Untersuchungen zu Umfang und Lokalisation der Nährstoffverdaulichkeit von fettreichen Rationen bei pankreasgangligierten Schweinen

Aus dem Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover

Untersuchungen zu Umfang und Lokalisation der Nährstoffverdaulichkeit von fettreichen Rationen

bei pankreasgangligierten Schweinen

INAUGURAL - DISSERTATION

zur Erlangung des Grades eines Doktors

der Veterinärmedizin (Dr. med. vet)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von

Carsten Faßmann

aus Hannover

Hannover 2001

Wissenschaftliche Betreuung: Univ. Prof. Dr. J. Kamphues

1. Gutachter: Univ. Prof. Dr. J. Kamphues 2. Gutachter: Univ. Prof. Dr. H. -P. Sallmann

Tag der mündlichen Prüfung: 28.05.2001

Meiner Familie

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung 9

2. Schrifttum 10

2.1 Die exokrine Pankreasinsuffizienz 10

2.2 Die Simulation der chronischen exokrinen Pankreasinsuffizienz 12

2.3 Das Schwein als Versuchstier 13

2.4 Funktionsweise und Aufgabe von Enzymen 14

2.5 Enzymatische Verdauung in Dünndarm 15

2.5.1 Amylasen 15

2.5.2 Proteasen 16

2.5.3 Lipasen 16

2.5.4 Lipase nicht körpereigenen Ursprungs 17

2.6 Physiologie der Verdauung im Dickdarm (speziell Fett) 18 2.7 Wirkungen von Antibiotika auf praecaecale /

postileale Verdauungsvorgänge 20

3. Eigene Untersuchungen 23

3.1 Material und Methode 23

3.1.1 Versuchsziel 23

3.1.2 Versuchstiere 23

3.1.3 Operationstechnik 24

3.1.4 Aufstallung und Haltung 27

3.1.5 Versuchsfutter und Fütterung 27

3.1.6 Probensammlung und –entnahme 31

3.1.7 Probenvorbereitung 32

3.1.8 Untersuchungsmethoden 33

3.1.9 Verdaulichkeitsberechnung 37

3.1.10 Rechnerische Ermittlung der praecaecalen Rohfettverdaulichkeit 38

3.1.11 Statistische Methoden 44

3.2 Ergebnisse 45 3.2.1 Chymusmenge und Flußraten am terminalen Ileum 45

3.2.2 Chymusqualität 49

3.2.3 Faeces 56

3.2.4 Scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe 67 3.2.5 Praecaecale Verdaulichkeit der Rohnährstoffe

sowie von Stärke und Zucker 75

3.2.6 Kalkulation der postilealen Verdaulichkeit der Rohnährstoffe 84

4. Diskussion 89

4.1 Kritik der Methoden 89

4.2 Qualität von Chymus und Faeces in Abhängigkeit von der Behandlung 94 4.3 Veränderung der Verdaulichkeit bei Einsatz von Antibiotika, Lipase

bzw. einer stärke- oder proteinreichen Diät 100

4.4 Schlußfolgerungen 111

5. Zusammenfassung 115

Summary 117

6. Literaturverzeichnis 119

7. Tabellenanhang 146

Abkürzungsverzeichnis:

Ø Durchschnitt

Abb. Abbildung

°C Grad Celsius

DC digestibility coefficient

DM dry matter

d Tag Ed(s). Editor(s)

FFS flüchtige Fettsäuren

FIP Fèdèration Internationale Pharmaceutique h Stunde

Hrsg. Herausgeber i.m. intramuskulär

I.U. internationale Einheit, international unit KBE Koloniebildende Einheit

KM Körpermasse

Kont Schweine der Kontrollgruppe (ohne Pankreasgangligatur) LPS Lipopolysaccharide

mPa*s Millipascal mal Sekunde MW Mittelwert

N Normalität

n Anzahl

NfE Stickstoff-freie Extraktstoffe oS organische Substanz

PL-f Pankreasgangligierte Tiere mit fettreicher Diät

PL-AB Pankreasgangligierte Tiere mit Zulage von Antibiotika

PL-L1 Pankreasgangligierte Tiere mit Zulage von Lipase 111984 I.U. (FIP) PL-L2 Pankreasgangligierte Tiere mit Zulage von Lipase 335952 I.U. (FIP) PL-str Pankreasgangligierte Tiere mit fett- und stärkereicher Diät

PL-prot Pankreasgangligierte Tiere mit fett- und proteinreicher Diät ppr. postprandial

prc. praecaecal PVC Polyvinylchlorid

r Korrelationskoeffizient Ra Rohasche

Rfa Rohfaser Rfe Rohfett Rp Rohprotein

SD Standardabweichung SEM Standard error of means SR Scherrate

-sre -säure

sV scheinbare Verdaulichkeit Tab. Tabelle

TS Trockensubstanz Übers. Übersicht

uS ursprüngliche Substanz

VDLUFA Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten

VQ Verdaulichkeitsquotient

w gelöster Stoff

1. Einleitung

Unter den klinischen Symptomen einer Pankreasinsuffizienz des Menschen hat die Steatorrhoe eine zentrale Bedeutung. Nach Untersuchungen von DiMAGNO et al.

(1973) ist eine solche Steatorrhoe aber erst nach Ausfall von über 90 % der exokri- nen Pankreasfunktion zu verzeichnen. Untersuchungen zur Enzymsubstitution zeig- ten, dass trotz hoher, oral applizierter Enzymmengen die forcierte Fettausscheidung über die Faeces weiterhin bestehen blieb (LÖSER und FÖLSCH 1995).

In früheren Untersuchungen zur exokrinen Pankreasinsuffizienz hat sich das pan- kreasgangligierte Schwein als Modell bewährt (TABELING 1998). Unter diesen Be- dingungen konnte eine deutliche Reduktion der praecaecalen Verdaulichkeit von Rohprotein und Rohfett beobachtet werden, während die Stärkeverdaulichkeit nicht beeinträchtigt war. In diesem Modell wurde die Bedeutung der Pankreassekrete für die Regulation der Keimdichte und -aktivität im cranialen und caudalen Verdau- ungstrakt (Proliferation der Mikroflora bei Pankreasgangligatur, Normalisierung mit Enzymeinsatz) deutlich. Faecal wurde eine höhere Menge an Rohfett ausgeschie- den, als über die ileocaecale Umleitung in den Dickdarm gelangte. Letztlich konnten trotz der Zulage eines Pankreatinpräparates (mit Amylase 240000 I.U., Lipase 240000 I.U., Proteasen 15600 I.U. F.I.P) auch bei höchster Dosierung nicht die Werte der Kontrolltiere (ohne Pankreasgangligatur) für die Verdaulichkeit von Roh- protein und Rohfett erreicht werden.

