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Auswirkung verschiedener Methioninsupplemente auf den Aminosäuretransport, das Metabolom und den Entzündungsstatus im Dünndarmepithel des Schweins (2025)

Art

Hochschulschrift

Autor

Schermuly, Isabel (WE 2)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2025 — V, 115 Seiten

ISBN: 978-3-96729-292-3

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/48582

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Institut für Veterinär-Physiologie

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Abstract / Zusammenfassung

Eine Aminosäure (AS) mit besonderer Relevanz für die Schweinefütterung ist Methionin (Met), welche in Form von DL-Met, L-Met oder DL-2-Hydroxy-4-(methylthio)buttersäure (DL-HMTBA) supplementiert werden kann. Es ist bekannt, dass diese Met-Supplemente den intestinalen Transport von Met sowie den Met-Metabolismus beeinflussen können. Die vorliegende Arbeit zielte darauf ab, die folgenden Hypothesen zu prüfen: Erstens, dass die Art des Met-Supplements nicht nur den Met-Transport, sondern auch den Transport weiterer AS beeinflusst und zweitens, dass sich verschiedene Met-Supplemente unterschiedlich auf das epitheliale Metabolom sowie die Expression von inflammatorischen Markern im porzinen Dünndarm auswirken. Im ersten Teil des Projektes wurde entweder eine Diät mit DL-Met, L-Met, DL-HMTBA oder keinem zusätzlichen Met-Supplement an junge Mastschweine verfüttert. Ihr Jejunum wurde verwendet, um den mukoserosalen Flux von [14C]-markiertem L-Glutamin, Glycin, LLeucin, L-Lysin, L-Met, L-Serin, L-Threonin, L-Tryptophan, L-Tyrosin und L-Valin mittels eines Ussing-Kammer-Modells zu untersuchen. Alle Fluxuntersuchungen wurde in An- und Abwesenheit von mukosalem Na+, sowie zwei mukosalen AS-Konzentrationen (50 μM/5 mM) durchgeführt. Weiterhin wurde eine Korrelationsanalyse der Na+-abhängigen AS-Fluxe angefertigt, sowie die cis-Inhibition des apikalen Transports durch mukosales L-Met untersucht. Für letzteres wurde ausschließlich eine DL-Met-Vorfütterung eingesetzt. Um funktionelle Unterschiede zwischen der vorliegenden und einer vorangegangenen Studie zu untersuchen, wurde die jejunale Genexpression neutraler apikaler AS-Transporter (SLC1A5, SLC6A19, SLC6A20, SLC6A14) sowie verschiedener Entzündungsmarker (NLR family pyrin domain containing 3 (NLRP3), Caspase1 (CASP1), Interleukin (IL)1β, IL8, IL18, Tumornekrosefaktor α, Transforming growth factor β (TGFβ)) und des Angiotensin-Konversionsenzyms II (ACE2) zwischen beiden Studien verglichen. Die Ergebnisse zeigten eine deutliche Na+-Abhängigkeit fast aller AS-Fluxe mit Ausnahme von Lysin und Tryptophan bei 5 mM AS-Konzentration. Diese Na+-abhängigen Fluxe korrelierten vielfach untereinander. Ausnahmen bildeten Glycin mit nur wenigen und Tryptophan mit keiner Korrelation zu weiteren AS. Die apikale Aufnahme aller AS außer Glycin und Lysin war einer cis-Inhibition durch mukosales Met unterworfen. Die vergleichenden Untersuchungen der Genexpression zeigte eine erhöhte Expression von SLC6A19 (B0AT1) und eine niedrigere Expression von SLC6A14 (ABT0,+) in der vorliegenden vs. der Vorgängerstudie. Zusätzlich konnte eine erhöhte Expression aller Entzündungsmarker außer NLRP3 und IL18 in der Vorgängerstudie nachgewiesen werden. Die Expression des Angiotensin-Konversionsenzyms II unterschied sich nicht signifikant zwischen den beiden Studien. Im zweiten Teil des Projektes wurde das Metabolom des Duodenums, des proximalen und mittleren Jejunums sowie des Ileums von Schweinen mittels Ultrahochleistungsflüssigkeitschromatographie und Tandemmassenspektrometrie analysiert. Die Tiere erhielten entweder DL-Met, L-Met oder DL-HMTBA als Futtersupplemente. Weiterhin wurde dieses Gewebe verwendet, um den Einfluss der Supplemente auf die Expression verschiedener Entzündungsmarker (NLRP3, CASP1, IL1β, IL8, IL18, TGFβ) zu untersuchen. Die Supplemente hatten keine Auswirkung auf das globale intestinale Metabolom, allerdings zeigte eine Stoffwechselweg-Analyse einen signifikanten Effekt auf Stoffwechselwege des Lipidmetabolismus. So reduzierte L-Met die relative Konzentration von mehrfach ungesättigten Fettsäuren im Gewebe. Weiterhin waren sekundäre Gallensäuren im Jejunum der L-Met- und im Ileum in der DL-HMTBA-Gruppe angereichert. Im distalen Dünndarm zeigte sich eine signifikante Anreicherung von Monohydroxy-Fettsäuren sowie ein statistischer Trend in Richtung Anreicherung von Sphingosinen. Hingegen hatten die Supplemente eine weniger deutliche Auswirkung auf Metabolite, die mit dem antioxidativen System und dem inflammatorischen Status in Verbindung stehen. So führte insbesondere L- und DL-Met-Supplementierung zu einer Anreicherung einzelner oxidierter Met-Metabolite im Gewebe. Zusätzlich wurde ein statistischer Trend der Anreicherung von Metaboliten im Tocopherol- und im Histidin-Metabolismus beobachtet. Hierbei ging eine DL-Met- und DL-HMTBA-Supplementierung mit einem relativen jejunalen Anstieg von β- und γ-Tocopherolen sowie von α-Tocotrienolen im Gewebe einher. Zusätzlich waren Histidinmetabolite in der DL-Met-Gruppe angereichert. Die Expressionslevel der Entzündungsmarker unterschieden sich in dieser Studie nicht zwischen den Met-Supplementen. Zusammenfassend hatte die Met-Supplementierung in dieser Arbeit keine Auswirkung auf den intestinalen AS-Transport. Allgemein unterstützen die Daten jedoch das gegenwärtige Konzept des intestinalen neutralen AS-Transportes, welches B0AT1 eine prominente Rolle zuschreibt. Im intestinalen Metabolom beeinflussten die Met-Supplemente verschiedene Lipid-Stoffwechselwege, die Expression von Entzündungsmarkern unterschied sich in der vorliegenden Studie allerdings nicht zwischen den Met-Supplementen. Jedoch sprechen die Expressionsunterschiede der Entzündungsmarker zwischen den Studien dafür, dass die Effekte von Met-Supplementen auf den AS-Transport durch sekundäre Faktoren wie beispielsweise eine Entzündung beeinflusst werden können. Die vorliegende Arbeit zeigt praxisrelevante Aspekte der Met-Supplementierung auf und legt damit die Basis für zukünftige Studien zur detaillierten Charakterisierung des Einflusses externer Faktoren auf die Interaktion zwischen Met-Supplementen und dem AS-Transport sowie der Regulationsmechanismen von Met-Supplementierung im intestinalen Lipidmetabolismus.