiterhin war bei einigen Hunden eine Beeinträchtigung der
Futteraufnahme sowie Regurgitieren bzw. Vomitus zu sehen.
In der hier vorgenommenen, experimentellen Studie wurde die antinozizeptive
Wirkung einer Methadondauertropfinfusion im akuten Schmerzmodell anhand zweier
verschiedener Testsysteme evaluiert.
Thermische und mechanische Schwellenwertmessungen wurden bereits in vielen
Studien zur Untersuchung von Opioiden beim Kleintier genutzt (ROBERTSON et al.
2003; STEAGALL et al. 2006; STEAGALL et al. 2007; STEAGALL et al. 2008;
STEAGALL et al. 2009; HOFFMANN et al. 2012) und lieferten hier valide und
reproduzierbare Ergebnisse. Diese Stimulationsmodalitäten scheinen zur Erprobung
einer Methadondauertropfinfusion geeignet, da mit den hier verwendeten Heiz- und
Druckraten vermehrt C-Fasern und weniger Aδ-Fasern angesprochen werden, was
sich zum Nachweis der Wirkung von µ-Agonisten gut eignet (TYERS 1980).
Das verwendete Gerät für die mechanische Stimulation wurde bereits für den Hund
validiert (DIXON et al. 2010), jedoch wurde in der vorliegenden Untersuchung
aufgrund einer bei Pferden durchgeführten Studie ein anders geformter Pin gewählt
(TAYLOR et al. 2016). Dieser zeigte im Vergleich mit zwei weiteren Pinformen die
geringste Variationsbreite für mechanische Schwellenwerte. Grund hierfür ist
wahrscheinlich die kleinere Stimulationsfläche des Pins.
Die Erhöhung der thermischen und mechanischen Schwellenwerte in Gruppe M im
Vergleich zum Basalwert deutet auf eine kutane Antinozizeption unter der
Methadondauertropfinfusion hin, die in der Kontrollgruppe nicht zu verzeichnen ist.
Die Ergebnisse der mechanischen Schwellenwertmessung bezüglich des
Gruppenunterschieds bestärken diese Annahme, denn hier liegen über die Dauer der
Infusion signifikante Unterschiede zur Placebogruppe vor. Die fehlenden
Diskussion
73
signifikanten Unterschiede zwischen Methadon- und Placebogruppe in der
thermischen Stimulation könnten mehrere Ursachen haben. Zum einen könnte dies
auf eine fehlende Wirksamkeit hinweisen. Wahrscheinlicher ist jedoch, dass die
Ursache in der in dieser Studie sehr niedrig gewählten cut-out Temperatur von 50 °C
zu suchen ist. In ähnlichen Studien lag der cut-out Wert bei 55 °C (STEAGALL et al.
2006; STEAGALL et al. 2007; SLINGSBY u. TAYLOR 2008; STEAGALL et al. 2008;
SLINGSBY et al. 2009; STEAGALL et al. 2009; HOFFMANN et al. 2012; SCHUTTER
et al. 2016), jedoch wurde dieser in der vorliegenden Studie schrittweise reduziert,
nachdem es in Pilotversuchen zu Hautirritationen und Verbrennungen bei zunächst
55°C und darauffolgend auch darunter kam. Hiermit sollten unnötige Schmerzen,
Leiden und Schäden für die Tiere verhindert werden.
Die damit verbundene frühe „Deckelung“ der thermischen Schwellenwerte führt zu
einem geringeren möglichen Anstieg in der Reaktionstemperatur. Diese lagen somit
statt zwischen 43 und 55 °C nun zwischen circa 43 und 50 °C, somit sind signifikante
Unterschiede schwerer zu detektieren. Da jedoch über die Dauer der Infusion und
circa 3 Stunden darüber hinaus die Mehrheit der thermischen Schwellenwerte in
Gruppe M zum Basalwert signifikant erhöht und jeweils höher als die der
Placebogruppe waren, macht dies eine zufällige Variation unwahrscheinlich und
deutet daher auf einen antinozizeptiven Effekt hin.
Die gemessenen Methadon Plasmakonzentrationen in der hier vorliegenden Studie
bewegen sich, im Zeitraum der nachgewiesenen antinozizeptiven Wirkung, im Mittel
zwischen 17,14 und 35,43 ng/ml, schließt man den 1 Minuten-Wert als Extremwert
aufgrund der zuvor erfolgten Bolusgabe aus. HOFFMANN et al (2012) geben für das
linksdrehende Enantiomer Levomethadon, in Kombination mit einem
Anticholinergikum, in der Dosis von 0,2 mg/kg i.m. Plasmaspiegel von 22,6–46,3
ng/ml an, die im thermischen Schmerzmodell antinozizeptive Wirkung zeigten. Dies
würde, wenn man von einer ungefähren Äquipotenz von 1:2 zwischen Levomethadon
und Methadon am µ-Rezeptor ausgeht (KRISTENSEN et al. 1995), Plasmaspiegel
von 45,2–92,6 ng/ml Methadon entsprechen und somit viel höher liegen, als die in
der vorliegenden Studie ermittelten. Allerdings ist zu sagen, dass die Erhebung von
Plasmaspiegeln zwar eine gängige Methode zur Ermittlung von Dosis-
Wirkungsbeziehungen ist, jedoch nicht der realen Konzentration am Wirkort (effect
site), den Rezeptoren, entspricht. Limitierend in der vorliegenden Studie ist weiterhin,
Diskussion
74
dass nicht zu jedem erhobenen Schwellenwert die jeweilige
Methadonplasmakonzentration bestimmt wurde. Dies hätte neben einem sehr hohen
Kostenaufwand auch einen insgesamt hohen, gegebenenfalls tierschutzrelevanten
Blutverlust bedeutet, sodass davon abgesehen wurde und valide Daten zur
Trenderkennung gesammelt wurden.
