Biotransformatie van geneesmiddelen bij vogels

Renée Houben Gunther Antonissen Siska Croubels
Geneesmiddelen – Een vogel is geen zoogdierDierenartsen staan voor de uitdaging van het behandelen van zowel zoogdieren als vogels, vissen, reptielen en amfibieën. Elk van deze diersoorten is geëvolueerd tot een genetisch unieke soort met specifieke eigenschappen die onder andere het gevolg zijn van verschillen in opbouw en samenstelling van het lichaam (anatomie) en werking van de organen en weefsels (fysiologie en biochemie). Dit heeft een effect op de opname, verwerking en verwijdering van geneesmiddelen in en uit het lichaam.

Biotransformatie van geneesmiddelen bij vogels

Geneesmiddelen – Een vogel is geen zoogdier

Dierenartsen staan voor de uitdaging van het behandelen van zowel zoogdieren als vogels, vissen, reptielen en amfibieën. Elk van deze diersoorten is geëvolueerd tot een genetisch unieke soort met specifieke eigenschappen die onder andere het gevolg zijn van verschillen in opbouw en samenstelling van het lichaam (anatomie) en werking van de organen en weefsels (fysiologie en biochemie). Dit heeft een effect op de opname, verwerking en verwijdering van geneesmiddelen in en uit het lichaam. Deze diersoortspecifieke eigenschappen maken het bepalen van een specifiek doseringsschema voor geneesmiddelen, waaronder antibiotica en ontstekingsremmers, voor elk van deze diersoorten noodzakelijk.

 

Wat zijn de anatomische verschillen tussen vogels en zoogdieren?

Anatomische verschillen zijn voornamelijk aanwezig ter hoogte van het spijsverteringsstelsel en de nieren. Zo bevat de slokdarm bij de meeste vogels een krop, zijnde een extra compartiment dat zorgt dat het voedsel voorverteerd wordt. Daarnaast bestaat de maag uit twee delen, namelijk de kliermaag en de spiermaag, en is de dunne darm korter dan bij zoogdieren. De krop en de magen zorgen ervoor dat geneesmiddelen trager in de dunne darm terechtkomen, waar de opname tot in de bloedbaan gebeurt. De kortere dunne darm zorgt ervoor dat het oppervlak waarmee geneesmiddelen kunnen worden opgenomen kleiner is dan bij zoogdieren. Dit alles kan zorgen dat geneesmiddelen trager en in mindere mate worden opgenomen in de bloedbaan vergeleken met zoogdieren. De nieren van vogels verschillen van deze van zoogdieren, doordat ze uit andere bouwstenen (glomeruli) bestaan. Dit heeft tot gevolg dat er per minuut minder geneesmiddel verwijderd kan worden via de urine bij vogels dan bij zoogdieren. Daarnaast zijn bepaalde bloedvaten die vanuit de achterste lichaamshelft naar de nieren lopen via een klepsysteem verbonden met de grote bloedvaten die naar het hart lopen. Indien het klepsysteem open is, stroomt het bloed via het hart naar de rest van de organen en weefsels. Wanneer dit klepsysteem echter gesloten is, stroomt het bloed van de achterste lichaamshelft direct naar de nieren en worden aanwezige geneesmiddelen direct via de nieren uit het lichaam verwijderd zonder ooit terecht te komen in de weefsels waarvoor ze bedoeld zijn. Om deze reden worden geneesmiddelen bij vogels bij voorkeur niet in de achterste lichaamshelft geïnjecteerd. Bij zoogdieren is dit klepsysteem afwezig en komt het bloed afkomstig van de achterste lichaamshelft altijd terecht in het hart en alle andere organen. Injectie van geneesmiddelen in de achterste lichaamshelft heeft bijgevolg geen nadelige gevolgen voor de opname van het geneesmiddel in de bloedbaan.

 

Wat zijn de biochemische verschillen tussen vogels en zoogdieren?

