Effekte verschiedener Kohlenhydrate
17.05.2006, 10:24
Effekte verschiedener Kohlenhydrate (Cellulose, Pektin, Stärke und Inulin) auf die Wasserstoff- und Methanexhalation beim gesunden Pferd
In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss verschiedener Kohlenhydrate (Cellulose, Pektine, Staerke und Inulin), die in Form von Gruenmehl, Trockenschnitzel, Hafer und Topinambur (50 % Inulin) eingesetzt wurden, auf die mikrobielle Darmaktivitaet des Pferdes ueberprueft. Besonderes Interesse galt dabei Inulin, welches als Vertreter der Fruktane an der Entstehung der Hufrehe durch Ausloesung einer Dysbiose beteiligt ist. Die Aktivitaet der gastrointestinalen Mikroflora wurde anhand der Wasserstoff- und Methanexhalation sowie der fluechtigen Fettsaeuren und des pH-Wertes im Kot Ueberprueft. Die naehere Bestimmung der Lokalisation der intestinalen Gasbildung erfolgte durch den Einsatz eines indirekten Markers der Duenndarmpassage in Form von Glukose. Moeglicherweise stattfindende Adaptationsvorgaenge wurden durch Messungen zu Beginn (1. und 3. Tag) und am Ende (8. und 10. Tag) des Versuchszeitraumes ueberprueft.
Material und Methoden: Fuer die Studie standen sechs klinisch gesunde Traberwallache im Alter von 3 bis 22 Jahren zur Verfuegung, die randomisiert ueber einen Zeitraum von jeweils zehn Tagen die Testfuttermittel in einer Dosierung von 1,5 g NfE/kg KGW erhielten; bei Topinambur wurden 1,5 g Inulin/kg KGW eingesetzt. Zwischen den verschiedenen Testfutterperioden lagen jeweils 'Wash-out'-Perioden, in denen die Pferde ueber einen Zeitraum von mindestens 10 Tagen ausschliesslich Heu erhielten. Waehrend Gruenmehl, Hafer und Trockenschnitzel von den Pferden oral aufgenommen wurden, erfolgte die Applikation des Topinambur an den Beprobungstagen per Nasenschlundsonde. Zusaetzlich zu der einmal taeglich am Morgen verabreichten Testfutterration erhielten die Pferde dreimal taeglich Heu. Den Beprobungstagen (Tag 1, 3, 8 und 10 des Versuchsdurchganges), an denen die Pferde lediglich die Testfutterration und kein Heu erhielten, ging eine jeweils zwoelfstuendige Nuechterungsphase voraus. Messungen der Wasserstoff- und Methanexhalation erfolgten vor der Fuetterung der Testration und über einen Zeitraum von 10 Stunden nach der Fuetterung in jeweils halbstuendigem Abstand. Die Atemgasproben wurden mit einer dicht abschliessenden Atemmaske am Ende einer Exspiration gewonnen und gaschromatographisch analysiert. Kotproben wurden an den Beprobungstagen 0 und 600 min. ppr. gewonnen und der pH-Wert sowie der Gehalt an FFS bestimmt. In den einmalig je Testfuttermittel und Pferd nach zusaetzlicher Glukosegabe (500 g, 50 % Glukose) zeitgleich zu den Atemgasproben gewonnenen Blutproben wurde die Plasmaglukosekonzentration sowie der Gesamteiweissgehalt ermittelt.
Ergebnisse:
Wasserstoffexhalation: Die Wasserstoffexhalation stieg nach Hafer- und Topinamburaufnahme deutlich an, waehrend nach Trockenschnitzel- und Gruenmehlfuetterung im Mittel kein Anstieg innerhalb des Messzeitraumes erfolgte. Im Mittel wurden folgende Werte erzielt: Topinambur: AUC: 52434±24460, Max.: 150±71 ppm, Zeit Max.: 339±85 min.; Hafer: AUC: 27734±9262, Max.: 105±42 ppm, Zeit Max.: 301±102 min.; füuer Hafer und Topinambur konnte sowohl der Zeit-, als auch der Behandlungseffekt mit p<0,05 abgesichert werden. Gruenmehl: AUC: 10765±4914, Max.: 33,03±16,19 ppm, Zeit Max.: 226±158 min.; Trockenschnitzel: AUC: 10359±4717, Max.: 30,34±15 ppm, Zeit Max.: 259±183 min.; fuer Gruenmehl und Trockenschnitzel konnte der Behandlungseffekt mit p<0,05 statistisch abgesichert werden.