Der Abfall der Hauttemperatur unter der Methadoninfusion verlief parallel zum Abfall
der Körperkerntemperatur und resultiert höchstwahrscheinlich aus diesem. Die
Körperkerntemperatur fällt nachweislich beim Hund unter der Gabe von Opioiden ab,
da diese direkt das Thermoregulationszentrum beeinflussen und die Hunde durch
Hecheln Wärme verlieren können (PAPICH 2000). Interessanterweise bleibt nach
dem Kurvenverlauf zu urteilen ein circadianer Rhythmus auch unter der Methadon-
DTI erhalten, wie bereits anderweitig für den Hund beschrieben (REFINETTI u.
PICCIONE 2003). Weiterhin kommt es in Verbindung mit der Opioid induzierten
Sedation zu einer Senkung der metabolischen Rate und somit zu weniger
Wärmeproduktion (ADLER et al. 1988). Dies scheint in dieser Studie ursächlich für
die abfallende Körperkerntemperatur zu sein, da Hecheln nach Gabe des Opioids
nicht beobachtet wurde; Hecheln tritt meist erst in höheren Dosierungen auf
(MENEGHETI et al. 2014).
Statt Hecheln konnte sogar eine Abnahme der Atemfrequenz gegenüber dem
Basalwert verzeichnet werden, jedoch verlief diese synchron zu der in der
Placebogruppe, sodass kein relevanter Einfluss von Methadon auf die Atemfrequenz
festgestellt werden konnte. Methadon führt dosisabhängig zu einer Atemdepression
(SCHLITT et al. 1978), somit wäre es möglich, dass bei der in dieser Studie relativ
niedrigen Dosierung bzw. der Applikation als DTI keine oder nur eine sehr geringe
Atemdepression induziert wurde. Allein anhand der Atemfrequenz ist eine mögliche
atemdepressive Wirkung des Methadons jedoch nicht auszuschließen, da in dieser
Studie keine Blutgase gemessen wurden. Nur durch die Erhebung weiterer
Ventilationsparameter, wie des arteriellen Kohlendioxidpartialdrucks kann
abschließend eine Aussage über eine mögliche Atemdepression getroffen werden
(KUKANICH u. WIESE 2015).
Der in vielen Studien beschriebene Abfall der Herzfrequenz unter Opioidgabe konnte
Diskussion
75
auch in dieser Studie beobachtet werden (HELLEBREKERS et al. 1989; GRIMM et
al. 2005; MONTEIRO et al. 2008; MAIANTE et al. 2009; GAROFALO et al. 2012;
MENEGHETI et al. 2014). Über die gesamte Dauer der Infusion konnte eine
signifikante Reduktion der Herzfrequenz unter Methadon festgestellt werden, die sich
nach Ende der Infusion wieder normalisierte. Dies lässt sich anhand der vielfach
nachgewiesenen vagalen Stimulation und der damit verbundenen negativ
chronotropen Wirkung des Opioids erklären (INOUE et al. 1980; STANLEY et al.
1980; COPLAND et al. 1992; KUKANICH u. WIESE 2015). Bradykardien können
durch Reduktion des Herzminutenvolumens zum Abfall des Blutdrucks führen, was
jedoch in dieser Studie nicht beobachtet werden konnte. Zum einen könnte die
Beeinträchtigung des Blutdrucks durch die sinkende Herzfrequenz von einer
Erhöhung des Plasmavasopressinspiegels und einer damit verbundenen
Vasokonstriktion kaschiert worden sein. Methadon führt nachweislich zu einer
Erhöhung des Vasopressinspiegels, jedoch ist eine klinisch relevante Erhöhung des
mittleren arteriellen Blutdrucks nur für höhere Dosen (1 mg/kg) nachgewiesen
worden (HELLEBREKERS et al. 1989; GAROFALO et al. 2012). Genauer hätte dies
durch die Bestimmung der Vasopressinkonzentration nach Methadongabe geklärt
werden können, die in dieser Studie jedoch nicht erfolgt ist. Es könnten auch weitere
physiologisch-kompensatorische Mechanismen, wie Vasokonstriktion und Entleerung
der Blutspeicher, eine Rolle gespielt haben (SPÖRRI 1987; COPLAND et al. 1992).