Die eigenen Untersuchungen waren – in Fortsetzung der o. g. früheren Arbeiten - deshalb auf die Klärung folgender Fragen fokussiert:

1. Welche Auswirkungen hat die enterale Applikation einer hohen Antibiotikado- sis bei pankreasgangligierten Schweinen auf praecaecale und postileale Ver- dauungsprozesse bei Einsatz einer fettreichen Ration?

2. In welchem Umfang kann die isolierte Gabe einer Lipase bei pankreasgangli- gierten Schweinen die Verdaulichkeit einer fettreichen Ration im cranialen und caudalen Verdauungstrakt beeinflussen?

3. Welche Bedeutung hat unter den Bedingungen der Pankreasgangligatur und des Einsatzes eines fettreichen Mischfutters ein parallel im Futter vorliegender hoher Rohprotein- bzw. Stärkegehalt?

2. Schrifttum

2.1 Die exokrine Pankreasinsuffizienz

Das Pankreas besteht aus einem exokrinen und einem endokrinen Anteil. Das exo- krine Pankreas ist eine rein seröse Drüse. Die Steuerung dieser Drüse erfolgt nerval über den Vagus-Sympathikus und humoral-hormonell über Hormone wie z.B. Secre- tin. Der exokrine Anteil produziert die für die Verdauung notwendigen Enzyme. Das endokrine Pankreas wird von der Gesamtheit der Langerhans-Inseln gebildet. Dem Ausfall der exkretorischen Funktion des Pankreas geht zumeist eine Entzündung des Gewebes voran.

Die Ursachen für eine Pankreatitis sind vielfältig. Ein Reflux von Duodenuminhalt oder von Gallensekret in das Gangsystem des Pankreas ist denkbar. Ein in der Pa- pillenregion eingeklemmter Gallenstein und ein dadurch bedingter Sekretstau kann zu einer Druckerhöhung im Pankreas führen und somit eine Selbstverdauung des Pankreas auslösen, die Folge ist eine Pankreatitis (NIEDERAU et al. 1986). Auch Grundleiden wie z.B. die Mukoviszidose können Auslöser einer Pankreatitis sein.

Traumata und erhöhter Alkoholkonsum kommen ebenfalls als Verursacher einer Pankreatitis in Frage (LÖSER und FÖLSCH 1995).

Bei adipösen Hündinnen sind eine idiopatische Pankreatitis und beim Deutschen Schäferhund das Bild einer idiopatischen juvenilen Pankreasatrophie beschrieben (NIEMAND und SUTER 1994).

Nach einer Entzündung des Parenchymes kommt es zu einem teilweisen oder voll- ständigen Ausfall der Enzymproduktion. Der endokrine Anteil des Pankreas kann, muß aber nicht mitbetroffen sein. Die Folgen eines Ausfalls des exkretorischen Pan- kreas sind für Mensch und Tier sehr ähnlich.

Beim Menschen produziert das Pankreas 1 – 1,5 l Flüssigkeit pro Tag (KARLSON 1994). Diese Flüssigkeitsmenge besteht aus den Verdauungsenzymen, Bicarbonat und Wasser. Bicarbonat dient zum Puffern des Chymus, der aus dem sauren Milieu des Magens stammt. Erst nachdem sich mittels Bicarbonat ein pH-Wert von etwa 7 eingestellt hat, können die Enzyme optimal arbeite und die Nahrungsbestandteile spalten. Das Wasser verflüssigt den Chymus und sorgt somit für bessere Fließeigen- schaften. Ein Fehlen oder die Verringerung von Verdauungsenzymen führt zu einer Maldigestion, von der die Fettverdauung am stärksten betroffen ist. Nach Ausfall von über 90 % der Enzymkapazität des Pankreas manifestiert sich dieser Ausfall als

FÖLSCH 1995). Ursache dieser schrittweisen Maldigestion ist die Säureempfindlich- keit der Lipase des Pankreas (ZENTLER MUNRO et al. 1984), denn auch die Bikarbonatsekretion des Pankreas ist bei der Pankreasinsuffizienz eingeschränkt.

Nur in einem sehr engen pH-Bereich ist diese Lipase in der Lage, ihre Aufgabe zu erfüllen. In einem geringen Umfang sind die linguale und die gastrische Lipase in der Lage, dies zu kompensieren. Die gastrische Lipase ist bei gesunden Menschen nur zu ca. 10 % an der Lipolyse des Fettes beteiligt. Die gastrische Lipase ist auch im Duodenum noch aktiv und trägt dort zur Lipolyse des Nahrungsfettes bei (CARRIERE et al. 1993).

Auch das Fehlen der übrigen Pankreasenzyme kann, zumindest in einem gewissen Umfang, kompensiert werden. Die Speichelamylase ist in der Lage, die Magenpas- sage zu überstehen und auch noch im Duodenum ihre Wirkung zu entfalten (ROSENBLUM et al. 1988; FRIED et al. 1987).

Enterale Proteasen sind in der Lage, die Proteinverdauung, zwar nicht auf so hohem Niveau wie bei pankreatischer Protease, aber noch in geringem Umfang aufrecht zu erhalten.

Zu einer starken Abmagerung der Patienten kommt es erst dann, wenn zu dieser Maldigestion eine Malabsorption hinzukommt, etwa ausgelöst durch die Mukoviszi- dose oder andere, den Darm in seiner Absorption behindernde Erkrankungen.

Pankreasinsuffiziente Tiere und Menschen setzen voluminösen und übelriechenden Kot ab. Die Faeces können entweder fettreich (Steatorrhoe) oder dünnflüssig sein, wenn es durch unverdaute Nahrungsbestandteile zu einer Wasserretention im Dick- darm gekommen ist (MOORE 1980).

Bei Hunden mit exokriner Pankreasinsuffizienz kommt es zu einer stärkeren bakteri- ellen Besiedlung des Dünndarmchymus. Die Konzentration aerober und anaerober Keime steigt hier auf mehr als 10⁶ KoloniebildendeEinheiten pro g Chymus. Im Ver- gleich dazu wurden bei Hunden mit intakter Enzymausstattung nur 10⁵ Koloniebil- dende Einheiten pro g Chymus nachgewiesen (WESTERMARK et al. 1993).

