Spurenelemente (Vorlesung)

Vorlesung: Fütterung von Pferden
Prof. J. Zentek
Stiftungsprofessur
Klinische Tierernährung
Spurenelemente
• Spurenelemente werden im kleinsten Konzentrationen im Futter benötigt
• sie haben eine Vielzahl von Aufgaben, insbesondere als Bestandteil von Enzymen
(Coenzyme)
• eine bedarfsdeckende Versorgung erfordert in den meisten Fällen eine
Supplementierung
• Spurenelement-Verbindungen sind als Futterzusatzstoffe zugelassen (EU-weit)
• in der Praxis kommen Probleme durch Unterversorgung, aber auch durch eine zu
hohe Aufnahme vor
• die Spanne zwischen bedarfsdeckender Aufnahme und Toxizität ist bei manchen
Elementen sehr eng
• eine Überversorgung mit Spurenelementen ist aus physiologischen Gründen nicht
sinnvoll, außerdem sind ökologische Aspekte zu beachten (bes.
landwirtschaftliche Nutztiere)
Eisen
• die Eisenkonzentration im Organismus beträgt 50 bis 70 mg/kg Körpermasse
• es ist Bestandteil zahlreicher Enzyme, die im Rahmen von Redoxprozessen von
Bedeutung sind
• da Eisen selber im Organismus toxisch wirken würde, muss es gebunden werden
• Eisen ist für den roten Blutfarbstoff sowie für den Muskelfarbstoff notwendig
(Zentralatom)
•
• Eisenmangel führt zu verminderter Leistungsfähigkeit
• Ursache dafür ist eine Anämie
• ein erhöhter Eisenbedarf besteht in Wachstum, während der Reproduktion sowie
auch nach Verletzungen
• Pferde verlieren auch über den Schweiß gewisse Eisenmengen
• die meisten Futtermittel enthalten hohe Eisengehalte, so dass die Versorgung
gewährleistet ist
• der Bedarf an Eisen in Erhaltungsstoffwechsel beträgt 70 mg/kg Trockensubstanz
• die Verwertung von Eisen aus Futtermitteln ist sehr unterschiedlich
• die Absorption aus den Darmtrakt erfolgt in 2- wertiger Form
• Eisen wird überwiegend aus dem Dünndarm absorbiert über spezielle
Transportproteine
• die Absorption ist ein aktiver Vorgang
• Die Höhe der Absorption variiert je nach Angebot von Eisen
• in der Mukosa wird Eisen an Proteine gebunden
• im Blut dienen Transferrine als Transportmedium
• in vielen pflanzlichen Produkten ist Eisen an Phytinsäure gebunden
• Dadurch kann es für Pferde schlechter verwertbar sein
• die Speicherformen sind das Ferritin und das Hämosiderin
• Fohlen weisen bei der Geburt hoher Eisenreserven auf
• sehr hohe Eisenaufnahmen können die Verwertung anderer Metalle stören
• insbesondere sind Phosphor, Kupfer, Mangan und Zink betroffen
• Eisenmangel hat beim Pferd in der Praxis kaum eine Bedeutung
• wenn es auf Grund falscher Fütterung oder infolge von Erkrankungen seinen
Eisenmangel kommend, dann steht eine Anämie sowie weitere Anzeichen, z. B.