Biochemische verschillen zijn voornamelijk aanwezig in de processen van de lever die zorgen voor de verwerking van geneesmiddelen. Deze verwerking gebeurt onder andere door enzymen die verschillende stoffen koppelen aan geneesmiddelen om een eindproduct (metaboliet) te vormen dat beter uit het lichaam verwijderd kan worden dan het originele geneesmiddel. Bij vogels zijn er andere enzymen aanwezig in vergelijking met zoogdieren, zodat de verwerking van geneesmiddelen leidt tot de vorming van andere metabolieten dan bij zoogdieren. Ook tussen vogelsoorten kunnen deze enzymen verschillen.

 

Hoe wordt de dosis van geneesmiddelen bij vogels bepaald?

Het proces van opname, verdeling, verwerking en verwijdering van geneesmiddelen in het lichaam van het dier wordt de farmacokinetiek genoemd. De parameters die de snelheid van elk onderdeel van dit proces beschrijven (farmacokinetische parameters) worden gebruikt voor de bepaling van de dosis van het geneesmiddel bij het betreffende dier. Informatie over deze parameters bij vogels is beperkt, waardoor dierenartsen genoodzaakt zijn om geneesmiddelen te gebruiken die wettelijk toegelaten zijn voor gebruik bij andere diersoorten. Daar de dosis van een geneesmiddel per diersoort verschilt, is het noodzakelijk om voor vogels een methode te gebruiken om deze dosis te schatten op basis van bestaande gegevens. Deze methode wordt allometrische schaling genoemd. Hierbij worden de farmacokinetische parameters van een geneesmiddel voor vogels geschat aan de hand van deze parameters voor zoogdieren en het lichaamsgewicht. Het gebruik van deze methode heeft echter beperkingen bij gebruik van gegevens van zoogdieren. Zo zijn er sterke verschillen in geschatte en werkelijke waarden voor de farmacokinetische parameters bij gebruik van gegevens van zoogdieren ten gevolge van verschillen in de farmacokinetische processen tussen vogels en zoogdieren. Bij gebruik van gegevens van andere vogelsoorten zijn deze verschillen meer beperkt, maar niet afwezig.

 

Wat kan hieruit geconcludeerd worden?

Om een effectief en veilig gebruik van geneesmiddelen bij vogels te garanderen dient de dosis bepaald te worden aan de hand van farmacokinetische gegevens van de betreffende vogelsoort. In afwezigheid van deze gegevens kan gebruik gemaakt worden van gegevens van andere vogelsoorten door middel van allometrische schaling.