Zwei Maßnahmen stehen bei der Therapie der exokrinen Pankreasinsuffizienz des Menschen im Vordergrund: Eine Substitution der fehlenden Pankreasenzyme und die Reduktion des Keimgehaltes im Chymus mittels Antibiotika. Die Substitution der Enzyme kann entweder durch Gabe von pharmazeutisch bearbeitetem Pankreasge- webe erfolgen oder es werden Präparate benutzt, die von Pilzen bzw. Mikroorganis- men stammen (LÖSER und FÖLSCH 1995). Am weitesten verbreitet sind Enzympräparate aus dem Pankreasgewebe von Schweinen. Als flankierende Maß- nahme wird die Reduktion des Fettgehaltes der Nahrung empfohlen.

Der Anstieg der Keimzahlen im Chymus des cranialen Verdauungstraktes kann durch die Anwendung von Antibiotika (WILLIAMS et al. 1987), aber auch durch den Einsatz von Enzympräparaten reduziert werden (SIMPSON et al. 1989).

2.2 Simulation der chronischen exokrinen Pankreasinsuffizienz

Als Tiermodelle für die chronische Pankreasinsuffizienz kommt neben dem Hund und der Ratte auch das Schwein zum Einsatz. Die Entnahme von Pankreassekret mittels einer Drainage wurde erstmals von MARCENAC et al. (1959) und WASS (1965) beim Schwein beschrieben. Tiermodelle für Langzeitstudien mit Drainage des Ductus pancreaticus accessorius wurden von CORRING et al. (1972), LAMOTHE und GUAY (1974), HEE et al. (1985) sowie von PIERZYNOWSKI et al. (1988) entwickelt.

ABELLO et al. (1989) stellten fest, dass das Schwein als Tiermodell für die Konzen- trationsänderungen von intestinalen Enzymen und Peptidhormonen bei Supplemen- tation von Pankreasenzymen geeignet ist.

Gegenüber den anderen Tiermodellen ist beim Schwein der Ausschluß des Pan- kreassekretes von der Digesta vereinfacht, da der Gallengang und der ausführende Pankreasgang, der Ductus pancreaticus accessorius, getrennt in das Darmlumen münden. Im Gegensatz zum Hund tritt nach der Ligatur des ausführenden Pankreas- ganges beim Schwein keine Hemmung des endokrinen Pankreas mit Verminderung der Glucosetoleranz auf (PITKÄRANTA et al. 1989), die beim Hund bis zum Diabetes mellitus führen kann (HEPTNER et al. 1974). Beim Schwein wurde lediglich eine Verminderung der Insulinausschüttung und der Anzahl der B-Zellen 60 Tage nach erfolgter Operation festgestellt, die aber nicht mit einer reduzierten Glukosetoleranz einherging (BERKHOFF et al. 1988).

Pankreasgangligierte Schweine können so als akzeptables Modell für Studien zur exokrinen Pankreasinsuffizienz des Menschen genutzt werden (PEKAS et al. 1964).

PEKAS et al. (1964) stellten eine Reduktion der Trockensubstanz- und Proteinver- daulichkeit bei pankreasgangligierten Ferkeln im Vergleich zu Kontrolltieren fest, wo- bei die Verdaulichkeit bei der Fütterung von Sojaproteinen stärker zurückging als bei Einsatz von Milchproteinen. IMONDI et al. (1972) stellten bei pankreasgangligierten Schweinen eine um 50 % reduzierte Gesamtverdaulichkeit für Fett und Protein im Vergleich zu Kontrolltieren fest. Durch Supplementation mit einem Pankreatinpräpa- rat konnte die Gesamtverdaulichkeit verbessert, nicht jedoch das Niveau gesunder

Aktivität von Amylase und Protease nur ein deutlich geringeres Niveau als bei Kon- trolltieren erreichte.

Auch ANDERSON und ASH (1971) stellten einen signifikanten Rückgang der Ge- samtverdaulichkeit von Fett und Protein bei pankreasgangligierten Schweinen fest, während sich die totale Verdaulichkeit von Trockensubstanz und Stickstoff-freien Ex- trakten bei Verwendung eines handelsüblichen Schweinefutters im Vergleich zu Kontrolltieren nicht signifikant veränderte (vermutlich Kompensation durch bakterielle Verdauung im Dickdarm). Auch hier stieg die Gesamtverdaulichkeit für Fett und Protein nach Zugabe eines Pankreatinpräparats deutlich an, erreichte aber wiederum nicht die Werte gesunder Kontrolltiere. Diese Ergebnisse decken sich mit den Unter- suchungen von TABELING et al. (1997), in denen bei pankreasgangligierten Tieren ebenfalls eine Verschlechterung der Rohfettgesamtverdaulichkeit gegenüber gesun- den Tieren festgestellt wurde. Nach Supplementation mit Pankreasenzymen verbes- serte sich die Gesamtverdaulichkeit für Rohfett dosisabhängig.

RAHKO et al. (1985) konnten bei pankreasgangligierten Tieren ohne Enzymsupple- mentation deutlich geringere Tageszunahmen als bei pankreasgangligierten Tieren mit Enzymsubstitution feststellen, welche wiederum fast die Tageszunahmen der ge- sunden Kontrolltiere erreichten.

CORRING und BOURDON (1976, 1977) untersuchten die Energie- und Stickstoff- verdauung bei pankreasgangligierten Spezies. Sie konnten bei kurzzeitiger Drainage des Pankreasganges über einen Zeitraum von 5 Tagen nur eine Verschlechterung der Stickstoffverdauung feststellen (CORRING und BOURDON 1976). Mit fort- schreitender Zeit nach dem operativen Eingriff verbesserte sich die Energie- und Stickstoffverdauung bei pankreasgangligierten Tieren (CORRING und BOURDON 1977).

Eine weitere methodische Möglichkeit zur Bestimmung der aus dem Darm resor- bierten Nahrungsbestandteile besteht in der Einbeziehung von Portalvenenblut in die Untersuchung. GUILLOT et al. (1994) konnten mittels der Untersuchung von Portal- venenblut bei insuffizienten Tieren die Aufnahme von duodenal infundierten Fettsäu- relösungen quantifizieren. RERAT et al. (1996) kombinierten die Untersuchung von Portalvenenblut mit der Ableitung des Pankreassekretes über eine Fistel und unter- suchten die Kinetik der Glukose- und Aminosäurenabsorption. Sie stellten eine deut- liche Abnahme der Glukose- und Aminosäurenkonzentrationen im Portalvenenblut nach dem Ausschluß des Pankreassekretes von der Verdauung fest.

