In Fortsetzung früherer Untersuchungen zur Enzymsubstitution bei pankreasgangli-gierten Schweinen (als Modell für die Pankreasinsuffizienz des Menschen) ging es in der vorliegenden Studie an pankreasgangligierten Minipigs bei generell fettreicher Ernährung (30 % uS) um die Effekte
• einer enteralen Antibiotikaapplikation,
• einer isolierten Lipasesubstitution sowie
• einer unterschiedlichen Protein- und Stärkeaufnahme
auf verschiedene Parameter der Dünn- und Dickdarmverdauung, mit besonderer Fokussierung auf die Frage der praecaecalen bzw. postilealen Fettverdauung.
Hierfür standen 7 Minischweine (Alter 1- 4 Jahre) mit ileocaecaler Umleitungsfistel zur Verfügung, bei 4 Tieren war zusätzlich der ausführende Pankreasgang ligiert.
Jedes Tier erhielt täglich in 2 Mahlzeiten je 250 g einer fettreichen (in % der uS: 31 Rfe, 15 Rp, 3 Rfa, 24 Stärke) bzw. 250 g einer fett- und stärkereichen (in % der uS:
30 Rfe, 9 Rp, 2 Rfa, 40 Stärke) bzw. einer fett- und proteinreichen (in % der uS: 32 Rfe, 31 Rp, 2 Rfa, 19 Stärke) Diät (mit entsprechender Mineralstoff- und Vitaminer-gänzung). In der Phase der Antibiotikazulage wurden mit jeder Mahlzeit 800 mg Am-picillintrihydrat, 240 mg Gentamicin, 190 mg Clindamycin, 100 mg Enrofloxacin und 200 mg Amphotericin B intracaecal verabreicht. In der Phase der Enzymsubstitution wurden mit jeder Mahlzeit 111984 (PL-L1) bzw. bei der höheren Dosierung 335952 (PL-L2) I. U. (FIP) mikrobiell hergestellter Lipase verabreicht. Ileumchymus (Chro-moxid als Marker) wurde an 3 Tagen über jeweils 12 h (fraktioniert in 2 h-Proben) gewonnen, Kot zur Bestimmung der Gesamtverdaulichkeit über 5 Tage gesammelt.
Analysen: Rohnährstoffe (Weender Analyse); Stärke (Polarimeter); Zucker (Ge-wichtsanalyse); pH-Wert (pH-Meter); Viskosität (Brookfield Viskosimeter); Lipopoly-saccharide (LPS) mittels LAL-Test; L-Laktat (enzymatische Bestimmung); flüchtige Fettsäuren (Gaschromatographie); Keimgehalt der Faeces, E. coli, Cl. perfringens und gramnegative Anaerobier (kulturelle Verfahren).
Der Einsatz der fettreichen Diät zeigte bei pankreasgangligierten Schweinen die von TABELING (1998) beschriebenen Effekte auf die Chymusqualität, wie die reduzierte Verdaulichkeit der Rohnährstoffe im praecaecalen Bereich (VQ Rp: 26,1 %; VQ Rfe:
32,5 %; VQ Stärke: 92,5 %), eine erhebliche Kompensation im Dickdarm (VQ Rp 49,9 %) sowie eine postileale Fettzubildung (25,7 g/Tier/Tag). Auch konnte die im cranialen (LPS-Gehalt 576 µg/g uS Dünndarmchymus) wie im caudalen Verdau-ungstrakt (LPS-Gehalt 418 µg/g TS Faeces) beobachtete mikrobielle Proliferation bestätigt werden.
Die weiteren Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:
• Unter dem Einfluß enteral applizierter Antibiotika wurden der LPS-Gehalt im Chymus (22,7 µg/g uS) und der Faeces (9,76 µg/g uS) sowie auch die Keim-zahlen im Kot (Cl. perfringens und E. coli nicht mehr nachweisbar) erheblich reduziert. Die praecaecale Rfe-Verdaulichkeit ging auf nahe null zurück (VQ Rfe: 6,18 %). Die Stärkeverdaulichkeit blieb nahezu unbeeinflußt, während die Proteinverdaulichkeit verbessert wurde (VQ Rp: 39,2 %). Im postilealen Be-reich kam es unter der massiven Antibiose zu einer Absorption (33,0 g/Tier /Tag) anstelle einer Zubildung von Rohfett.
• Erhielten die pankreasgangligierten Schweine bei Einsatz einer fettreichen Di-ät eine Zulage von Lipase, so zeigten die Tiere in Abhängigkeit von der zuge-legten Dosis eine Reduktion des LPS-Gehalts um 75 % im praecaecalen Be-reich. Dosisabhängig wurde die praecaeacale Rohfettverdaulichkeit verbes-sert (VQ Rfe: 70 % bei höchster Lipasezulage). Unter den Bedingungen der Lipaseapplikation wurde die ileocaecal anflutende Rohfettmenge auch faecal ausgeschieden.