Appetitlosigkeit oder Wachstumsverzögerungen im Vordergrund
• ein erheblicher Überschuss an Eisen kann zu einem Mangel an Zink, Mangan und
Phosphor führen
• Fohlen sind gegenüber sehr hohen Eisenaufnahmen besonders empfindlich
• ein Defizit an Vitamin E oder ein Se-Mangel können die Empfindlichkeit steigern
(vermehrte Oxidation)
• Fälle von Intoxikationen wurden nach Gabe hoher Mengen von Eisenfumarat
beschrieben
• hohe Gaben von Eisen können dazu führen, dass Infektionen mit Bakterien einen
schwerwiegenderen Verlauf nehmen
Kupfer
• Kupfer ist Bestandteil von Proteinen und Enzymen
• Phenyloxidasen: Pigmentierung
• Ferrioxidasen: Eisentransport
• Zytochromoxidasen: Energiegewinnung
• im Plasma ist es an ein Glykoprotein (Coeruloplasmin) gebunden
• dieses Protein bewirkt die Oxidation von Fe++ zu FE +++ und ermöglicht dadurch
die Bindung von Eisen an Transferrin
• die Kupferabsorption erfolgt im Dünndarm
• je höher der Absorption wir in gewissem Umfang in Abhängigkeit vom Angebot
über das Futter reguliert (aktiver Transport)
• im Futter finden sich unter Umständen Antagonisten, die zu einer verminderten
Kupferverwertung führen
• als Antagonisten sind von Bedeutung
• Molybdän
• Schwefel
• Kalzium
• Eisen und weitere
•
• Kupfer wird in der Leber gespeichert und überwiegend über die Galle
ausgeschieden
• Kupfermangel führt bei Tieren zu verminderter Futteraufnahme,
Wachstumsstörungen und Anämie
• aufgrund der Bedeutung von Kupfer für bestimmte Enzyme, insbesondere
die Lysyloxidase, kann es infolge von Kupfermangel zu Störungen der
Skelettentwicklung kommen
• entsprechende Fälle wurden z. B. für Fohlen beschrieben (Kupfermangel auf
Grund einer zu geringen Kupferzufuhr oder sekundär durch Antagonisten im
Futter)
• primärer Kupfermangel ist in der Praxis selten
• auf Heide-, Moor- oder Sandböden können Kupfermangelzustände auftreten
Zink
Zink hat vielfältige Funktionen im Stoffwechsel
• nach Eisen ist es das zweithäufigste Spurenelement im Körper
• sehr hohe Gehalte finden sich in der Netzhaut, der Bauchspeicheldrüse, der
Leber, den Knochen sowie in Haut und Haaren
• Zink ist für die Skelettentwicklung, die Aktivität zahlreicher Enzyme, das
Immunsystem sowie die Haut von besonderer Bedeutung
• Zellwachstum ist ohne Zink nicht möglich
• Der Zinkbedarf von Pferden im Erhaltungsstoffwechsel liegt bei 35 mg/kg TS
• Zink wird insbesondere im Dünndarm resorbiert
• in der Darmschleimhaut findet sich ein besonderes zinkbindendes Protein
(Metallothionein)
• die Absorption von Zink kann durch hohe Kalzium-oder Kupfermengen
beeinträchtigt werden
• auch die in Getreide und einigen pflanzlichen Proteinquellen enthaltenen
Phytinsäure-komplexe können die Zinkverwertung negativ beeinflussen
Unterversorgung mit Zink
• diese kann primär oder sekundär vorkommen
• es kommt zu Störungen der Haut, der Haare sowie gegebenenfalls weiterer
Organsysteme
• bei jungen Tieren werden Wachstumsstörungen beobachtet
• andere Symptome sind sehr unspezifisch: erhöhte Infektionsanfälligkeit,
Fruchtbarkeitsstörungen, Stoffwechselstörungen
• beim Pferd werden Wachstumsstörungen des Hufhorns in Zusammenhang mit
einer Zinkunterversorgung gebracht
• Überversorgung mit Zink
– Bei Fohlen kann es als Folge einer Überversorgung mit Zink zu einem
sekundären Kupfermangel kommen
– In diesen Fällen können Sehnenkontrakturen und Osteochondrosen (Störungen
der Knochenbildung) auftreten
Mangan
• Mangan wirkt in Zusammenhang mit verschiedenen Enzymen
• hohe Konzentrationen finden sich in Knochen, Leber, Niere und
Bauchspeicheldrüse
• der Bedarf im Erhaltungsstoffwechsel liegt bei 40 mg/kg Trockensubstanz
• Mangan and im Dünndarm resorbiert
• nach Erkenntnissen bei anderen Tierarten liegt die Absorptionsrate sehr niedrig
• Probleme durch eine Über- oder Unterversorgung spielen in der Praxis kaum eine
Rolle
• Manganmangel nicht beim Pferd beschrieben
– bei anderen Tierarten treten auf: vermindertes Wachstum, Störungen der