2.3 Das Schwein als Versuchstier

Das Schwein gilt im Allgemeinen als akzeptables Modell zum Studium der Ernährung des Menschen (POND und HOUPT 1978; DODDS 1982; RERAT 1983; FLEMING und WASILEWSKI 1994; MILLER und ULLREY 1987; FLORES et al. 1988) und ist von allen domestizierten Tieren im Hinblick auf die Ernährungs- und Verdauungs- physiologie, Ernährungsweise, Rhythmik der Futteraufnahme und Größe dem Men- schen am ehesten vergleichbar (STEVENS 1977; PARRA 1978; DESPORT et al.

1997). DONALDSON (1968) stellte gewisse Übereinstimmungen bei der Zusam- mensetzung der bakteriellen Intestinalflora zwischen Schwein und Mensch fest.

Ebenso produzieren Schwein und Mensch eine vergleichbare Menge an flüchtigen Fettsäuren im Dickdarm. Die Eignung von Schweinen als Modell für die praecaecale Verdaulichkeit von Aminosäuren und Stickstoff des Menschen wurde von ROWAN et al. (1994) beschrieben.

Neben der Ähnlichkeit in der Ernährungs- und Verdauungsphysiologie für Schwein und Mensch müssen bei diesen unterschiedlichen Spezies eine Reihe von Ungleich- heiten in der Physiologie und der Anatomie berücksichtigt werden (MOUGHAN et al.

1994).

Das Verhältnis von Körperlänge zu Darmlänge beträgt beim Menschen 1:6, beim Schwein dagegen 1:14. Die größte Kapazität des Verdauungsraumes hat beim Schwein der Dickdarm, beim Menschen hingegen der Dünndarm (STEVENS 1977).

Zudem kommt es durch eine verlängerte Digestaretention im Caecum des Schweins (50 Stunden) im Vergleich zum Menschen (40 Stunden) zu einer effizienteren Faser- verdauung (EHLE 1980; VAN SOEST et al. 1982).

Das Schwein besitzt einen einhöhligen, zusammengesetzten Magen, der Mensch hingegen einen einhöhligen, einfachen Magen.

Die praeduodenale Lipase des Menschen wird zu einem großen Anteil lingual sezer- niert, während der Hauptsekretionsort für diese Lipase beim Schwein die Kardiadrü- senzone des Magens ist. Im Vergleich zum Menschen ist der Anteil der Kardiadrü- senzone an der Magenauskleidung mit 30 - 40 % beim Schwein wesentlich größer (HÖLLER 1970). Im schwachsauren Milieu der Kardiadrüsenzone kann sich im Ver- gleich zur stark sauren Fundusdrüsenzone eine höhere mikrobielle Aktivität entfalten (GIESECKE 1990).

2.4 Funktionsweise und Aufgabe von Enzymen

Enzyme sind Proteine, die als Biokatalysatoren chemische Reaktionen aktivieren.

Sie beschleunigen nur eine für sie spezifische Reaktion, ohne dass es bei ihnen zu einer Verschiebung ihres chemischen Gleichgewichts kommt. Einige Enzyme wirken stereospezifisch, d.h. sie katalysieren nur Reaktionen mit einer ganz bestimmten Form, z.B. mit der L-Form einer Aminosäure, aber nicht mit einer D-Form dieser Aminosäure oder sie wirken nur auf alpha-, aber nicht auf betaverknüpfte Glukose- einheiten. Diese Reaktionsbeschleuniger sind immer nur in der Lage, mit einer be- stimmten Stoffgruppe Verbindungen einzugehen und auch immer nur eine bestimmte Reaktion zu katalysieren. Enzyme sind nur solange aktiv, wie ihre räumliche Struktur intakt bleibt. Sie sind von ihrer Molekülstruktur erheblich größer als die Substrate, die sie umsetzen. Die Reaktion findet an dem aktiven Zentrum auf der Oberfläche des Enzymmoleküls statt. Am aktiven Zentrum wird das Substrat gebunden (BUDDECKE 1977; GROSS et al. 1989).

Das aktive Zentrum ist strukturell exakt der Gestalt des Substrats angepaßt. Nach der Reaktion wird das Produkt abgelöst, so dass ein neues Substrat gebunden wer- den kann. Jedes Enzym hat sein pH-Optimum, nur in diesem Milieu läuft die Reakti- on reibungslos und mit maximaler Geschwindigkeit ab.

2.5 Enzymatische Verdauung im Dünndarm

Der Abbau von Nahrungsbestandteilen im Gastrointestinaltrakt zu kleinen resorbier- baren Einheiten ist ein Prozeß, der durch das enge Zusammenspiel verschiedener hydrolytisch wirkender Enzyme gekennzeichnet ist. Ein Großteil der Nahrung wird von Enzymen des Pankreas in resorbierbare Einheiten zerlegt. Das Sekret des Pan- kreas besteht unter anderem aus Hydrogencarbonat und Wasser. Durch den hohen Hydrogenkarbonatgehalt erreicht das Sekret einen pH-Wert von 8,0 bis 8,4. Die se- zernierten Enzyme (Amylasen, Proteasen und Lipasen) entsprechen beim Menschen einer Menge von ca. 6 bis 10 g Eiweiß, Fett und Kohlenhydrate pro Tag (MOSER 1986). Weitere Verdauungsenzyme werden von den Speicheldrüsen sowie den Hauptzellen der Magenschleimhaut sezerniert. Andere Enzyme sind im Bürstensaum der Dünndarmenterozyten lokalisiert.

2.5.1 Amylasen

Die Resorption von Kohlenhydraten erfolgt nur in Form von Monosacchariden. Die in der Nahrung enthaltenen Polysaccharide werden durch die Speichelamylase ange- griffen und zerlegt. Die α-Amylase spaltet als Endoglykosidase α-1,4-glucosidische Bindungen der Amylose, des Amylopektins und des Glykogens (BUDDECKE 1977).