Methadon zeichnete sich auch in der relativ geringen Dosis in dieser Studie bzw.
nach Applikation in Form einer DTI durch eine sedierende Wirkung aus. Bereits in
anderen Studien konnte eine dosisabhängige, sedative Wirkung nachgewiesen
werden (MONTEIRO et al. 2008; MAIANTE et al. 2009; TUNSMEYER et al. 2012;
MENEGHETI et al. 2014). In der aktuellen Studie zeigte der einfach deskriptive
Sedationsscore eine Sedation über die ersten 12 Stunden des Methadondauertropfs,
danach kehrte er zur Baseline zurück. Das multimodale Scoringsystem hingegen
wies sedative Wirkungen bis zu 52 Stunden nach Infusionsbeginn nach, also deutlich
länger. Diese unterschiedlichen Ergebnisse könnten darauf hinweisen, dass durch
das Heranziehen verschiedener einzelner Parameter zur Sedationsbeurteilung, wie
im Falle des multimodalen Scoringsystems, ein sensitiveres Ergebnis erzielt wird.
Ähnliche Ergebnisse fanden Hofmeister et al (2010) als sie das multimodale
Scoringsystem mit einer numerischen Rating-Skala verglichen haben und sensitivere
Diskussion
76
Ergebnisse für das multimodale System erhielten. Während die Sedation über 12
Stunden, ermittelt durch den einfachen deskriptiven Score, noch die Auswirkung des
anfänglichen Bolus sein könnte, weisen die Ergebnisse des multimodalen
Scoringsystems auf eine länger anhaltende und somit durch die Dauertropfinfusion
verursachte sedative Wirkung hin. Der sedierende Effekt hält jedoch nicht bis zum
Ende der Dauertropfinfusion an. Mögliche Erklärung hierfür wäre eine beginnende
Desensibilisierung und Internalisierung der Opioidrezeptoren, wie es für die
Toleranzentwicklung beschrieben ist (FREYE u. LATASCH 2003), sodass die
sedative Wirkung hier nachlässt. Ebenfalls zeigen die mechanischen Schwellenwerte
einen Trend zum Abfall im steady-state der Methadon-DTI, bleiben jedoch weiterhin
signifikant höher als der Basalwert. Dies könnte weiterhin auf eine beginnende
Toleranzentwicklung hindeuten, ohne jedoch bisher klinisch relevant zu sein. Jedoch
ist es möglich, dass es unter Gabe des Methadon-DTI über die drei Tage hinaus zu
einer klinisch relevanten Toleranzentwicklung mit Verlust der antinozizeptiven
Wirkung kommen kann.
Methadon ist dafür bekannt, dosisabhängig und individuell variabel Dysphorie und
Vokalisation beim Hund auszulösen. Dies wird in mehreren Arbeiten beschrieben
(MONTEIRO et al. 2008; MAIANTE et al. 2009; MENEGHETI et al. 2014). In dieser
Studie konnten solche Effekte nicht festgestellt werden. Zum einen wurden hier
niedrigere Dosierungen verwendet, zum anderen könnte dies auch ein Effekt der
konstanten Plasmaspiegel durch die DTI sein, im Gegensatz zu den schwankenden
Plasmaspiegeln und mitunter auftretenden Peaks nach Bolusgabe von Methadon.
Weitere von anderen Autoren festgestellte Nebenwirkungen nach Bolusgabe waren
Salivation und Defäkation. Bei MAIANTE et al. (2008) zeigten 2 von 6 bzw. 3 von 6
Hunden unter der Gabe von 0,5 mg/kg bzw. 1,0 mg/kg Methadon i.v. vermehrtes
Speicheln. Bei der gleichen Dosierung zeigten weiterhin 1 von 6 bzw. 3 von 6
Hunden Defäkation. Unter der Gabe von 0,5 mg/kg Levomethadon in Kombination
mit dem Anticholinergikum Fenpipramid und in Verbindung mit der Gabe von
Acepromazin zeigte 1 von 5 Hunden in einer anderen Studie Defäkation, jedoch
keine Salivation (TUNSMEYER et al. 2012). MENEGHETI et al. (2014) untersuchten
8 Hunde in den Dosierungen 0,3 mg/kg und 0,5 mg/kg, sowie 5 Hunde unter 1,0
mg/kg Methadon i.m.. Dabei beobachteten sie unter der Gabe von 0,3 mg/kg 1 Hund
mit Defäkation und keinen mit vermehrter Salivation, unter der Gabe von 0,5 mg/kg 2
Diskussion
77
Hunde mit Defäkation und 6 mit vermehrter Salivation und unter der Gabe von 1,0
mg/kg 3 mit Defäkation und 5 mit vermehrtem Speicheln. In der hier vorliegenden
Studie konnte weder Defäkation noch vermehrte Salivation festgestellt werden. Dies
könnte mit der augenscheinlich vorliegenden Dosisabhängigkeit zu begründen sein
bzw. auch mit der Applikationsart. Jedoch wurden andere, den Magendarmtrakt
betreffende Nebenwirkungen festgestellt.
