(Full Article)

Züchtungskunde, 83, (3) S. 225–232, 2011, ISSN 0044-5401
© Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart
Original Article
Untersuchungen zum Wachstum des Schweifhaares beim
Warmblutpferd
Imke Traulsen1, Neele Fölster1, K. Blobel2 und J. Krieter1
Zusammenfassung
Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es, Einflussfaktoren auf das Wachstum von
Schweifhaaren bei Warmblutpferden zu quantifizieren und so Abschätzungen hinsichtlich des Nachweisfensters für Fremdsubstanzen im Schweifhaar zu ermöglichen. Dabei
wurden insbesondere die Faktoren Farbe und Alter der Pferde betrachtet. Das Schweifhaarwachstum wurde an 77 Pferden unterschiedlicher Farbe (Braune, Füchse, Schimmel) und Alters (2–23 Jahre) auf fünf Betrieben innerhalb eines Zeitraumes von sechs
Monaten erhoben. Zu Versuchsbeginn wurden die Schweifhaare auf einer definierten
Fläche an der Schweifrübe entfernt. Anschließend wurde bei allen Tieren die Länge der
nachwachsenden Schweifhaare fünfmal im 4-wöchigen Abstand gemessen. Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Einfluss der Farbe und des Alters der Pferde auf das
Schweifwachstum. Braune Pferde weisen ein geringeres Wachstum auf als Füchse oder
Schimmel. Ebenso wachsen die Schweifhaare jüngerer Tiere schneller als älterer Tiere.
Aus den ermittelten Wachstumsgeschwindigkeiten sind lange Nachweisfenster für
Fremdsubstanzen in Haarproben realisierbar. In der Pferdesportpraxis sind Haarproben
als eine Ergänzung zu herkömmlichen Blut- und Urinproben insbesondere für den Nachweis von chronischem Doping anzusehen.
Schlüsselwörter: Pferd, Schweifwachstum, Farbgebung, Doping
Summary
Studies on tail hair growth in warmblood horses
The present study aims at the quantification of influence factors on equine tail hair
growth to determine the potential detection period of drugs and medications. Focus is
put on the coloring and age of the horses. Within a six-month period data were recorded
using 77 horses of different coloring (bay, chestnut, grey horses) and age (2–23 years of
age) housed in six farms. At the beginning of the study, a defined area at the tail bottom
was removed. In four weeks intervals, the length of the growing tail hair was measured
at five points in time. The results show a significant impact of the coloring and the age of
the horses on tail hair growth. Bay horses show a slower growth than chestnut or grey
horses. In younger horses the tail hair grows faster than in older ones. A long potential
detection period for drugs and medications is determined when applying the estimated
1
Institut für Tierzucht und Tierhaltung, Christian-Albrechts Universität, Kiel, E-Mail: itraulsen@
tierzucht.uni-kiel.de
2 HIPPO-Blobel, 23812 Ahrensburg
226
Imke Traulsen, Neele Fölster, K. Blobel und J. Krieter
growth rate. For practical use, analysis of hair is considered as a tool to detect long term
and chronic medications and is applied in addition to conventional blood and urine
samples.
Keywords: Horse, tail hair growth, coloring, doping
1 Einleitung
Das Vorkommen von Fremdsubstanzen (Xenobiotika) mit leistungsfördernden Eigenschaften im Pferdeorganismus ist ein Problem im heutigen Pferdesport. Im Jahre 2009
wurden insgesamt 2.701 Urin- oder Blutproben von Pferden entnommenen und 52
positiv auf körperfremde bzw. verbotene Substanzen getestet (Sporthochschule Köln,
2009). Dabei wurden 60 verschiedene Substanzen nachgewiesen.
Der Nachweis derartiger Substanzen mittels biologischer Flüssigkeiten (Blut, Urin) ist
als objektivste Methode akzeptiert (Düe, 1998; Kintz und Samyn, 2002). Diese Matrizen
eigenen sich insbesondere für den Nachweis akuter Dopingformen. Für den Nachweis
chronisch – also über einen längeren Zeitraum – verabreichter Substanzen, sind Blut
oder Urin weniger geeignet. Im Urin sind Fremdstoffe nur qualitativ und nur wenige Tage
nach der Applikation nachweisbar. Danach ist die Substanz, bis auf wenige Ausnahmen,
ausgeschieden oder metabolisiert (Arnold und Sachs, 1994; Dupont und Baumgartner, 1995). Beim Blut verringert sich die Nachweisperiode auf wenige Stunden,
allerdings ist hier auch ein quantitativer Nachweis möglich. Als Medium zum Langzeitnachweis oder zur Abschätzung des Konsumverhaltens (semiquantitative Aussagen)
werden Haare empfohlen (Dunnett und Lees, 2003; Mußhoff und Madea, 2004).
Haare als Nachweismatrize sind einfacher zu gewinnen und geben Informationen über
verwendete Medikamente, aber auch nutritive Imbalancen (Dunnett, 2002). Während
des Haarwachstums werden Substanzen in das Haar eingelagert und als Substanzbande
im Haar mittransportiert. So können durch Segmentierung der Haare große Nachweisfenster realisiert werden (Arnold und Sachs, 1994). Die Möglichkeit von Langzeituntersuchungen ist auch im Zusammenhang mit der Medikationskontrolle im Pferdesport
interessant. Hierfür bietet sich beim Pferd das Langhaar (Schweif, Mähne) an, welches
einem kontinuierlichen Wachstum unterliegt (Anielski, 2007). Deckhaare sind weniger
geeignet, da in Abhängigkeit von der Photoperiode ein periodischer Haarwechsel stattfindet. Um Applikationszeiträume genauer eingrenzen zu können, ist es notwendig, das
Längenwachstum des Haares quantifizieren zu können.
Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es, Einflussfaktoren auf das Wachstum von
Schweifhaaren bei Warmblutpferden zu bestimmen. Im Fokus stehen die Faktoren Farbe,
Alter, Geschlecht und Rasse der Pferde. Anhand der Ergebnisse können Abschätzungen
hinsichtlich der Länge der Nachweisperiode von Fremdsubstanzen im Schweifhaar
gemacht werden.
2 Material und Methoden
Datenerfassung
Für die Studie wurden Daten an 77 Warmblutpferden in Schleswig-Holstein im Zeitraum
von August 2009 bis Januar 2010 erhoben. Die Versuchsgruppe umfasste 16 Hengste,
31 Wallache und 30 Stuten im Alter von 3 bis 23 Jahren. Bezüglich der Fellfarbe waren
es 48 Braune, 12 Füchse, 14 Schimmel sowie zwei Rappen und ein Rappschecke. Die
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Pferde standen auf fünf Betrieben mit im Durchschnitt 15,4 (11–21) Pferden pro Betrieb.
Abhängig vom Betrieb erhielten zwei Drittel der Tiere halb- oder ganztätig Weidegang,
während die übrigen Pferde ausschließlich in der Box gehalten wurden. Als Ergänzung
zum Rauhfutter erhielten alle Tiere Kraftfutter.
Bei allen Pferden wurden zu Versuchsbeginn die Schweifhaare auf einer 1 cm2 großen
Fläche links an der unteren Spitze der Schweifrübe entfernt. Anschließend wurde bei
allen Tieren die Länge der nachwachsenden Schweifhaare fünfmal jeweils im 4-wöchigen Abstand gemessen. Des Weiteren wurden an jedem Messtag die Temperatur sowohl
innerhalb (11,7°C, –0,3°C – 30,3°C), als auch außerhalb (9,2°C, –4,7°C – 31,2°C) des
jeweiligen Stalls erfasst. Insgesamt standen für die Auswertung 434 Beobachtungen zur
Verfügung. Die durchschnittliche Schweiflänge zu Versuchsende lag bei 14,3 cm (12,5 cm
– 16,6 cm).
Statistische Auswertung
Die statistische Auswertung erfolgte mit der Prozedur MIXED des Statistikprogrammpakets SAS (Statistical Analysis System), Version 9.2. In einem gemischten linearen
Modell wurde die an den sechs Zeitpunkten gemessene Schweiflänge analysiert. Als fixe
Effekte wurden die Farbe der Pferde (1: Brauner, Rappe, Schecke, 2: Fuchs, 3: Schimmel), das Alter (1: 3–5 Jahre, 2: 6–9 Jahre, 3: 10–23 Jahre) sowie der Betrieb (1–5) im
Modell berücksichtigt. In Voranalysen waren weitere fixe Effekte wie das Geschlecht und
die Rasse der Pferde nicht signifikant und zeigten keine Verbesserung nach dem Akaike
Kriterium. Sie wurden deshalb nicht ins Modell aufgenommen. Auch zeigten andere
Studien keine Abhängigkeit der Wachstumsrate vom Geschlecht der Pferde (Dunnett,
2002, Popot et al., 2000, Schlupp, 2003). Unterschiede zwischen Rassen wurden nur
zwischen Ponyrassen und Vollblütern beschrieben (Dunnett, 2002). Als linear quadratische Kovariable wurde der Versuchstag (1. … 165.) aufgenommen. Das angewendete
Modell berücksichtigt zusätzlich den zufälligen Effekt des Pferdes. Abhängigkeiten zwischen den Residuen der wiederholten Wachstumsbeobachtungen eines Pferdes wurden
mit einer räumlich exponentiellen (spatial exponential) Autokorrelationsfunktion modelliert, die sich für die leicht variierenden Messintervalle zwischen den Versuchstagen
als geeignet erwies (Littell et al., 2006). Die Ergebnisse ergaben eine hohe Autokorrelation von 0,94 und bestätigen deren Berücksichtigung in der statistischen Analyse. Die
Residuen des Modells wurden grafisch untersucht und zeigten eine zufällige Streuung.
3 Ergebnisse
Das Wachstum der Schweifhaare wird von der Farbe und dem Alter der Pferde sowie vom
Versuchstag signifikant beeinflusst (p < 0,05). Dahingegen werden zwischen den Betrieben keine signifikanten Unterschiede festgestellt.
In Abb. 1 sind die LSQ-Mittelwerte und deren Standardfehler für die Schweiflänge in
Abhängigkeit von der Fellfarbe und dem Alter der Pferde dargestellt. Pferde mit einer
braunen Fellfarbe zeigen im Mittel die geringste Schweiflänge mit 8,1 cm. Signifikant
länger sind die Schweife der Füchse und Schimmel mit 8,7 bzw. 8,6 cm. Bei dem Einfluss
des Alters zeigt sich, dass ältere Pferde ein signifikant geringeres Schweifwachstum aufweisen als jüngere. So sinkt der LSQ-Mittelwert von 8,8 cm für 3–5 jährige Pferde auf
8,2 cm für 10–23 Jahre alte Pferde. Für die fünf betrachteten Betrieben schwanken die
LSQ-Mittelwerte zwischen 8,2 und 8,8 cm, wobei keine Differenz signifikant ist (Abb. 2).
Der Verlauf des Schweifwachstums über die Zeit ist in Abb. 3 aufgezeigt. Obwohl
beide betrachteten Komponenten (linear und quadratisch) im Modell signifikant sind,
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Imke Traulsen, Neele Fölster, K. Blobel und J. Krieter
9,2
9,0
Schweiflänge (cm)
8,8
8,6
8,4
8,2
8,0
7,8
7,6
7,4
a*
b
b
a
b
b
Braune
Füchse
Schimmel
3-5
6-9
10-23
Farbe
Alter (Jahre)
Abb. 1. LSQ-Mittelwerte und deren Standardfehler für die Schweiflänge in Abhängigkeit von der
Farbe und dem Alter der Pferde; * unterschiedliche Buchstaben kennzeichnen signifikante
Differenzen innerhalb des Einflussfaktors (p < 0,05)
LS-Means and standard errors for tail hair growth depending on colour and age of the horses;
* different letters indicate significant differences within effect (p < 0.05)
verläuft die Kurve über den Untersuchungszeitraum hinweg weitgehend linear. Das
Schweifwachstum pro Tag beträgt ca. 0,09 cm, so dass nach einer 6-monatigen Wachstumsphase eine Schweiflänge von 16,1 cm erwartet werden kann.
4 Diskussion
Über den Einfluss der Farbe eines Pferdes auf das Schweifwachstum ist wenig bekannt.
In der vorliegenden Studie wurde ein deutlicher Unterschied zwischen der Gruppe der
Braunen und den übrigen Tieren gefunden. Das schnellere Wachstum der Schimmel
könnte auf der Abwesenheit der Melaninsynthese basieren. Beim Menschen zeigen
weiße Barthaare eine etwa zweimal so hohe Wachstumsrate wie pigmentierte (Nagl,
1995). Während des Haarwachstums muss in pigmentierten Haaren neben Keratinsynthese und -transport auch die Melaninsynthese stattfinden. Dies verlängert vermutlich den Übergang von proliferierenden zu fertig differenzierten Zellen bei nicht-pigmentierten Haaren. Nicht eindeutig zu klären ist, warum die Füchse in der vorliegenden
Studie ein ebenso hohes Wachstum aufweisen wie die Schimmel. Zu bemerken ist
jedoch, dass die Tierzahlen sowohl für die Schimmel als auch für die Füchse sehr viel
niedriger sind als für die Braunen.
Der in der vorliegenden Analyse festgestellte negative Einfluss des fortschreitenden
Alters auf das Wachstum von Schweifhaaren beim Pferd kann durch eine geringere
Aktivität der Haarfollikel bei älteren Individuen erklärt werden (Courtois et al., 1995).
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229
9,0
8,8
Schweiflänge (cm)
8,6
8,4
8,2
8,0
7,8
7,6
7,4
1
2
3
4
5
Betrieb
Abb. 2. LSQ-Mittelwerte und deren Standardfehler für die Schweiflänge für die unterschiedlichen
Betriebe
LS-Means and its standard errors for tail hair growth depending on farm
18
16
Schweiflänge (cm)
14
12
10
8
6
4
2
0
0
30
60
90
Tage
Abb. 3. Verlauf des Schweifwachstums über die Zeit
Course of tail hair growth over time
120
150
230
Imke Traulsen, Neele Fölster, K. Blobel und J. Krieter
Dieser Zusammenhang ist auch beim Menschen beobachtet worden (Harkey, 1993;
Courtois et al., 1995). Andere Studien stellten keinen Einfluss des Alters auf das
Schweifwachstum fest (Dunnett, 2002; Popot et al., 2000; Schlupp, 2003). Allerdings
wurde beispielsweise von Popot et al. (2000) nur eine kleine Stichprobe von drei
Pferden mit einem Alter zwischen zehn und zwanzig Jahren betrachtet. Durch die Altersstruktur des vorliegenden Datenmaterials kann auch das vergleichsweise schnelle
Wachstum (ca. 2,7 cm/Monat) erklärt werden. So lagen Popot et al. (2000) und
Schlupp (2003) mit 2,2–2,4 cm/Monat etwas niedriger. Da Popot et al. (2000) wesentlich ältere Pferde (> 10 Jahre) ausgewählt hat, ist ein langsameres Wachstum als in der
vorliegenden Studie erklärbar.
In dieser Studie nicht berücksichtigt wurde die Fütterung der Pferde. Diese weist einen
Effekt auf das Haarwachstum auf, der allerdings hauptsächlich mit einer Mangelernährung in Zusammenhang gebracht wird (Lewis, 1995). Im vorliegenden Versuch kann
davon ausgegangen werden, dass alle Pferde eine auf ihre jeweilige Körperkondition und
Leistung abgestimmte Fütterung erhielten und somit keine Mangelsituation vorlag. Des
Weiteren war die Fütterung der Pferde auf den einzelnen Betrieben vergleichbar.
Das vorliegende Datenmaterial ließ aufgrund des Studiendesigns keine Schätzung des
saisonalen Einflusses auf das Schweifwachstum zu. In anderen Studien von Schlupp
(2003) und Popot et al. (2000) wurde ein kontinuierliches, von dem Verlauf der Jahreszeiten unbeeinflusstes Wachstum des Langhaars beschrieben. Dunnett (2002) stellte
einen nicht signifikanten Anstieg der Wachstumsrate im Herbst fest. Für die durchgeführte Studie ist zu bemerken, dass das Wachstum über den gesamten Beobachtungszeitraum (August bis Januar) relativ gleichmäßig verlief. Unterschiede zwischen Herbstund Wintermonaten wurden nicht festgestellt.
In Bezug auf Doping können die Ergebnisse dieser Untersuchung zur Abschätzung der
maximalen Nachweisdauer von Fremdsubstanzen im Schweifhaar verwendet werden.