Nach Passage des Magens werden die Saccharide von der α-Amylase des Pankreas in Disaccharide gespalten. Chemisch unterscheiden sich die α-Amylase der Spei- cheldrüsen und die des Pankreas nur geringfügig, beide haben ihr Wirkungsoptimum bei einem pH-Wert von 7,0 (DEMLING und PHILLIP 1978). Die nun aus den Poly- sacchariden entstandenen Disaccharide werden von der im Bürstensaum der Dünn- darmmukosa lokalisierten Disaccharidasen in Monosaccharide umgewandelt. Die Resorption der Monosaccharide erfolgt in Verbindung mit einem aktiven Natrium- Cotransport.

2.5.2 Proteasen

Das im Futter enthaltene Protein wird durch die Salzsäure des Magens denaturiert und vom Pepsin gespalten. Alle proteolytischen Enzyme werden als inaktive Vorstufen, als sogenannte Zymogene sezerniert. Das von den Hauptzellen der Ma- genschleimhaut gebildete Pepsinogen wird vom Pepsin selbst autokatalytisch ge- spalten. Diese Umwandlung bzw. Aktivierung zum proteolytischen Pepsin erfolgt durch die Abspaltung von 42 Aminosäureresten (GROSS et al. 1989). Das Pepsin entfaltet seine größte Potenz bei einem pH-Wert von 2 bis 3,5, der auch im Magen vorherrscht. Durch den Eintritt des Chymus in das Duodenum erfolgt eine Stimulation des Pankreas und der Brunnerschen Duodenaldrüsen (THEWS et al. 1989). Diese Stimulation führt zu einer Ausschüttung von Bikarbonat aus dem Pankreas und zu einem pH-Wert-Anstieg im Darm. Nachdem sich im Chymus ein pH-Wert von 7 ein- gestellt hat, dem Aktivitätsoptimum der Pankreasenzyme, werden Trypsinogen, Chymotrypsinogen sowie die Procarboxypeptidasen A und B in den Darm sezerniert;

ihre Umwandlung zu aktiven Enzymen geschieht rasch durch begrenzte Proteolyse.

Trypsin und Chymotrypsin greifen als Endopeptidasen mit unterschiedlicher Ami- nosäurenspezifität die Pepidketten in ihrem Innern an. Trypsin und Chymotrypsin sorgen für kurze Bruchstücke, die von der Carboxypeptidase A und B und von der Aminopeptidase des Dünndarms an ihren carboxy- bzw. aminoterminalen Enden ge- spalten werden (LEHNINGER 1987). Für die Resorption der Aminosäuren, der Di-

2.5.2 Lipasen

Der Abbau der Fette setzt durch die Triacylglyzerinlipase des Magens ein, die Hy- drolyse ist allerdings unvollständig, unterstützt aber die Emulgierung der Nahrungs- fette (BUDDECKE 1977). Nachdem die Fette den Magen verlassen haben, werden sie im Darm durch Gallensäuren und Phospholipide emulgiert. Die Spaltung der Lipi- de erfolgt durch die Triacylglyzerinlipase des Pankreas, die aber nur dann aktiv wer- den kann, wenn Colipase (2-Monoacylglycerin-Lipase) zur Verfügung steht und die Fette emulgiert sind (durch Gallensäuren). Die durch die Spaltung an C-1 und C-3 entstandenen freien Fettsäuren und β-Monoacylglycerine gelangen durch Diffusion in die Mukosazellen des Darmes. Damit die Fette die Darmmukosa erreichen können, müssen sie die auf den Darmzotten liegende Wasserschicht überwinden. Die Ab- bauprodukte der Fette (Triglyceride) werden unter Beteiligung von Cholesterin und Lecithin in Mischmizellen eingelagert und an ihrer Oberfläche von Gallensäure um- geben (THEWS et al. 1989). Beim Erreichen der Lipidmembran löst sich die Mizelle auf und ihr Inhalt kann in das Zytoplasma der Mukosazellen übertreten. Aus diesen lipophilen Substanzen werden in den Mukosazellen Triglyzeride gebildet. Die in den Zellen befindlichen Triglyzeride werden an Apolipoproteine gebunden (nicht kovalent) und mit der Lymphe abtransportiert. Die Gallensäuren bleiben im Darm zurück und werden spätestens im Ileum resorbiert.

2.5.4 Lipase nicht körpereigenen Ursprungs

Die Gewinnung von digestiv wirksamen Enzymen kann aus Pankreas von Schlacht- tieren, aus pflanzlichem Material oder aus Schimmelpilzen und Bakterienstämmen erfolgen. Das zur Zeit gebräuchlichste Enzympräparat zur Substitutionstherapie ist Pankreatin. Pankreatin wird durch Extraktionsverfahren aus dem Pankreas von Schweinen (früher auch von Rindern) gewonnen, da das Enzymmuster des Schwei- nepankreassekretes dem des Menschen am ähnlichsten ist, wird dies vornehmlich benutzt (MÜLLER-WIELAND 1972).

In den letzten Jahren wird immer intensiver nach Alternativen zu tierischen Produk- ten gesucht, da es äußerst schwierig ist, hygienisch einwandfreies und medizinisch unbedenkliches Ausgangsmaterial zu gewinnen. Hier sei nur an die BSE-Problematik oder die enorme Widerstandsfähigkeit der Parvoviren erinnert.

Die Idee der digestiv wirksamen mikrobiologischen Präparate ist schon relativ alt.

Schon im vorigen Jahrhundert wurden in Japan mikrobiologische Proteasepräparate zur Unterstützung der Verdauung verwendet, die sogenannten Takadiastasen.

Der größte Vorteil der Pilzenzyme liegt in ihrer hohen Säurestabilität und in ihrem breiten Wirkungsspektrum. So wird von den über 100 heute bekannten, aber zum Teil nur technisch nutzbaren mikrobiellen Proteasen ein Wirkungsbereich von pH 2 bis pH 12 abgedeckt (UHLIG 1972).

Bei Pankreatinpräparaten besteht immer die Notwendigkeit, durch galenische Maß- nahmen einen Magensäureschutz zu gewährleisten, da sie durch das saure Milieu des Magens ansonsten denaturiert würden. Wenn es möglich wäre, auf einen derar- tigen Schutz bei Enzympräparaten mikrobiellen Ursprungs zu verzichten, da sie er- heblich säurestabiler sind, dann könnte die Lipolyse schon im Magen beginnen, und der therapeutische Effekt könnte verbessert werden (BERNDT et al. 1972).