Bibliografie

REFERENTIES

  • Akester A.R. (1967). Renal portal shunts in the kidney of the domestic fowl. Journal of Anatomy, 101, 569-594.
  • Baert K. (2003). Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs in Birds. Doctoraatsthesis Faculteit Diergeneeskunde, Merelbeke.
  • Baert K., De Backer P. (2003). Comparative Pharmacokinetics of Three Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs in Five Bird Species. Comparative Biochemistry and Physiology Part C, 134, 25-33.
  • Baert K., Croubels S., Maes A., Hillaert U., Van Calenbergh S., De Backer P. (2004). Comparitive metabolic excretion profile of sodium salicylate in broiler chickens and homing pigeons. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics, 27, 123-127.
  • Baggot J.D. (1995). Pharmacokinetics: Disposition and Fate of Drugs in the Body. In: Adams R. (editor). Veterinary Pharmacology and Therapeutics. 7de ed., Iowa State University Press, Ames, p. 18-52.
  • Bartlet A.L., Kirinya L.M. (1976). Activities of mixed function oxidases, UDP-glucuronyl transferase and sulphate conjugation enzymes in Galliformes and Anseriformes. Quarterly Journal of Experimental Physiology, 61, 105-119.
  • Boxenbaum, H., Fertig, J.B. (1984). Scaling of antipyrine intrinsic clearance of unbound drug on 15 mammalian species. European Journal of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, 9, 177–183. 
  • Braun E.J., Dantzler W.H. (1972). Function of mammalian-type and reptilian-type nephrons in kidney of desert quail. American Journal of Physiology, 222, 617-629.
  • Devriese L.A., Dutta G.N. (1984). Effects of erythromycin-inactivating Lactobacillus crop flora on blood levels of erythromycin given orally to chicks. Journal of Veterinairy Pharmacology and Therapeutics, 7, 49-53.
  • Dorrestein G.M., Van Miert A.S.J.P.A.M. (1988). Pharmacotherapeutic aspects of medication of birds. Journal of Veterinairy Pharmacology and Therapeutics, 11, 33-44.
  • Dorrestein G.M. (1991). The pharmacokinetics of avian therapeutics. Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice, 21, 1241-1264.
  • Frazier, D.L., Jones, M.P., Orosz, S.E. (1995). Pharmacokinetic Considerations of the Renal System in Birds: Part I. Anatomic and Physiologic Principles of Allometric Scaling. Journal of Avian Medicine and Surgery, 9, 92–103.
  • Goldstein D.L., Skadhauge E. (2000). Renal and Extrarenal Regulation of Body Fluid Composition. In: G.C. Whittow (editor). Sturkie’s Avian Physiology, 5de ed., Academic press, London, p. 265-298.
  • Huckle K.R., Stoydin G., Hutson D.H., Millburn P. (1982). Formation of an N-Acetylornithine Conjugate of 3-Phenoxybenzoic Acid in the Chicken. Drug Metabolism and Disposition, 10, 523-528.
  • Hunter R.P., Mahmood I., Martinez M.N. (2008). Prediction of xenobiotic clearance in avian species using mammalian of avian data: how accurate is the prediction? Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics, 31, 281-284.
  • Igarashi K., Suzuki R., Kasuya F., Fukui M. (1992). Determination of Ornithine Conjugates of Some Carboxylic Acids in Birds by High-Performance Liquid Chromatography. Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 40, 2196-2198.
  • James M.O., Smith R.L., Williams R.T., Reidenberg M. (1972). The Conjugation of Phenylacetic Acid in Man, Sub-Human Primates and Some Non-Primate Species. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, 182, 25-35.
  • Jerzsele A. (2012). Comparative Veterinary Pharmacokinetics. In: Noreddin A. (editor). Readings in Advanced Pharmacokinetics – Theory, Methods and Applications. Intech, Rijeka, p. 179-198.
  • Kasuya F., Igarashi K., Fukui M. (1999). Characterization of a renal medium chain acyl-CoA synthetase responsible for glycine conjugation in mouse kidney mitochondria. Chemico-Biological Interactions, 118, 233-246.
  • Lave, T., Dupin, S., Schmitt, C., Chou, R.C., Jaeck, D., Coassolo, P. (1997). Integration of in vitro data into allometric scaling to predict hepatic metabolic clearance in man: application to 10 extensively metabolized drugs. Journal of Pharmaceutical Science, 86, 584–590.
  • Mahmood, I., Martinez, M., Hunter, R.P. (2006). Interspecies allometric scaling. Part I: prediction of clearance in large animals. Journal of Veterinary Pharmacology and Therapeutics, 29, 415–423.
  • Obach, R.S., Baxter, J.G., Liston, T.E., Silber, B.M., Jones, B.C., Macintyre, F. et al. (1997). The prediction of human pharmacokinetic parameters from preclinical and in vitro metabolism. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 283, 46–58.
  • Toutain P.L., Ferran A., Bousquet-Mélou A. (2010). Species Differences in Pharmacokinetics and Pharmacodynamics. In: Cunningham F., Elliot J., Lees P. (editors). Comparative and Veterinary Pharmacology, Handbook of Experimental Pharmacology, vol. 199, Springer-Verslag, Berlin Heidelberg, p. 19-48.
  • Vermeulen B., De Backer P., Remon J.P. (2002). Drug administration to poultry. Advanced Drug Delivery Reviews, 54, 795-803.

 

 

Universiteit of Hogeschool
Diergeneeskunde
Publicatiejaar
2015
Kernwoorden
Share this on: