The influence of prostaglandins on calcium homeostasis in dairy cows.

Summary Prostaglandins of the E-series are known to have a potent osteolytic effect. In the present study it was shown in 16 experiments with 11 dairy cows of the Swedish Red Breed that intravenous infusion of PGE2 caused a rapid fall in serum calcium. Both total and ionized serum calcium decreased. Serum magnesium remained unchanged and the level of inorganic phosphorus showed a non-significant decrease. PGE2 also showed an antilipolytic effect. Infusion of PGF2α did not change serum calcium. PGs are rapidly metabolized and it seems possible that amounts insufficient to induce osteolysis reached bone. The results obtained in the study could not however explain the mechanism behind the PGE2-induced hypocalcaemia. PG synthesis was inhibited in four cows by treatment with flunixin meglumine. The plasma level of the main PGF2α-metabolite, 15-keto-13,14-dihydro-PGF2α, decreased rapidly but the measured serum calcium fractions did not change. The mean serum concentration of 15-keto-13,14-dihydro-PGF2α was about the same in 33 cows suffering from parturient paresis as it was in 6 normal post-parturient cows. It seems therefore unlikely that the increased levels of the PGF2a-metabolite observed at parturition are involved in the aetiology of post-parturient hypocalcaemia. Zusammenfassung Der Einflus der Prostaglandine auf die Kalzium-Homoostase bei Milchkuhen Prostaglandine der E-Reihe sind bekannt dafur, das sie eine starke osteolytische Wirkung haben. In den vorliegenden 16 Versuchen an 11 Milchkuhen (Swedish Red Breed) bewirkte die intravenose Infusion von PGE2 ein rasches Absinken des Kalziumspiegels. Sowohl das Gesamtkalzium als auch das ionisierte Kalzium nahmen ab. Das Serum-Magnesium blieb unverandert und beim anorganischen Phosphor wurde eine leichte, nichtsignifikante Abnahme beobachtet. PGE2 zeigte auch eine starke antilipolytische Wirkung. Die Infusion von PGF2α fuhrte zu keinen Kalziumveranderungen. Da Prostaglandine schnell metabolisiert werden, ist es moglich, das im Knochengewebe keine osteolytischen Konzentrationen erreicht wurden. Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchungen erlauben keine Erklarung fur die PGE2-induzierte Hypokalzamie. Bei 4 Kuhen wurde die PG-Synthese durch Fluxininme-glumin gehemmt. Der Plasmaspiegel des PGF2α-Hauptmetaboliten, 15-keto-13,14-dihydro-PGF2α sank sofort, das Serumkalzium blieb jedoch unverandert. Die mittlere Serumkonzentration des 15-keto-13,14-dihydro-PGF2α betrug bei 33 Kuhen mit Gebarparese etwa gleich viel wie bei 6 normalen, postpartalen Kuhen. Es ist daher wenig wahrscheinlich, das erhohte peripartale Konzentrationen des PGF2α-Metaboliten an der Entstehung der postpartalen Hypokalzamie beteiligt sind. Resume Influence de Prostaglandines sur l'homeostasie du calcium chez des vaches laitieres Des Prostaglandines de la serie E sont connues pour avoir un effet osteolytique prononce. Dans les 16 essais faits sur 11 vaches laitieres (tachetee rouge suedoise), l'infusion intraveineuse de PGE2 a provoque une rapide diminution du taux de calcium. Aussi bien le calcium total que le calcium ionise ont diminue. Le magnesium du serum est reste inchange et on a observe une legere diminution non significative avec le phosphore inorganique. PGF2α egalement presente un effet antilipolytique prononce. L'infusion de PGF2α n'a pas provoque de modifications du calcium. Les Prostaglandines etant rapidement metabolisees, il est possible que des concentrations osteolytiques ne soient pas atteintes dans les tissus osseux. Les resultats des recherches ne donnent pas d'explication pour l'hypocalcemie induite par PGE2. La synthese PG a ete inhibee par fluxininmeglumine chez 4 vaches. Le taux des plasma des metabolites principaux PGF2α, 15-keto-13,14-dihydro-PGF2α a diminue immediatement, alors que le calcium du serum est demeure inchange. La concentration moyenne du serum de 15-keto-13,14-dihydro-PGF2α chez 33 vaches atteintes de paresie de la misebas fut la meme que celle de 6 vaches normales apres la mise-bas. Il est de ce fait peu probable que des concentrations elevees de metabolites PGF2α au moment de la mise-bas jouent un role dans l'apparition de l'hypocalcemie post partum. Resumen El influjo de las prostaglandinas sobre la homeostasia calcica en las vacas lecheras De las prostaglandinas de la serie E se sabe que ejercen una accion osteolitica muy potente. En los 16 ensayos presentes, llevados a cabo con 11 vacas lecheras (raza roja sueca), la infusion intravenosa de PGE2 ocasionaba un descenso rapido del nivel de calcio. Disminuyeron tanto el calcio total como el ionizado. El magnesio serico permanecio inalterado y en el fosforo inorganico se observo una disminucion discreta, nada significativa. PGE2 tambien mostraba una accion antilipolitica potente. La infusion de PGF2α no traia consigo ninguna modificacion calcica. Puesto que las prostaglandinas se metabolizan rapidamente, es posible que en el tejido oseo no se hubieran alcanzado las concentraciones osteoliticas precisas. Los resultados de los estudios presentes no permiten establecer ninguna aclaracion sobre la hipocalcemia inducida por PGE2. En 4 vacas se inhibio la sintesis de PG mediante fluxinina-meglumina. El nivel plasmatico de 15-ceto-13,14-dihidro-PGF2α, el metabolito principal de la PGF2α, descendio inmediatamente, pero el calcio serico no sufrio alteracion. La concentracion serica media de la 15-ceto-13,14-dihidro-PGF2α importe en 33 vacas con paresia parturienta aproximadamente igual que en 6 vacas normales despues del parto. Por lo tanto, es poco probable que las concentraciones peripartales aumentadas de los metabolitos de la PGF2α participen en la etiologia de la hipocalcemia postpartal.