Für die Vermehrung von Pilzen (Aspergillus oryzae bzw. Rhizopus oryzae) zur En- zymproduktion gibt es grundsätzlich zwei unterschiedliche Verfahren, zum einen das Oberflächen- und zum anderen das Submers- oder Tiefkulturverfahren. Beim Ober- flächenverfahren werden beimpfte Nährböden in einer feuchtigkeitsgesättigten Atmo- sphäre bebrütet. Beim Submersverfahren findet die Vermehrung in einer wäßrigen Lösung statt. Unter ähnlichen Bedingungen wie beim Submersverfahren werden auch bakterielle Lipasen hergestellt (liquid shake culture oder im Fermenter). Um eine Lipaseproduktion bei den Mikroorganismen zu induzieren, ist die Zugabe von Ölen (Fett) zum Kulturmedium notwendig (FRENKEN et al. 1992).

Tab. 1: Substratspezifität und Bindungsspaltung der Lipasen (WEETE 1997) Enzymherkunft Spezifität der Spaltung

Pankreaslipase spaltet die Esterbindung an C-1 und C-3

Neurospora sp. TT-241 spaltet die Esterbindung bevorzugt an C-1 und C-3 Botrytis cinerea größte Spaltungsaktivität bei Ölsäureestern

Pseudomonas fluor. AK102 unspezifische Spaltung der Fettsäuren Propionibacterium

acidi-propionici

spaltet bevorzugt gesättigte Fettsäuren

2.6 Physiologie der Verdauung im Dickdarm (speziell Fett)

Auf ihrem Weg durch den Dickdarm erfährt die Ingesta ihre letzte stoffliche Um- wandlung. Am auffälligsten ist der Wasserentzug durch Ionentransporte. Des weite- ren findet im Dickdarm eine erhebliche Sekretion und Absorption von Mineralstoffen statt.

Die Aufgabe des Dickdarms besteht aber auch darin, komplexe Strukturstoffe und praecaecal unverdaute oder sezernierte Substanzen, evtl. unter Zuhilfenahme seiner bakteriellen Besiedlung umzusetzen und zu absorbieren. Die Darmflora besteht beim Schwein aus 100 - 400 intestinalen Bakterienspezies, die Populationsdichte schwankt um 1 – 3 x 10¹⁰ Bakterien/g ursprünglicher Substanz (DUCLUZEAU und RAIBAUD 1975). Diese mikrobielle Besiedlung ist erforderlich, da das Schwein im proximalen Verdauungstrakt zu einer Verwertung von strukturierten Kohlenhydraten nicht in der Lage ist. Dieser Nachteil wird durch das Vorhandensein von Bakterien im Dickdarm ausgeglichen, da verschiedene Bakterien in der Lage sind, Amylase (Clostridium butyricum) oder Zellulase (Enterokokken) zu produzieren. Aber auch Vitamine, wie z.B. Vitamin K, werden im Dickdarm gebildet (GROSS et al. 1989). Mi- kroorganismen helfen aber nicht nur beim Aufschluß der Nahrung, sondern schützen ihren Wirt auch vor pathogenen Keimen. Pathogene Keime, die mit der Nahrung auf- genommene wurden, finden sämtliche Adhäsionsstellen im Darm belegt und stehen in Nahrungskonkurrenz mit der vorhandenen apathogenen Wirts-Flora (FUBARA und FRETER, 1973). Flüchtige Fettsäuren oder Laktat stellen die Endprodukte des mi- krobiellen Kohlenhydratabbaus dar und stehen dem Organismus als leicht

verfügbare Energie im Intermediärstoffwechsel zur Verfügung (FRIEND et al. 1963a;

KOCH et al. 1972).

Durch diese anaerobe bakterielle Verdauung löslicher und unlöslicher Kohlenhydrate (BUGAUT 1987; GRUBB 1991) entstehen große Mengen an flüchtigen Fettsäuren wie Essig-, Propion-, Butter- und Valeriansäure (ENGELHARDT u. RECHKEMMER, 1984; FLEMING et al. 1991). Die Gesamtkonzentrationen der flüchtigen Fettsäuren im Dickdarm und das Verhältnis der einzelnen Fettsäuren zueinander unterscheiden sich nicht nennenswert zwischen Wiederkäuern und Monogastriern. Die Gesamtkon- zentration an flüchtigen Fettsäuren im Dickdarm erreicht zumeist einen Wert von 100 mmol/l (ENGELHARDT et al. 1989; ENGELHARDT et al. 1993 b).

Tab. 2: Konzentrationsverhältnisse flüchtiger Fettsäuren im Dickdarm unterschiedlicher Spezies (mmol/l)

Tierart Essigsäure Propionsäure Buttersäure Autor _ Rind 65 20 15 WOLIN 1981

Meerschwein 60 10 10 RECHKEMMER 1981 Mensch 74 18 8 WOLIN 1981

Schwein 76 13 10 JORGENSEN 1997 Diese Verhältnisse verändern sich bei unterschiedlicher Zusammensetzung der Nah- rung nur wenig (ARGENZIO u. SOUTHWORTH 1974).

Die flüchtigen Fettsäuren werden schnell resorbiert und sind für einige Tierarten eine wichtige Energiequelle, wie z.B. für den Wiederkäuer (ARGENZIO 1982;

ENGELHARDT et al. 1989). Wiederkäuer decken 70 – 80 % ihres basalen Energie- bedarfs durch flüchtige Fettsäuren (ARGENZIO et al. 1974). Schweine bestreiten 10 – 30 % (ARGENZIO 1982) und Menschen 6 – 9 % ihres Energiebedarfs aus flüchtigen Fettsäuren (CUMMINGS 1981; McNEIL 1984). Flüchtige Fettsäuren sind aber nicht nur als Energielieferanten von Bedeutung, sie sind auch antibakteriell wirksam, in ausreichend hoher Konzentration verhindern sie die Ansiedlung von pa- thogenen Keimen wie z.B. von Salmonellen (CUMMINGS 1981).

Im Dickdarm werden langkettige Fettsäuren mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit nicht, kurzkettige sicher und mittelkettige wahrscheinlich in Analogie zum Pansen resorbiert (HAGEMEISTER und KAUFMANN 1979). Längerkettige Fettsäuren werden evtl. mi- krobiell fraktioniert und dann absorbiert. Ungesättigte Fettsäuren werden hydroge- niert, es finden somit im Dickdarm der Monogastrier ähnliche Vorgänge wie im Pan- sen des Wiederkäuers statt. Die in den Faeces gefundenen Cyclopropanfettsäuren und Hydroxyfettsäuren sind mikrobiellen Ursprungs (MEYER et al. 1995).