Skelettentwicklung, Störungen der Entwicklung des Nervensystems,
Fruchtbarkeitsprobleme
– sehr hohe Manganaufnahmen können die Eisenverwertung stören
– niedrige Mangangehalte sind in Gegenden zu erwarten, in denen Moor-und
Sandboden dominieren
Kobalt
• Kobalt ist Bestandteil des Vitamin B12
• der Kobaltbedarf von Pferden wird mit 0,1 mg/kg Trockenmasse angenommen
• Kobalt wird im Dünndarm absorbiert
• in der Praxis die Versorgung mit Kobalt gesichert, den meisten Futtermittel
enthalten ausreichende Kobaltmengen
• Kobaltmangel führt zu Störungen der Blutbildung und Wachstumsdepressionen
Jod
• Jod hat eine besondere Funktion als Bestandteil der Schilddrüsenhormone
• Die Resorption findet im Dünndarm, teils auch im Magen statt
• Für Jod überdies ein spezifisches Transportsystem
• der Jodbedarf des Pferdes im Erhaltungsstoffwechsel liegt bei 0,2 mg/kg
Trockensubstanz
• eine Fehlversorgung mit Jod kann entweder primärer (selten) oder sekundärer
Natur sein
• verschiedene Inhaltsstoffe im Futter können die Jodaufnahme in die Schilddrüse
hemmen:
– dazu zählen Thiozyanate und Isothiozyanate (Brassica-Arten, Weißklee)
– in seltenen Fällen tritt dann eine Kropfbildung auf
• eine Unterversorgung führt zu einer generellen Unterfunktion des Stoffwechsels
– Besonders sollte bei tragenden Stuten auf eine bedarfsdeckende
Jodversorgung geachtet werden
– Die Jodversorgung kann in Mittelgebirgs- und Alpenregionen sehr knapp sein
– Dort sollte Jod entweder in Form jodierten Salzes oder durch ein entsprechend
supplementiertes Futter ergänzt werden
• eine sehr hohe Jodzufuhr kann zu ähnlichen Symptomen führen wie der
Jodmangel
Selen
• Selen wirkt als Coenzym der Glutathionperoxidase
• es steht in engeren funktionellen Zusammenhang mit Vitamin E
• Selen bzw. die Selen-abhängige Glutathionperoxidase schützt Zellmembranen vor
Oxidation
• besonders bei Zufuhr höherer Fettmengen bzw. bei starker körperlicher Belastung
ist die Selenversorgung besonders zu berücksichtigen
• Selen wird überwiegend im Dünndarm absorbiert (passiv oder gebunden an
Proteine)
• der Selenbedarf im Erhaltungsstoffwechsel beträgt 0,1 mg/kg Trockensubstanz
• in vielen Regionen sind Futtermittel ausgesprochen selenarm
• die Fütterung von Heu und Hafer ist in der Regel nicht ausreichend, um den
Selenbedarf von Pferden zu decken
• Selenunterversorgung:
– Fohlen: Muskelschwäche, allgemeine Schwäche, Verenden
– ältere Pferde: ggf. Störungen der Muskelfunktionen
– allgemein: Fruchtbarkeitsstörungen, Leistungsschwäche
• Abhilfe: Verbesserung der Selenversorgung durch Lecksteine oder entsprechend
supplementierte Mineralfutter
• Düngung: über Natrium-Selenat
• Selenüberversorgung:
– Selen gehört zu den Spurenelementen, die vergleichsweise schnell zu einer
Intoxikation führen können
– chronische Selenvergiftung kann folgende Symptome auslösen: Ringbildung an
den Hufen, Haarverlust, Lahmheiten
– akute Selenvergiftung: Kolikartige Symptom
Versorgung mit Spurenelementen
Gehalte im Futter:
– I.d.R. ausreichend: Eisen, Kupfer, Mangan, Kobalt, Jod
– Manchmal marginal: Zink
– Oft defizitär: Selen
Weitere Spurenelemente
• Molybdän
• Chrom
• Fluor
• Der Bedarf des Pferdes ist nicht ausreichend bekannt, es ist davon auszugehen,
dass die Versorgung mit üblichen Rationen kein praxisrelevantes Problem darstellt
Ultraspurenelemente
• Ultraspurenelemente, z.B.:
• Aluminium, Arsen, Bor, Vanadium, Cadmium, Caesium, Blei, Quecksilber, Nickel,
Rubidium, Silizium, Zinn, Vanadium
• Geringste Mengen sind essentiell
• Höhere Mengen wirken toxisch, daher teils rechtlich geregelt (FMVO, Anl. 5)
Zusammenfassung
• Spurenelemente haben zahlreiche Funktionen (Coenzyme)
• In gewissem Umfang unterliegen sie einer Kontrolle = Homöostase (Absorption,
Exkretion)
• Wenn die homöostatischen Mechanismen überfordert werden, kann es zu
Problemen (Mangel, Intoxikation) kommen

Quelle: http://www.vu-wien.ac.at/i124/Pfdwiss_Spuren.pdf