Die in unserer Studie festgestellte Inappetenz könnte ihren Ursprung in der
vorliegenden sedierenden Wirkung haben. Die Inappetenz hielt bei einzelnen Tieren
sogar bis zu 47 Stunden nach DTI-Beginn an. In diesem Zeitrahmen bewegte sich
auch der bereits oben erwähnte sedative Effekt im multimodalen Scoringsystem. Mit
Abnahme des sedativen Effekts wurde wieder mehr Futter aufgenommen. Außerdem
könnte auch eine verzögerte Magenentleerung, die eine bekannte Nebenwirkung von
µ-Agonisten darstellt (DEHAVEN-HUDKINS et al. 2008) zu der verringerten
Futteraufnahme geführt haben. Bei Hunden konnte über eine elektrische Stimulation
des Pylorus die Magenmotilität und –entleerung gehemmt und konsekutiv die
Futteraufnahme reduziert werden (XU et al. 2005). Daher könnte die hier
beobachtete reduzierte Futteraufnahme zumindest in Teilen einer verlangsamten
Magenentleerung zuzuschreiben sein.
Weiterhin zeigten 4 Hunde oralen Auswurf von Futterbestandteilen. Dabei ist für
Methadon beschrieben, dass es im Gegensatz zu anderen Opioiden weniger
emetisch und in höheren Dosierungen sogar antiemetisch wirkt (BLANCQUAERT et
al. 1986). Nach Meinung des Autors handelte es sich bei den in der vorliegenden
Studie aufgetretenen Nebenwirkungen nicht um Vomitus, sondern um Regurgitation.
Vomitus ist per definitionem im Gegensatz zu Regurgitation ein aktives
Hervorbringen des Magen- und oberen Dünndarminhalts, somit verbunden mit
Würgen und Kontraktionen der Thorax- und Bauchmuskulatur. Dagegen ist
Regurgitation der passive Ausfluss von Mageninhalt ohne solcher Anzeichen
(OLDEN u. CHEPYALA 2008). Die Hunde in dieser Studie zeigten weder Würgen
noch Bauchpresse und der Auswurf war assoziiert mit dem Aufrichten aus liegender
Position und herabhängendem Kopf.
Der Grund für die Regurgitation könnte auch hier in der Wirkung von Methadon auf
den Magendarmtrakt liegen. Zwar ist Regurgitieren als Nebenwirkung beim Hund
nach Methadongabe nach Wissen des Autors bisher nicht beschrieben, jedoch ist
bekannt, dass µ-Agonisten zu verlangsamter Magenentleerung, verminderter Motilität
Diskussion
78
und Sekretion und Erhöhung des Pylorussphinktertonus führen können. Diese
Wirkungen von Opioiden stehen beim Menschen im perioperativen Bereich mit einem
erhöhten Risiko für Regurgitieren in Zusammenhang (CRIGHTON et al. 1998). Somit
liegt es nahe, dass auch hier die Ursache in der reduzierten Magenentleerung zu
finden ist. Um dies abschließend beurteilen zu können, müsste die Magenentleerung
von Hunden unter Methadondauertropfinfusion untersucht werden.
Eine weitere bekannte Nebenwirkung von Opioiden auf den Magendarmtrakt ist die
Konstipation (KUKANICH u. WIESE 2015). In dieser Studie konnte jedoch kein
Einfluss der Methadondauertropfinfusion auf die Zeit bis zum Kotabsatz festgestellt
werden. Jedoch reduzierte die Futterkarenz einiger Tiere die Aufnahme von
Aktivkohle und damit die Sensibilität der Untersuchung auf mögliche Konstipation.
Gegebenenfalls könnte bei einer höheren Tierzahl ein Einfluss der
Methadondauertropfinfusion festgestellt werden.
Weiteres Ziel der vorliegenden Studie war die Berechnung von pharmakokinetischen
Daten nach Applikation der Methadondauertropfinfusion von 0,1 mg/kg/h mit
vorangegangener Bolusgabe von 0,2 mg/kg i.v. beim Hund.
Die Plasmaspiegel nach Erreichen des errechneten steady states nach 12 Stunden
variierten im Mittel um 11,7 % und ohne Anzeichen für eine weitere Kumulation des
Methadons.
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Ein-Kompartment-Modell gewählt. In anderen
Pharmakokinetikstudien zu Methadon Bolusgaben wurde zumeist ein Nicht-
Kompartment-Modell genutzt (SCHMIDT et al. 1994; KUKANICH et al. 2005;
KUKANICH u. BORUM 2008; INGVAST-LARSSON et al. 2010).
Das Verteilungsvolumen von Methadon ist in dieser Studie mit 10,26 l/kg hoch, was
auf eine weite Verteilung in andere Gewebe außerhalb des Gefäßsystems schließen
lässt. Dies ist vergleichbar zum Verteilungsvolumen von 9,2 l/kg nach 0,4 mg/kg
Methadon als i.v. Bolus (INGVAST-LARSSON et al. 2010). Auf Basis der
pharmakokinetischen Daten der zuletzt genannten Studie wurde die Dosierung der
hier untersuchten Methadon DTI gewählt. Das ähnliche Verteilungsvolumen legt
ebenfalls die Annahme nahe, dass es zu keiner Kumulation während der DTI kam.