Für die Verdaulichkeit von Rohfett konnten HERTEL et al. (1970) bei Pferden folgen- de Abstufungen beobachten: Im Ileum war eine Rohfettverdaulichkeit von 70 % ermittelt worden, im Colon war die Verdaulichkeit auf 41 % gesunken (Fettsynthese) und im Rektum war die Verdaulichkeit wieder geringgradig auf 50 % angestiegen.

Diese Fettzubildung ist auf die Synthese von mikrobiellem Fett und die Sekretion von fetthaltigen Substanzen zurückzuführen.

Unverdaute Proteine (Aminosäuren) werden im Dickdarm decarboxyliert, es entste-

und Skatol, durch reduktive Desaminierung Fettsäuren und Ammoniak (MEYER et al.

1995).

2.7 Wirkungen von Antibiotika auf praecaecale / postileale Verdauungsvorgänge

Nach Amtsberg (1984) haben Antibiotikazusätze zum Futter folgende Wirkungen:

1. Verminderung der Gesamtpopulation der Bakterien oder einzelner Bakterien- arten

2. Reduktion und Veränderung der mikrobiellen Stoffwechselaktivität

3. Verminderung der mikrobiellen Ausscheidung stoffabbauender Enzyme und Reduktion der NH3- und Aminbildung

Es kommt zu einer Veränderung des Darms selbst und die Lamina propria der Darmwand wird dünner, da von den in ihr lokalisierten entzündungshemmenden Zellen weniger benötigt werden. Die Darmzotten im Darmkanal sind kürzer. Er- wünschte Mikroorganismen werden unterstützt und die Zahl der unerwünschten Keime geht zurück, einschließlich der von ihnen produzierten Toxine, die zu einer erhöhten Belastung der Leber führen. Es kommt zu einer Neuverteilung der Nähr- stoffe. Da weniger unerwünschte Mikroorganismen, die ebenfalls Energie benötigen, den Darm besiedeln, steht dem Tier mehr Energie für das Wachstum oder andere anabole Prozesse zur Verfügung. Die mikrobielle Dekonjugation von Gallensalzen wird verringert und somit die Fettresorption verbessert (JENSEN 1988).

Dekonjugierte Gallensäuren haben aber auch eine wichtige Aufgabe in der Regulati- on der Dickdarmflora. Besonders empfindlich reagieren dickdarmbesiedelnde Bakte- rienarten wie Bakteroides auf dekonjugierte Gallensäuren. Durch diesen Mechanis- mus wird die retrograde Besiedlung des distalen Ileums mit Dickdarmbakterien ver- hindert (PERCY – ROBB und COLLEE 1972). GILLILAND und SPECK (1977) se- hen in der wachstumshemmenden Wirkung von dekonjugierten Gallensäuren auch einen wichtigen Abwehrmechanismus gegenüber pathogenen Keimen, die in den Darm gelangen können.

Nach Einsatz von Antibiotika kommt es zu einer signifikanten Veränderung im Spek- trum der Bakterien in den Faeces dieser Tiere (DECUYPERE et al. 1973; JENSEN 1988; PETTERSSON et al. 1989). Bis zu 6 % der im Futter enthaltenen Energie wird

von Mikroorganismen im Dünndarm verstoffwechselt (HENDERICKX et al. 1980).

Durch die Reduktion der Lactobacillen kommt es zu einer geringeren Produktion von Laktat, das den pH-Wert des Chymus senken kann (KAMPHUES 1987). Durch eine geringere Bakteriendichte werden weniger flüchtige Fettsäuren produziert, die eben- falls in der Lage sind, den pH-Wert zu senken (BECKMANN und RÜFFER 2000).

Die bakterielle Desaminierung wird im Dünn- und Dickdarm und die mikrobielle Ureaseaktivität im Dickdarm reduziert, somit wird die NH3–Produktion durch den Ein- satz von Antibiotika verringert.

HAUSCHILD et al. (1977) beschreiben eine Verbesserung der Gesamtverdaulichkeit von Rohprotein in einer Größenordnung von 2 – 3 %. Der Effekt soll auf die Hem- mung der Desaminierung und Decarboxylierung der Aminosäuren zurückzuführen sein (MENKE und KRAMPITZ 1973).

Die Mehrzahl der Leistungsförderer wirkt nur im grampositiven Spektrum. Versuche mit Tylosin, einem Präparat, das auch im gramnegativen Spektrum wirksam ist, er- gaben keinen Effekt auf die Zusammensetzung der Keimflora des Verdauungstraktes (GEDEK et al. 1982).

Neben dem Einsatz von Antibiotika besteht auch die Möglichkeit, durch Untersu- chungen mit Gnotobioten die Funktion der Mikroflora näher zu verifizieren. EYSSEN (1973) stellte bei Gnotobioten negative Folgen der Keimfreiheit des Verdau-

ungstrakts fest, die Wasser- und Elekrolytresorption im caudalen Darmtrakt war ver- mindert (z.B. flüssige Kotkonsistenz; hier fast typisch). Mit den Sekreten des Darm- kanals verliert der Organismus körpereigene zucker- und stickstoffhaltige Substrate.

Es häufen sich endogene, toxische Substanzen im Darm an, wie z.B. Kallikrein (löst Hypotonie aus) oder das a-Pigment (Abbauprodukt des Apoferritins), das die Durch- blutung des Gekröses vermindert.

3. Eigene Untersuchungen

3.1 Material und Methode 3.1.1 Versuchsziel

Ziel der hier vorliegenden Untersuchung war es, die Veränderung der Chymusquali- tät und der Verdaulichkeit von Rohnährstoffen bei pankreasgangligierten Schweinen zu prüfen. Zum Vergleich wurden bei Verwendung einer fettreichen Diät Kontrolltiere ohne Ligatur des ausführenden Pankreasganges, ansonsten pankreasgangligierte Schweine, die eine fettreiche Diät erhielten, herangezogen. Es wurden verschiedene Diäten (fett- und stärkereich bzw. fett- und proteinreich) und unterschiedliche Be- handlungen (Lipase- bzw. Antibiotika-Zulage) geprüft. Die scheinbare praecaecale Verdaulichkeit und die Gesamtverdaulichkeit der Rohnährstoffe wurden ermittelt. Die Charakterisierung des Chymus erfolgte anhand von Trockensubstanzgehalt, Visko- sität und pH-Wert. Anhand von L-Laktatgehalt und Lipopolysaccharidgehalt konnte der Chymus hinsichtlich der mikrobiellen Umsetzungen und der Qualität der Flora näher beschrieben werden. Zu diesem Zweck wurden in den Faeces auch die flüch- tigen Fettsäuren (im Kotwasser), die Keimzahlen für Escherichia coli, Clostridium perfringens und gramnegative Anaerobier sowie der Gehalt an Lipopolysacchariden ermittelt.