Bei einem Längenwachstum von 0,09 cm pro Tag kann für einen 1,0 m langen Schweif
eine theoretische Nachweisperiode von ungefähr 37 Monaten angenommen werden. Zur
Abschätzung des Expositionszeitpunktes ist die Zeit für die Metabolisierung des Fremdstoffes bzw. den Einbauprozess in das Haar sowie die intradermale Wachstumsstrecke
des Haares zu berücksichtigen. Allerdings würden Schweif- und Mähnenhaar schon nach
einem Tag an die Hautoberfläche gelangen, da diese Haare ca. 3-4 mm tief in der Haut
verankert sind (Meyer, 2002). Dunnett (2002) konnte Fremdsubstanzen schon 24
Stunden nach der Verabreichung nachweisen.
Grundsätzlich scheint auch eine Abschätzung der angewendeten Dosis möglich, da die
Einlagerung proportional zur aufgenommenen Menge geschieht und so die Gesamtbelastung im Organismus repräsentiert (Henderson, 1993; Pötsch und Skopp, 2004;
Pötsch et al., 1996). Für die Abschätzung der angewendeten Dosis ist eine differenzierte
Betrachtung der Wirkstoffe notwendig. Diese unterscheiden sich neben ihrer Lipophilie
oder Basizität auch in ihrer Melaninaffinität. Clenbuterol beispielsweise wurde in dunklen Haaren in einer höheren Konzentration nachgewiesen als in hellen (Anielski, 2007),
was auf dessen Melaninaffinität zurückgeführt wird. Somit ist bei der Bestimmung der
angewendeten Dosis über Haarproben auch die Färbung der Pferde zu berücksichtigen,
um die Messwerte entsprechend zu korrigieren. In nicht-pigmentierten Haaren werden
bei gleicher Ausgangsdosis niedrigere Mengen an melaninaffinen Substanzen zu finden
sein als in pigmentierten.
Der Vorteil der Nutzung von Haarproben liegt klar in dem langen Nachweisfenster
(Wochen-Jahre) und der Unterscheidung zwischen chronischer und akuter Anwendung
von Dopingsubstanzen (Dunnett und Lees, 2004; Popot et al., 2000; Schlupp, 2003).
Trotz semiquantitativer Aussage ist das Konsumverhalten des betroffenen Individuums
abschätzbar. Darüber hinaus sind Haare ein stabiles Medium, das einfach gewonnen,
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transportiert und gelagert werden kann. Nachteilig für die Verwendung von Haaren als
Nachweismatrize ist die relativ aufwändige Analysemethodik. Um falsch positive Ergebnisse durch externe Kontaminationen zu vermeiden, erfolgt die Isolation der Wirkstoffe
bzw. deren Metaboliten erst nach der Aufbereitung der Proben durch waschen, basischen
und sauren Extraktionsverfahren sowie Hydrolisierung. Gut geeignet ist die Methode für
ein Screening auf verschiedene Substanzgruppen (Düe, 1998; Schänzer, 2010).
Zusammenfassend ist festzustellen, dass das Schweifwachstum sowohl von der Farbgebung als auch vom Alter der Pferde signifikant beeinflusst wird. Braune Pferde weisen
ein geringeres Wachstum auf als Füchse oder Schimmel. Ebenso wachsen die Schweifhaare jüngerer schneller als älterer Tiere. Aus den ermittelten Wachstumsgeschwindigkeiten sind sehr lange Nachweisfenster (Jahre) für Fremdsubstanzen in Haarproben
realisierbar. Für die Abschätzung der verabreichten Dosis der Fremdsubstanz ist die Farbgebung der Pferde ebenfalls zu berücksichtigen. Die Analysen von Haarproben sind für
große Tierzahlen einsetzbar und weisen ein deutlich längeres potentielles Nachweisfenster als andere übliche Matrizen (Blut, Urin) auf. Trotz der vielen Einflussfaktoren
zeigen die Ergebnisse der Haaranalytik eine hohe Sicherheit. In der Pferdesportpraxis
sind Haarproben aufgrund der Gefahr von falsch positiven Ergebnissen durch externe
Kontamination als eine Ergänzung zu Blut- und Urinproben insbesondere für den Nachweis von chronischem Doping anzusehen.
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