Methadon weist in dieser Studie eine hohe Körperclearance auf. Auch in anderen
Studien mit Beagle Hunden wurde diese mit 25,14 ml/kg/min nach 1 mg/kg Methadon
i.v. und 27,9 ml/kg/min nach 0,4 mg/kg i.v. bereits als hoch eingestuft (KUKANICH et
al. 2005; INGVAST-LARSSON et al. 2010). In der hier vorliegenden Studie ist sie mit
Diskussion
79
51,44 ml/kg/min circa doppelt so hoch und mit der in Greyhounds ermittelten
Clearance von 56,04 ml/kg/min nach einem 0,5 mg/kg Methadonbolus i.v. zu
vergleichen (KUKANICH u. BORUM 2008). Zum größten Teil wird Methadon beim
Hund über die Leber verstoffwechselt und biliär ausgeschieden, zu einem kleineren
Anteil über die Niere und wenig über Faeces und Urin als unveränderte Substanz
(GARRETT et al. 1985). Abhängig ist die Metabolisierung hierbei vom hepatischen
und renalen Blutfluss, der beim Hund für die Leber ca. 30,9 ml/kg/min und die Niere
21,6 ml/kg/min beträgt (DAVIES u. MORRIS 1993). In Summe entsprechen diese
beiden Blutflüsse unserer ermittelten Körperclearance, sodass eine extrahepatische
Metabolisierung oder parallele Metabolisierungswege unwahrscheinlich erscheinen.
Dies steht in Konsens mit den bei Beaglen und Beaglemischlingen bestimmten
pharmakokinetischen Daten nach Methadonbolusgabe (KUKANICH et al. 2005;
INGVAST-LARSSON et al. 2010). Die terminale Halbwertszeit ist vom
Verteilungsvolumen und der Körperclearance in folgendem Maße abhängig: t1/2=
0,693 * Vd/Cl (KUKANICH u. BORUM 2008). Somit wird das hier bestimmte höhere
Verteilungsvolumen durch die höhere Clearance ausgeglichen, sodass die
Halbwertszeit von circa 2,4 Stunden ähnlich zu vorherigen Studien ist. INGVAST-
LARSSON et al. (2010) ermittelten bei Beaglen eine Halbwertszeit von 3,9 Stunden
nach 0,4 mg/kg Methadon i.v., wohingegen KUKANICH et al. (2005) nur eine
Halbwertszeit von 1,75 Stunden nach 1,0 mg/kg Methadon i.v. beschreiben. Somit ist
die hier ermittelte Halbwertszeit um 39 % kürzer als die von INGVAST-LARSSON et
al. (2010) und 35 % länger als die von KUKANICH et al. (2005). Generell gilt, dass
durch eine längere Beobachtung von Plasmaspiegeln die Wahrscheinlichkeit
verringert wird, die Halbwertszeit zu unterschätzen (INGVAST-LARSSON et al.
2010). Die entsprechenden Werte betragen bei KUKANICH et al. (2005) bis 8
Stunden nach Medikamentenapplikation, bei INGVAST-LARSSON et al. (2010) 24
bis 30 Stunden und in der hier vorliegenden Studie bis 24 Stunden nach Ende der
Infusion. In beiden genannten Studien wurde die Methadonplasmakonzentration mit
verschiedenen Methoden der Flüssigkeitschromatographie bestimmt, mit
Hochdruckflüssigkeitschromatographie mit Ultraviolett-Detektion oder Fluoreszin-
Polarisation (KUKANICH et al. 2005) bzw. Flüssigkeitschromatographie-Elektrospray
Ionisation-Tandem Massenspektroskopie (INGVAST-LARSSON et al. 2010),
während in unserer Studie Methadon im Plasma mit Gaschromatographie und
Massenspektrometrie bestimmt wurde. Die jeweilige Bestimmungsgrenze lag bei
Diskussion
80
KUKANICH et al. (2005) bei 20 bzw. 25 ng/ml und bei INGVAST-LARSSON et al.
(2010) bei 0,6 ng/ml. In der vorliegenden Studie betrug die Bestimmungsgrenze 5
ng/ml. Dies kann neben der unterschiedlich langen Messung der Plasmaspiegel ein
weiterer Grund für die Unterschiede in den errechneten Halbwertszeiten sein, da
durch sensiblere Nachweismethoden über längere Zeit Plasmakonzentrationen > 0
nachgewiesen werden können. Eine kontextsensitive Halbwertszeit, wie sie bspw.
nach Infusion von Fentanyl beim Hund beobachtet wurde (SANO et al. 2006), lässt
sich somit nach DTI von 72 h mit Methadon im Vergleich zu Halbwertszeiten von
Methadon nach einmaliger Injektion nicht erkennen. Jedoch stützt sich diese
Aussage nur auf den Vergleich mit vorangegangenen Studien. Um Aufschluss über
eine mögliche kontextsensitive Halbwertszeit von Methadon zu erhalten, wäre ein
direkter Vergleich der Halbwertszeiten nach einmaliger Injektion und nach Infusion an
den gleichen Tieren notwendig. Außerdem wurde der Abfall der Plasmakonzentration
von Methadon nach Ende der DTI eventuell nicht engmaschig genug kontrolliert, da
zwischen 8 und 24 Stunden nach DTI Ende keine Bestimmung erfolgte. Somit könnte
bei mehr Messzeitpunkten die terminale Halbwertszeit gegebenenfalls länger sein
und doch der Trend zu einer kontextsensitiven Halbwertszeit vorhanden sein.
