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Untersuchung der Konzentrationen an Mengenelementen und essentiellen sowie akzidentellen Spurenelementen in Kotproben von Pferden (2023)

Art

Hochschulschrift

Autor

Staufenbiel, Lydia (WE 17)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2023 — III, 75 Seiten

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/39291

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Abstract / Zusammenfassung

Mengen- und Spurenelemente erfüllen im Körper vielfältige Aufgaben, unter anderem als Bestandteil von Knochen, Enzymkomplexen oder Hormonen. Die Mengenelemente Ca, Cl, K, Mg, Na, P und S kommen in hohen Konzentrationen im Körper vor und werden reichlich mit der Nahrung aufgenommen. Bei den Spurenelementen unterscheidet man ihrer Funktion entsprechend zwischen essentiellen und akzidentellen. Erstere haben eine lebensnotwendige Funktion für den Organismus, letztere werden mit der Nahrung aufgenommen, ohne dass für sie eine physiologische Funktion nachgewiesen ist. Auf beide Gruppen der Spurenelemente trifft zu, dass ihre Konzentration im Körper nur gering ist und sie bei erhöhter Aufnahme ein toxisches Potential besitzen. Daher ist die Versorgungsanalyse wichtig für die Gesunderhaltung, denn sowohl Mangel- als auch Überschusssituationen können zu Leistungseinbußen und Erkrankungen führen. Die nutritive Versorgungslage über Rationsanalysen lässt sich bei Selektivfressern wie Pferden, besonders in extensiver Haltung auf der Weide, nur schwer exakt bestimmten. Die metabolische Versorgungslage wird mit Hilfe von Blutproben analysiert, diese sind jedoch nur für wenige Elemente geeignet, um eine Fehlversorgung sicher anzuzeigen. Ziel dieser Arbeit war die Überprüfung der Möglichkeit, Kotproben zur Beurteilung der Versorgung von Pferden mit 28 ausgewählten Mengen- und Spurenelementen zu nutzen. Gemessen wurden mittels optischer Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES): Cu, Zn, Mn, Mo, Ca, Mg, Ba, Cr, Fe, Sr, K, S, Ti, P, Si und Na bzw. mit der Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS): Se, B, Co, Ni, Pb, Cd, U, As, Tl, Al, Sn und Li. Es standen insgesamt zehn Pferde als Probanden zur Verfügung, die in drei unterschiedliche Fütterungsgruppen eingeteilt wurden. Die erste erhielt neben den in den Grundfuttermitteln enthaltenen Mineralstoffen keine Ergänzung, die zweite eine auf den Selenbedarf nach Bedarfsempfehlungen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE) abgestimmte Mineralstoffsupplementierung und der dritten Gruppe stand eine mineralisierte Leckmasse zur freien Verfügung. Zur Beantwortung der methodischen Rahmenbedingungen wurden zunächst Kotproben aus zwei unterschiedlichen Lokalisationen im Pferd (Colon descendens und Ampulla recti) sowie eine aus einem frisch abgesetzten Kothaufen gewonnen. In einem weiteren Versuch wurde der Haufen eines optimal versorgten Probanden drei Tage in verschiedenen Lokalisationen beprobt. Außerdem wurden die Kotproben sieben Tage bei unterschiedlichen Temperaturen (-18, -8, 8 und 20°C) vor der weiteren Verarbeitung gelagert. Jeweils zwei Probanden der drei unterschiedlichen Fütterungsgruppen wurden innerhalb eines 24-Stundenzeitraums alle sechs Stunden und über einen 15-Tages-Zeitraum alle drei Tage aus der Ampulla recti beprobt. Schlussendlich wurde der erhaltene Datensatz genutzt, um den methodischen Fehler des gesamten Untersuchungsablaufes von der Kotprobenentnahme, über die Lagerung sowie Aufbereitung und dem Probenversand, bis zur Elementanalyse, zu ermitteln. Außerdem wurde die Reproduzierbarkeit der Messungen festgestellt. Die unterschiedliche Fütterung der Probanden spiegelt sich differenziert in der Kotkonzentration wider und gibt somit Grund zu der Annahme, dass Kotproben sich für die Analyse der Mineralstoffversorgung von Pferden eignen. Hinsichtlich der Entnahmestelle gab es keine signifikanten Unterschiede der drei Lokalisationen, womit der am wenigsten invasiven Methode aus einem abgesetzten Haufen der Vorzug zu geben ist. Innerhalb des Haufens konnten variierende Konzentrationen einzelner Elemente in unterschiedlichen Lokalisationen festgestellt werden. Bezüglich der Lagerdauer des Haufens im Freien vor der Beprobung gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen der Probengewinnung direkt nach dem Kotabsatz und 24 Stunden später. Im 72 Stunden alten Kothaufen unterschieden sich einige Elemente signifikant, weshalb die Empfehlung lautet, die Proben aus einem frisch abgesetzten Haufen zu nehmen. Für die Bestandsuntersuchung auf der Weide können jedoch auch bis zu 24 Stunden alte Haufen beprobt werden. Bei gleichbleibender Fütterung unterscheiden sich wenige Elemente signifikant im 24-Stundentagesprofil (K) sowie in der 15-Tage-Verlaufsuntersuchung (P, K, Si, Li). Genaue Zusammenhänge zwischen Futteraufnahme und Konzentrationsdifferenzen in den Kotproben sowie die renale Ausscheidung müssten zu einem späteren Zeitpunkt mit Hilfe eines gesonderten Fütterungsversuchs abschließend beurteilt werden. Mit einem relativen methodischen Fehler von unter 0,2 für den Gesamtversuch von der Probenahme, über die Aufbereitung und Analyse im Labor weist das Verfahren eine geringe systematische Abweichung auf. Ausgenommen davon sind Selen (0,60) und Zinn (0,27). Grund dafür sind sehr geringe, im Fall von Selen zum Teil nicht messbare Konzentrationen in den Kotproben. Für die Güte des Gesamtversuchs spricht die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse mit einem Bestimmtheitsmaß von über 0,9 oder knapp darunter bei Selen (0,894) und Zinn (0,899). Die vorliegende Arbeit unterstützt die Möglichkeit, Kotproben für die Analyse des Versorgungsstatus von Pferden mit Mineralstoffen zu nutzen. Als Ergebnis stehen die methodischen Rahmenbedingungen zur Verfügung, mit denen die Probennahme standardisiert werden kann. Das ermöglicht in weiteren Versuchen bei größeren Probandenzahlen Referenzwerte für Mineralstoffkonzentrationen in Pferdekotproben zu erstellen und diese zur Versorgungsanalyse zu nutzen.