• Wies das fettreiche Mischfutter bei pankreasgangligierten Schweinen zusätz-lich einen hohen Protein- bzw. Stärkegehalt auf, so blieb die Rohfettverdau-ung im praecaecalen Bereich davon unbeeinflußt. Unterschiede gab es jedoch für die praecaecale Stärkeverdauung (VQ Stärke: 61,4 %), die bei hoher Stär-kezulage ihre Kapazitätsgrenze erreichte (114 g/Tier/Tag). Postileal konnte bei hoher Stärkeaufnahme wieder eine deutliche Fettzubildung (30,4 g/Tier/Tag) verzeichnet werden, während bei zusätzlich hohem Proteingehalt eine moderate Fettabsorbtion ermittelt wurde (8,43 g/Tier/Tag).
5. Summary
Carsten Faßmann
Studies on the extent and location of nutrient digestibilities of high-fat diets by pan-creatic duct ligated pigs.
This study is a continuation of previous studies in order to determine the effect of en-zyme substitution in pancreatic duct ligated pigs (model for the pancreatic exocrine insufficiency in man).
In this investigation pancreatic duct ligated minipigs were kept on a fat enriched diet (30 % fat) in order to determine the effects of:
• an enteral administration of antibiotics
• an isolated lipase substitution and
• a varied intake of protein respectively starch
for a variety of parameters concerning the small and large intestinal digestion with special focus on the precaecal respectively postileal digestibility of fat.
The studies were performed in 7 minipigs (1 - 4 years old) prepared with an ileo-caecal reentrant fistula; in 4 of the pigs the pancreatic duct had also been ligated.
Every animal was fed twice daily with 250 g of a high fat (31% crude fat, 15% crude protein, 3% crude fibre, 24% starch) or 250 g of a fat & starch-rich diet (30% crude fat, 9% crude protein, 2% crude fibre, 40% starch) or 250 g of a fat & protein-rich diet (32% crude fat, 31% crude protein, 2% crude fibre, 19% starch). Each diet was sup-plemented with the necessary minerals and vitamins. In the antibiotic phase of the study, 800 mg Ampicillintrihydrate, 240 mg Gentamicin, 190 mg Clindamycin, 100 mg Enrofloxacin and 200 mg Amphotericin B were administered intracaecally with every meal. During enzyme substitution, the animals received 111,984 (PL-L1) or 335,952 (PL-L2) FIP units/meal microbial lipase. Ileal chyme (chromic oxide as marker) was collected over 12h (fractionated in 2h samples) on 3 different days, while faeces were collected for 5 days to enable determination of total digestibility.
Analyses made were: crude nutrients (Weender analysis); starch (polarimetry); sugar (gravimetric); pH value (pH meter); viscosity (Brookfield viscosimeter); lipopolysac-charide (LPS; LAL test); l-lactate (enzymatic determination); volatile fatty acids (gas chromatography), faecal bacterial content (culture technique)
The administration of a fat enriched diet showed similar effects as regarding the chyme quality, a reduced digestion of nutrients in the precaecal area (DC crude pro-tein 26.1 %; DC crude fat 32.5 %; DC starch 92.5 %), a high compensation in the large intestine (DC crude protein 49.9 %) as well as a postileal formation of fat (25.7 g/animal/day) previously effects described by TABELING (1998). Moreover there was a microbiological proliferation within the cranial (LPS content 575 µg/g fresh mass) and caudal part of the gastrointestinal tract (LPS content 418 µg/g dry mass).
Further results can be summarised as follows:
• The LPS content in the chyme (22.7 µg/g fresh mass) and faeces (9.76 µg/g fresh mass) as well as the total bacterial count in the faeces were severely reduced due to the influence of enteral administration of antibiotics (Clostridium perfingens and E. coli not detectable). The precaecal digestion of crude fat was reduced to al-most zero (DC crude fat 6.18 %). The digestion of starch was hardly influenced whereas the protein digestion was improved (DC crude protein 39.2 %). The ad-ministration of antibiotics to the postileal area resulted in an absorption (33.0 g/animal/day) rather than in formation of fat.
• Pancreatic duct ligated pigs kept on a fat enriched diet supplemented with lipase showed a dose dependent reduction of the LPS content (75% precaecal). The precaecal digestion of fat was also improved dose dependently (DC crude fat 70
% with highest lipase supplementation). The administration of lipase resulted in neither formation nor absorption of fat in the postileal area.
• The precaecal digestibility of fat in pancreatic duct ligated pigs was not influenced by feeding a fat enriched mixed diet which contained high levels of protein and starch. However differences were noticed for the precaecal digestion of starch (DC starch 61.4 %) which reached its limit when high levels of starch were sup-plemented (114 g/animal/day). A distinct formation of fat was observed in the postileal area in conjunction with a high supplementation of starch (30.35 g/animal/day) whereas the administration of additional high levels of protein re-sulted only in a moderate absorption of fat ( 8.43 g/animal/day).
The supplementation with preparations containing only one single enzyme (i.e. li-pase) is not useful for therapy of pancreatic insufficiency. As besides the digestion of fat, the precaecal digestibility of protein and starch are although effected in pancre-atic insufficiency.