5.1 Zusammenfassung und Ausblick
Abschließend und zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die
Methadondauertropfinfusion in der hier untersuchten Dosis zu konstanten
Plasmaspiegeln, ohne feststellbare Akkumulation von Methadon über die Zeit, und
zu kutaner Antinozizeption führt. Es wurden Nebenwirkungen in Form von
Bradykardie, Sedation, Hypothermie und verminderter Futteraufnahme sowie
Regurgitation festgestellt. Es bleibt zu untersuchen, ob die
Methadondauertropfinfusion auch unter klinischen Bedingungen bei Hunden mit
Schmerzzuständen zu ähnlichen Ergebnissen führt. Dabei ist zu diskutieren, ob sich
Nebenwirkungen von Opioiden stärker manifestieren, wenn sie schmerzfreien Tieren
appliziert werden als unter Schmerzen leidenden (KUKANICH u. WIESE 2015).
Nicht untersucht werden konnten im Rahmen dieser Studie die additiven
analgetischen und schmerzmodulierenden Effekte von Methadon in Hinblick auf
einen Einsatz als Therapeutikum für neuropathische Schmerzen, da mechanische
und thermische Stimulationen nur im akuten Schmerzmodell Anwendung finden. Zur
besseren Vergleichbarkeit wurden in dieser Studie nur Hunde der Rasse Beagle
verwendet. Jedoch ist es fraglich, ob die hier erzielten Ergebnisse repräsentativ für
Diskussion
81
die Hundepopulation sind, da rassespezifische Unterschiede, wie bspw. in der
Metabolisierung von Methadon über das Cytochrom P450 System in diesem
Studiendesign nicht festzustellen sind (FINK-GREMMELS 2008).
Weiterhin wäre auch die Erprobung für andere Spezies von Interesse, da Methadon
als DTI nicht nur für den Hund in Handhabung und Wirkung große Vorteile aufweisen
könnte.
Zusammenfassung
82
6 Zusammenfassung
Thomas Amon, Hannover (2017)
Pharmakokinetik einer Methadondauertropfinfusion und deren Auswirkungen
auf den thermischen und mechanischen nozizeptiven Schwellenwert sowie
adverse Effekte beim Hund
Ziel dieser Studie war die Evaluierung einer Methadon-Dauertropfinfusion (DTI) in
einer Dosierung von 0,1 mg/kg/h hinsichtlich ihrer kutanen antinozizeptiven Wirkung
im akuten Schmerzmodell und möglicher adverser Effekte. Zusätzlich sollten
pharmakokinetische Daten erhoben und einer potentiellen antinozizeptiven Wirkung
gegenüber gestellt werden.
Sieben gesunde Beagle wurden hierfür in einer geblindeten, randomisierten Studie
zweimal über einen Zeitraum von jeweils 96 Stunden untersucht. In
Behandlungsgruppe M erhielten sie nach einem initialen Bolus von 0,2 mg/kg
Methadon i.v. eine DTI mit 0,1 mg/kg/h Methadon i.v. über 72 Stunden. In
Behandlungsgruppe P (Placebo) wurde ein äquivalentes Volumen steriler isotoner
Kochsalzlösung (NaCl) appliziert und infundiert.
Während der DTI-Applikation und 24 Stunden darüber hinaus wurden zu definierten
Zeitpunkten thermische Schwellenwerteg) (TS) durch Stimulation an der zuvor
rasierten seitlichen Brustwand mit einem cut-out Wert von 50° Celsius nach
Bestimmung der Hauttemperatur ermittelt. Mechanische Schwellenwerte (MS)
wurden durch Anpressen eines in einer flachen Spitze auslaufenden, im
Durchmesser 2 mm betragenden Pins an ein Vorderbein auf Höhe des Radius
ermittelt. Kraft wurde hierbei über ein pneumatisches Systemf) übermittelt und der
cut-out Wert lag bei 20 Newton. Außerdem wurden Herz-Kreislaufparameter sowie
Atemfrequenz, Temperatur, Sedationsgrad und die Magendarmpassagezeit erhoben
sowie Blutproben zur Bestimmung der Methadonplasmaspiegel entnommen.
Parametrische Daten wurden mittels ein- und zweifaktorieller ANOVA und nicht-
parametrische Daten mit dem Vorzeichen-Rang-Test statistisch ausgewertet. Das
Signifikanzniveau lag bei α = 5 %. Der TS war in Gruppe M im Vergleich zum
Basalwert (BW) während der DTI Applikation und noch bis circa 4 Stunden nach DTI
Ende signifikant erhöht. Innerhalb der Gruppe P konnte dagegen im Vergleich zum
Basalwert während der DTI Gabe kein signifikanter Unterschied festgestellt werden.