Methanexhalation: Die Methankonzentrationen im Exhalat blieben relativ konstant (Hafer und Topinambur) bzw. stiegen gegen Ende der Messperiode an (Gruenmehl und Trockenschnitzel). Im Mittel wurden folgende Werte erzielt: Topinambur: AUC: 275223±63762, Max.: 618±103 ppm, Zeit Max.: 199±183 min.; Hafer: AUC: 281038±81959, Max.: 634±176 ppm, Zeit Max. 406±199 min.; Grünmehl: AUC: 325987±106993, Max.: 730±203 ppm, Zeit Max.: 439±97 min.; Trockenschnitzel: AUC: 331457±77781, Max.: 767±139 ppm, Zeit max. 398±163 min., der Effekt der Behandlung konnte zum Teil mit p<0,05 abgesichert werden.
Parameter im Kot: Fuer den pH und die FFS waren keine signifikanten Unterschiede zwischen den Futtermittelvarianten nachweisbar. Die pH- Werte sanken 600 min. ppr. gegenueber dem Zeitpunkt 0 min. ppr. ab (6,31±0,30 gegenueber 6,71±0,33), die Summe der FFS stieg hingegen im selben Zeitraum an (von 28,23±11,24 mmol/l auf 42,10±13,45 mmol/l). Glukosekonzentration im Plasma: Der Verlauf der Glukosekonzentration wurde durch die verschiedenen Testfuttermittel nicht signifikant beeinflusst. Im Mittel ergaben sich folgende Werte: Topinambur: AUC:3741±586, Max.: 8,79±1,96 mmol/l, Zeit Max.: 140±41 min.; Hafer: AUC: 3706±636, Max.: 8,60±1,71 mmol/l, Zeit Max.: 165±49 min.; Gruenmehl: AUC: 3812±350, Max.: 9,59±1,72 mmol/l, Zeit max.: 150±67 min.; Trockenschnitzel: AUC: 3698±339, Max.: 8,78±1,68 mmol/l, Zeit Max.: 125±35 min..
Adaptation: Bei einigen Pferden konnten Veraenderung der Wasserstoffexhalation nach Topinamburgabe innerhalb des Versuchszeitraumes von zehn Tagen beobachtet werden, wobei diese bei den verschiedenen Pferden nicht gleichgerichtet verliefen. Nach mehrtaegiger Inulingabe wurde sowohl ein Ansteigen als auch ein Absinken der Wasserstoffkonzentrationen im Exhalat beobachtet. Es wird vermutet, dass diese Veraenderungen auf adaptiven Vorgaengen der Mikroflora beruhen, zur abschliessenden Beurteilung sind jedoch weitere Untersuchungen notwendig.
Schlussfolgerungen: Nach den Ergebnissen dieser Studie ist davon auszugehen, dass St?aeke und Inulin sehr rasch und vornehmlich in Magen und Duenndarm des Pferdes mikrobiell abgebaut werden, waehrend Cellulose und Pektine ueberwiegend postileal fermentiert werden. Die Wasserstoffexhalation scheint beim gesunden Pferd vor allem, aber nicht ausschliesslich auf Fermentationsprozessen in praecaecalen Abschnitten des Verdauungstraktes zu basieren, waehrend die Methanbildung ueberwiegend, oder ausschliesslich, im Dickdarm lokalisiert ist. Die Ergebnisse dieser Studie lassen daher vermuten, dass die Anwendungsgebiete des Exhalationstests aufgrund der Unterschiede im Exhalationsmuster nicht unmittelbar vom Menschen auf das Pferd uebertragen werden koennen.
