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Untersuchungen zum Einsatz von mittelkettigen Fettsäuren und kurzkettigen organischen Säuren in der Fütterung von Absetzferkeln (2012)

Art

Hochschulschrift

Autor

Ferrara, Fabienne (WE 4)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2012 — VII, 134 S. Seiten

ISBN: 978-3-86387-189-5

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10291

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Abstract / Zusammenfassung

Mittelkettige Fettsäuren sind in der Ernährung als schnellverfügbare energieliefernde Substrate, aber auch aufgrund ihrer möglichen Wirkungen auf die intestinale Mikrobiota sowie auf die Darmmorphologie bzw. auf das lokale darmassoziierte Immunsystem insbesondere zur Prophylaxe von Durchfallerkrankungen beim Absetzferkel von Bedeutung. Untersuchungen zeigten eine negative Korrelation zwischen steigenden pH-Werten und einer antibakteriellen Wirksamkeit der mittelkettigen Fettsäuren in Abhängigkeit des Dissoziationsgrades. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen sollte überprüft werden, ob die zusätzliche Supplementierung organischer Säuren (Fumar- und Milchsäure) eine pHWert Absenkung im vorderen Verdauungstrakt verursacht und eine verstärkte Wirkung mittelkettiger Fettsäuren auf die Mikrobiota ermöglicht. Durch die Erhebung der Dünndarmzottenlänge und Kryptentiefe bzw. durch die Quantifizierung intraepithelialer Lymphozyten (IEL) sollten außerdem mögliche Effekte der eingesetzten Fütterungsadditiva auf die Dünndarmschleimhaut und auf das lokale darmassoziierte Immunsystem untersucht werden. Zu diesem Zwecke wurden insgesamt 96 abgesetzte männlich kastrierte Ferkel (Alter zu Beginn des Versuchs: 25 ± 1 Tag) in drei folgenden konsekutiven Versuchsreihen auf vier Fütterungsgruppen aufgeteilt. Die Kontrollgruppe erhielt ein Ferkelaufzuchtfutter nach Empfehlungen der GfE (2006). Der Versuchsfuttermischung der Gruppe KOS wurde 1,05 % eines Produktes bestehend aus Fumar- und Milchsäure zugesetzt. Das Gesamtprodukt enthielt 71 % KOS (56 % Fumarsäure und 44 % Milchsäure) sowie 29 % Siliciumdioxid (SiO2) als Trägerstoff. Dem Futter der Versuchsgruppe KOS und MKFS wurde zusätzlich 0,3 % eines Produkts, welches Caprylsäure (C:8) und Caprinsäure (C:10) enthielt, beigefügt (je 25 % C:8 bzw. C:10 und 50 % SiO2). Die Ferkel der Versuchsgruppe MKFS erhielten ebenfalls 0,3 % eines Produkts über das Futter, welches Capryl- und Caprinsäure (je 25 % C:8 bzw. C:10 und 50 % SiO2). Die Erhebung der zootechnischen Daten erfolgte wöchentlich. Nach einer vierwöchigen Fütterungsphase wurden, verteilt auf drei Sektionstage, je drei Ferkel pro Gruppe (insgesamt neun Ferkel pro Gruppe), euthanasiert. Den Tieren wurde Digesta aus dem Magen, Duodenum, Jejunum, Ileum, Kolon und Rektum entnommen sowie Gewebeproben aus dem mittleren Jejunum. Die Digestaproben dienten zur Bestimmung verdauuungsphysiologischer Parameter (pH-Wert, praecaecale sowie Gesamtverdaulichkeit der Nährstoffe und Trockensubstanz) sowie zur Quantifizierung der Laktobazillen und Enterobakterien mittels qPCR. Die bakteriellen Metaboliten D- und L-Laktat, Ammonium sowie kurzkettige Fettsäuren wurden zur Betrachtung der Fermentationsvorgänge zusätzlich analysiert. Eine Multiplex PCR diente als qualitativer Nachweis vorkommender E. coli- Pathogenitätsfaktoren aus der Digesta des Kolons. Die vier am häufigsten detektierten Pathogenitätsfaktoren (est-II (STb), Stx2e (STx), Fas (987p) und fedA (F18ab)) wurden anschließend via qPCR quantifiziert. Weiterhin erfolgte anhand der entnommenen Gewebeproben aus dem Jejunum, eine Evaluierung möglicher Effekte durch die eingesetzten Futterzusatzstoffe, auf die Länge der Dünndarmzotten und Kryptentiefe bzw. auf die Anzahl IEL. Die Anzahl der IEL wurde mithilfe der Immunhistochemie und Durchflusszytometrie bestimmt, wobei durch erstere Methode lediglich CD3+-IEL erfasst wurden. Durch letztere Methode erfolgte außerdem eine weitere quantitative Erfassung der IEL anhand der exprimierten Oberflächenmoleküle CD2, CD3, CD5, CD8β, CD16 bzw. über den γδ -T-Zellrezeptor. Die Ergebnisse dieser Studie zeigten lediglich innerhalb der dritten Versuchswoche eine signifikante Beeinflussung der biologischen Leistung der Ferkel durch MKFS in Form einer höheren Lebendmassezunahme. Durch den Zusatz MKFS konnten die pH-Werte im Magen, Jejunum und Ileum signifikant reduziert werden, eine zusätzliche Absenkung der pH-Werte der Digestaproben durch die Fütterung von kurzkettigen organischen Säuren konnte nicht festgestellt werden. Die Fütterung von KOS zeigte einen statistisch abgesicherten hemmenden Einfuss auf die Zellzahl der Enterobakterien im Magen und Kolon. Die Anzahl potenziell pathogener E. coli-Stämme im Kolon konnte des Weiteren tendenziell durch KOS reduziert werden. Der Zusatz MKFS reduzierte, im Vergleich zur Gruppe KOS, signifikant die gemessene Gesamtkonzentration der kurzkettigen Fettsäuren in der Digesta des Jejunums. Im Kolon hingegen bewirke die Fütterung von KOS im Vergleich zur Gruppe MKFS eine abgesicherte Minderung der Gesamtkonzentration der SCFA. Weder die Länge der Dünndarmzotten noch die Kryptentiefe wurden signifikant durch die Zusatzsstoffe beeinflusst. Durch die Etablierung des porzinen monoklonalen Antikörpers PPT3 am Jejunum des Schweines konnte in dieser Arbeit mittels IHC und Durchflusszytometrie (FACS) bestätigt werden, dass der Hauptteil der IEL CD3 exprimiert und den zytotoxischen T-Zellen zugeordnet werden können. Die Ergebnisse der FACS-Daten zeigen außerdem, dass klassische γδ -T-Zellen und Natürliche Killerzellen ebenfalls einen großen Teil der IEL im Epithel des Dünndarms stellen, wobei durch KOS die Anzahl der CD2- / γδ +-IEL (nicht klassische T-Zellen) signifikant erhöht war. Die in dieser Arbeit aufgeführten Auswirkungen MKFS und KOS auf die intestinale Mikrobiota bzw. auf das lokale darmassoziierten Immunsystems bei Absetzferkeln müssen hinsichtlich der Bedeutung für die Tiergesundheit weitergehend geprüft werden.