Zusammenfassung
83
Allerdings war ein tendenzieller Unterschied zwischen den Behandlungsgruppen für
TS statistisch nicht signifikant.
In MS konnte ein antinozizeptiver Effekt, also eine Erhöhung sowohl im Vergleich
zum BW als auch zur Placebogruppe, über die Dauer der Methadoninfusion
festgestellt werden. Hier lag zusätzlich ein Unterschied zum BW noch bis ca. 2
Stunden nach DTI Ende vor.
Nebenwirkungen in Form von Bradykardie und Hypothermie konnten über die Dauer
der Infusion in Gruppe M beobachtet werden. Eine Sedation war je nach Scoring-
System nur für ca. 12 bzw. 47 Stunden nach Infusionsbeginn in Gruppe M
festzustellen. Weiterhin wurden eine verminderte Futteraufnahme und bei 4 von 7
Hunden Regurgitieren beobachtet. Hingegen konnte bezüglich der
Magendarmpassagezeit, der Atemfrequenz und des arteriellen Blutdrucks kein
Unterschied zwischen den Behandlungsgruppen festgestellt werden. Anhand der
Methadon-Plasmakonzentrationen wurden ein ähnliches Verteilungsvolumen (10,26
l/kg) und eine ähnliche Halbwertszeit (2,4 h) wie in früheren Studien berechnet. Die
Körperclearance (51,44 ml/kg/min) war vergleichsweise höher und lässt vermuten,
dass die Metabolisierung größtenteils über die Leber stattgefunden hat. Die in dieser
Studie gemessenen Plasmaspiegel weisen nicht auf eine Akkumulation von
Methadon bei der gewählten Infusionsrate hin und im akuten thermischen bzw.
mechanischen Schmerzmodell effektive Plasmaspiegel lagen oberhalb von ca. 17
ng/ml.
Summary
84
7 Summary
Thomas Amon, Hannover (2017)
Pharmacokinetics of a methadone constant rate infusion (CRI) and its impact
on thermal and mechanical nociceptive threshold and adverse effects in dogs
Aim of this study was to evaluate cutaneous antinociceptive properties and adverse
effects of a methadone CRI in dogs. Additionally, pharmacokinetic data were
collected.
Seven healthy beagle dogs were studied twice in a randomized, placebo-controlled,
complete cross over design with 2 treatment groups for 96 hours. In group M, dogs
received an initial bolus of 0.2 mg kg-1 methadone IV, followed by CRI at a rate of 0.1
mg kg-1 h-1 IV diluted in isotonic saline for 72 hours. In group P the dogs received an
equivalent volume of saline.
Parameters were collected at predefined time points during CRI and for 24 h after
discontinuing the CRI. After recording of skin temperature thermal threshold testingg)
(TT) was performed on the previously clipped thoracic wall. For mechanical threshold
testing (MT) a single pin, with a 2 mm in diameter tip, was pressed against one
forelimb by a pneumatic actuatorf). Prior to threshold testing, cardiovascular
parameters, respiratory rate, temperature, sedation and gastro-intestinal passage
time were examined as well as blood sample collections were performed for
determining methadone plasma concentrations. Statistical analysis was performed
for parametric data by 1- and 2-way ANOVA and for non-parametric data by Sign-
Rank-Test with α = 5 %.
In group M, TT increased significantly from baseline (BL) until 3 hours after
discontinuation of CRI. Within group P and between treatment groups no significant
differences were detected.
For MT an antinociceptive effect was detected in group M during the CRI
administration period and in addition, a significant difference to BL was still detected
until 2 hours after CRI discontinuation.
Bradycardia and hypothermia were seen during drug administration until CRI was
stopped in group M. Furthermore, dogs were mildly sedated for 12 to 47 hours after
start of methadone CRI. In addition, decreased food intake and regurgitation were
Summary
85
observed in 4 of 7 dogs in treatment group M. There were no effects of methadone
on respiratory rate, arterial blood pressure and gastro-intestinal passage time.
Volume of distribution (10.26 l kg-1) and half-life (2.4 h) were similar as reported in
methadone bolus pharmacokinetics but clearance was higher (51.44 ml kg-1 min-1).
No drug accumulation occurred at the chosen infusion rate over 72 hours. Effective
methadone plasma concentrations in the thermal and mechanical threshold models
of acute antinociception were above 17 ng ml-1.
Literaturverzeichnis
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Anhang
98
9 Anhang
9.1 Anhang 1: Verhaltensscore nach Egger et al. (2007):
9.2 Anhang 2: multimodales Scoringsystem nach Hofmeister et al. (2010):
Danksagung
99
10 Danksagung
Zuallererst und insbesondere möchte ich Frau Prof. Sabine Kästner danken, mich als
Doktorand unter ihre Fittichen genommen zu haben, mir solch ein interessantes
Thema überlassen zu haben, mir trotz der Kurzfristigkeit meiner Bewerbung eine
Chance gegeben zu haben und mich ins wundervolle Team Pink aufgenommen zu
haben und hier stets eine lehrreiche und trotzdem familiäre Umgebung geschaffen zu
haben.