http://elib.tiho-hannover.de/dissertati ... _ss04.html
In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss verschiedener Kohlenhydrate (Cellulose, Pektine, Staerke und Inulin), die in Form von Gruenmehl, Trockenschnitzel, Hafer und Topinambur (50 % Inulin) eingesetzt wurden, auf die mikrobielle Darmaktivitaet des Pferdes ueberprueft. Besonderes Interesse galt dabei Inulin, welches als Vertreter der Fruktane an der Entstehung der Hufrehe durch Ausloesung einer Dysbiose beteiligt ist. Die Aktivitaet der gastrointestinalen Mikroflora wurde anhand der Wasserstoff- und Methanexhalation sowie der fluechtigen Fettsaeuren und des pH-Wertes im Kot Ueberprueft. Die naehere Bestimmung der Lokalisation der intestinalen Gasbildung erfolgte durch den Einsatz eines indirekten Markers der Duenndarmpassage in Form von Glukose. Moeglicherweise stattfindende Adaptationsvorgaenge wurden durch Messungen zu Beginn (1. und 3. Tag) und am Ende (8. und 10. Tag) des Versuchszeitraumes ueberprueft.
Material und Methoden: Fuer die Studie standen sechs klinisch gesunde Traberwallache im Alter von 3 bis 22 Jahren zur Verfuegung, die randomisiert ueber einen Zeitraum von jeweils zehn Tagen die Testfuttermittel in einer Dosierung von 1,5 g NfE/kg KGW erhielten; bei Topinambur wurden 1,5 g Inulin/kg KGW eingesetzt. Zwischen den verschiedenen Testfutterperioden lagen jeweils 'Wash-out'-Perioden, in denen die Pferde ueber einen Zeitraum von mindestens 10 Tagen ausschliesslich Heu erhielten. Waehrend Gruenmehl, Hafer und Trockenschnitzel von den Pferden oral aufgenommen wurden, erfolgte die Applikation des Topinambur an den Beprobungstagen per Nasenschlundsonde. Zusaetzlich zu der einmal taeglich am Morgen verabreichten Testfutterration erhielten die Pferde dreimal taeglich Heu. Den Beprobungstagen (Tag 1, 3, 8 und 10 des Versuchsdurchganges), an denen die Pferde lediglich die Testfutterration und kein Heu erhielten, ging eine jeweils zwoelfstuendige Nuechterungsphase voraus. Messungen der Wasserstoff- und Methanexhalation erfolgten vor der Fuetterung der Testration und über einen Zeitraum von 10 Stunden nach der Fuetterung in jeweils halbstuendigem Abstand. Die Atemgasproben wurden mit einer dicht abschliessenden Atemmaske am Ende einer Exspiration gewonnen und gaschromatographisch analysiert. Kotproben wurden an den Beprobungstagen 0 und 600 min. ppr. gewonnen und der pH-Wert sowie der Gehalt an FFS bestimmt. In den einmalig je Testfuttermittel und Pferd nach zusaetzlicher Glukosegabe (500 g, 50 % Glukose) zeitgleich zu den Atemgasproben gewonnenen Blutproben wurde die Plasmaglukosekonzentration sowie der Gesamteiweissgehalt ermittelt.
Ergebnisse:
Wasserstoffexhalation: Die Wasserstoffexhalation stieg nach Hafer- und Topinamburaufnahme deutlich an, waehrend nach Trockenschnitzel- und Gruenmehlfuetterung im Mittel kein Anstieg innerhalb des Messzeitraumes erfolgte. Im Mittel wurden folgende Werte erzielt: Topinambur: AUC: 52434±24460, Max.: 150±71 ppm, Zeit Max.: 339±85 min.; Hafer: AUC: 27734±9262, Max.: 105±42 ppm, Zeit Max.: 301±102 min.; füuer Hafer und Topinambur konnte sowohl der Zeit-, als auch der Behandlungseffekt mit p<0,05 abgesichert werden. Gruenmehl: AUC: 10765±4914, Max.: 33,03±16,19 ppm, Zeit Max.: 226±158 min.; Trockenschnitzel: AUC: 10359±4717, Max.: 30,34±15 ppm, Zeit Max.: 259±183 min.; fuer Gruenmehl und Trockenschnitzel konnte der Behandlungseffekt mit p<0,05 statistisch abgesichert werden.