Weiterhin möchte ich ganz besonders Frau Dr. Julia Tünsmeyer danken, mir stets
eine wundervolle Betreuerin gewesen zu sein, mir, auch wenn es noch so stressig
war und ihre Zeit begrenzt war, immer mit Rat und Tat zur Seite gestanden zu haben.
Vielen Dank, dass du auch im klinischen Alltag meine Mentorin warst, dein
umfangreiches Wissen mit mir geteilt hast und durch Lob und Aufmunterung nie
müde wurdest mein Selbstbewusstsein zu stärken.
Der Leitung der Klinik für Kleintiere möchte ich danken, dass ich die Versuche in
ihren Räumlichkeiten durchführen konnte und für die Bereitstellung der klinikeigenen
Beagle.
Auch den Tierpflegern und Frau Dr. Beate Länger möchte ich danken für ihre
Flexibilität und Hilfe bei der Bereitstellung, Pflege und Versorgung der Beagle.
Mein Dank gilt weiterhin Herrn Prof. Kietzmann für die Auswertung der
pharmakokinetischen Daten sowie die nette und freundliche Hilfestellung und
Beratung.
Außerdem möchte ich Herrn Dr. Beyerbach für die Beratung bei der statistischen
Auswertung danken.
Weiterhin gilt mein Dank Herrn Neurath und seinen Mitarbeitern vom toxikologischen
Institut der Universitätsmedizin Göttingen für die nette Zusammenarbeit und die
Messung der Methadonplasmaspiegel.
Nun zum Herzstück der letzten drei Berufsjahre: Team Pink! Vielen Dank Alex, Clari,
Franz, Caro, Sina, Mike, Hanna und seit kurzem Nele sowie der ganzen
Hundemeute, dass ihr mir die letzten drei Jahre so schön gestaltet habt. Mir nicht nur
Kollegen sondern auch Freunde wart, mich immer unterstützt habt, sei es bei der
Danksagung
100
Instrumentierung, wo so mancher Sonntagabend drauf ging, mich mit Essen versorgt
habt, mich in meinem Kaspar-Hauser-Zimmer besucht habt um mir in den ewigen
Stunden des Versuches Gesellschaft zu leisten oder mich letztendlich aufgemuntert
habt, wenn für mich kein Ende mehr in Sicht war. Vielen Dank, dass ihr mich als
soziales Wesen am Leben erhalten habt, ständig irgendwas Korrektur gelesen habt,
meine Vorträge euch zum 5000mal angehört habt und trotzdem fast immer wach
geblieben seid Vielen Dank Clari, Franz, Caro und Sina, dass es mit eurer
Flexibilität immer möglich war, den Dienstplan den Gegebenheiten der
Versuchsdurchläufe anzupassen. Insbesondere danke ich Franz für all die schlauen
Antworten auf die blöden Fragen, mit denen ich zu dir kommen musste. Selbst wenn
Endnote gestreikt hat, warst du der Held in der pinken Rüstung! Und vielen Dank
Sina, dass dir bei allen Widrigkeiten stets die gute Laune erhalten blieb, für die
tägliche gemeinsame Bewältigung des Arbeitswegs, für den ein oder anderen Abend
mit Wein, Serien, Popcorn oder was auch immer und die gemeinsame Zeit beim
Endspurt, den ich ohne dich wahrscheinlich nicht so leicht durchgestanden hätte und
natürlich ,dass du bist, wie du bist.
Auch der Erweiterung des Team Pinks, den Pferdemäusis möchte ich danken, auch
ihr habt dazu beigetragen, das beste Team der Welt zu schaffen. Jules vielen Dank
für deine Freundschaft und Kameradschaft, das Ab-und-zu-mal Joggen zum Kopf-
frei-kriegen und dass du mir den Blick über den Kleintiertellerrand so erleichtert hast!
Vielen Dank auch meinen außeranästhesiologischen Kollegen und Mitdoktoranden!
Auch hier haben sich viele zu Freunden entwickelt und es war immer schön mit euch
zusammenzuarbeiten.
Natürlich möchte ich auch meiner Familie danken. Papa und Beatrix, vielen Dank für
die Unterstützung, nicht nur in finanzieller Hinsicht, sondern auch moralisch, ohne
euch wäre dieses Projekt viel schwerer zu realisieren gewesen. Vielen Dank, dass ihr
immer ein offenes Ohr für etwaiges Beschweren hattet und mir immer mit
kompetenten Rat und wissenschaftlichem Interesse und Fragestellungen zur Seite
standet und mich meine Dissertation auch aus einem anderen Winkel habt
betrachten lassen. Mein Dank gilt ebenso meinen Geschwistern sowie Sophia und
Karsten, die stets Interesse zeigten, verstanden hatten, dass meine vorhandene Zeit
manchmal begrenzt war und mir Mut zugesprochen haben, Freude und Abwechslung
gebracht haben und mir den Rücken gestärkt haben. Ich liebe euch.