Methanexhalation: Die Methankonzentrationen im Exhalat blieben relativ konstant (Hafer und Topinambur) bzw. stiegen gegen Ende der Messperiode an (Gruenmehl und Trockenschnitzel). Im Mittel wurden folgende Werte erzielt: Topinambur: AUC: 275223±63762, Max.: 618±103 ppm, Zeit Max.: 199±183 min.; Hafer: AUC: 281038±81959, Max.: 634±176 ppm, Zeit Max. 406±199 min.; Grünmehl: AUC: 325987±106993, Max.: 730±203 ppm, Zeit Max.: 439±97 min.; Trockenschnitzel: AUC: 331457±77781, Max.: 767±139 ppm, Zeit max. 398±163 min., der Effekt der Behandlung konnte zum Teil mit p<0,05 abgesichert werden.
Parameter im Kot: Fuer den pH und die FFS waren keine signifikanten Unterschiede zwischen den Futtermittelvarianten nachweisbar. Die pH- Werte sanken 600 min. ppr. gegenueber dem Zeitpunkt 0 min. ppr. ab (6,31±0,30 gegenueber 6,71±0,33), die Summe der FFS stieg hingegen im selben Zeitraum an (von 28,23±11,24 mmol/l auf 42,10±13,45 mmol/l). Glukosekonzentration im Plasma: Der Verlauf der Glukosekonzentration wurde durch die verschiedenen Testfuttermittel nicht signifikant beeinflusst. Im Mittel ergaben sich folgende Werte: Topinambur: AUC:3741±586, Max.: 8,79±1,96 mmol/l, Zeit Max.: 140±41 min.; Hafer: AUC: 3706±636, Max.: 8,60±1,71 mmol/l, Zeit Max.: 165±49 min.; Gruenmehl: AUC: 3812±350, Max.: 9,59±1,72 mmol/l, Zeit max.: 150±67 min.; Trockenschnitzel: AUC: 3698±339, Max.: 8,78±1,68 mmol/l, Zeit Max.: 125±35 min..
Adaptation: Bei einigen Pferden konnten Veraenderung der Wasserstoffexhalation nach Topinamburgabe innerhalb des Versuchszeitraumes von zehn Tagen beobachtet werden, wobei diese bei den verschiedenen Pferden nicht gleichgerichtet verliefen. Nach mehrtaegiger Inulingabe wurde sowohl ein Ansteigen als auch ein Absinken der Wasserstoffkonzentrationen im Exhalat beobachtet. Es wird vermutet, dass diese Veraenderungen auf adaptiven Vorgaengen der Mikroflora beruhen, zur abschliessenden Beurteilung sind jedoch weitere Untersuchungen notwendig.
Schlussfolgerungen: Nach den Ergebnissen dieser Studie ist davon auszugehen, dass St?aeke und Inulin sehr rasch und vornehmlich in Magen und Duenndarm des Pferdes mikrobiell abgebaut werden, waehrend Cellulose und Pektine ueberwiegend postileal fermentiert werden. Die Wasserstoffexhalation scheint beim gesunden Pferd vor allem, aber nicht ausschliesslich auf Fermentationsprozessen in praecaecalen Abschnitten des Verdauungstraktes zu basieren, waehrend die Methanbildung ueberwiegend, oder ausschliesslich, im Dickdarm lokalisiert ist. Die Ergebnisse dieser Studie lassen daher vermuten, dass die Anwendungsgebiete des Exhalationstests aufgrund der Unterschiede im Exhalationsmuster nicht unmittelbar vom Menschen auf das Pferd uebertragen werden koennen.
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