3.1.2 Versuchstiere

Für die Versuche standen 10 weibliche ausgewachsene Göttinger Miniaturschweine (Ellegaard) zur Verfügung. Die Tiere wurden ab einem Alter von 12 Monaten mit einer ileocaecalen Umleitungsfistel versehen. Bei 7 der 10 Tiere erfolgte zusätzlich eine Ligatur des Pankreasganges. In den Versuchen 1 – 5 kamen die Tiere 1, 2, 14 und 15 zum Einsatz, in den Versuchen L1 und L2 die Tiere 1, 22, 23 und 24. Die Tiere 8, 11 und 13 (ohne Pankreasgangligatur) dienten grundsätzlich als Kontrolltiere.

Die Feststellung der Körpermasse (kg) der Versuchstiere erfolgte wöchentlich.

Tab. 3: Durchschnittliche Körpermasse (kg) der Versuchstiere in der Versuchszeit Kontrolltiere Pankreasgangligierte Tiere

Tier 8 44,3 Tier 1 38,6

Tier 11 40,3 Tier 2 38,4

Tier 13 39,2 Tier 14 37,5

Tier 15 30,2 Tier 22 40,2 Tier 23 38,5 Tier 24 39,2 3.1.3 Operationstechnik

Die Implantation der Ileocaecalen Umleitungskanüle erfolgte in Anlehnung an die von GANTER et al. (1993) beschriebene Methode, die für diese Untersuchungen modifi- ziert wurde. Die Ligatur des Pankreasausführungsganges erfolgte nach der von ABELLO et al. (1989) beschriebenen Methode.

3.1.3.1 Fistelaufbau

Die mit Schraubgewinde versehenen implantierten Tuben bestanden aus Titan. Die Fußscheiben und die Sicherungsringe waren aus PVC gefertigt. Die Umleitungska- nülen bestanden aus von Hand gezogenem Acrylglas. Die Umleitungsbögen wurden mit einem Silikonschlauch verbunden. Der Silikonschlauch wurde an den Enden mit Kabelbindern gegen ein Abrutschen von den Umleitungskanülen gesichert. Der In- nendurchmesser der Umleitungskanüle betrug an ihrer engsten Stelle 12 mm.

Abb. 1: Darstellung zum Sitz und Aufbau der Umleitungskanüle

3.1.3.2 Narkose

Die Operation erfolgte nach 24-stündiger Futterkarenz. Eine Wasseraufnahme war den Tieren bis zur Operation möglich. Zur Einleitung der Narkose wurde eine Injekti- onsnarkose - bestehend aus Midazolam (Dormicum) und Ketamin (Ketavet) ge- wählt. Nach Erreichen des Toleranzstadiums wurden die Tiere intubiert, um die Nar- kose mit einem Gemisch aus Halothan, Lachgas und Sauerstoff fortzuführen.

3.1.3.3 Pankreasgangligatur

Nach Vorbereitung des Operationsfeldes im Bereich der rechten Flanke und des Unterbauches wurde die Bauchhöhle in der Linea alba, etwa 5 cm caudal des Schaufelknorpels auf einer Länge von 20 cm geöffnet. Bei den Tieren, bei denen die Ligatur des Pankreasausführungsganges erfolgte, wurde der Magen und vom Magen aus aboral das Pankreas aufgesucht. Der Exkretionsgang des Pankreas wurde frei- gelegt. Anschließend konnte der Exkretionsgang des Pankreas zum Ursprung und

A: terminales Ileum B: Caecum

C: Peritonaeum D: Muskelschicht E: Haut

A

B C

D E

Anatomie Fisteltechnik a: Tubus (Titan) b: Fußplatte (PVC)

c: äußere Sicherungsscheibe d: Umleitungsbogen (Acrylglas) e: Verbindungsschlauch

f: Kabelbinder ab

c d

e

f

zum Duodenum hin ligiert werden (Seide USP4). Die Durchtrennung des Ausfüh- rungsganges erfolgte mit dem Elektrokauter.

3.1.3.4 Ileocaecale Umleitungsfistel

Das terminale Ileum wurde aufgesucht und leergestreift. Fünf und 10 cm oral des Ostium ileocaecale wurden Darmklemmen aufgesetzt. Die Durchtrennung des Dar- mes erfolgte mit dem Elektrokauter. Eine einstülpende doppelte Lembertnaht diente zum Verschluß der Enden (Catgut USP 3). Das Ileum wurde 4 cm vor dem Stumpf eröffnet, die Titanfistel mit dem PVC-Fuß hineingeschoben und der Darm über den Fistelfuß gezogen, eingestülpt und mit einer Tabaksbeutelnaht (Catgut USP 3) durch Serosa und Muskularis verschlossen. Der Tubus wurde verschlossen und mit einem Faden versehen in die Bauchhöhle verbracht. Nach Aufsuchen des Caecumkopfes wurde wie bei der Implantation der Ileumfistel verfahren. Mit einem speziellen Trokar wurde aus technischen Gründen zuerst die Ileumfistel etwa 15 cm caudal des Rip- penbogens und 9 cm ventral der Querfortsätze durch die seitliche Bauchdecke von innen nach außen gestoßen. Die Caecumfistel wurde etwa 10 cm cranioventral der Ileumfistel nach außen geführt. Die Titantuben wurden umgehend mit einem Siche- rungsring von außen gegen ein Zurückrutschen in die Bauchhöhle gesichert. Wäh- rend der Operation erfolgte in regelmäßigen Abständen eine Befeuchtung des Dar- mes mit isotoner Kochsalzlösung. Nach der Operation wurden auf die Tuben Akryl- glasbögen geschraubt und mit einem Silikonschlauch verbunden.

3.1.3.5 Verschluß der Operationswunde und postoperative Nachsorge

Vor Verschluß der Bauchhöhle erfolgte eine antibiotische Versorgung mit 3 ml Tar- domyocel (300.000 I.E. Benzathin–Benzylpenicillin, Procain-Benzylpenicillin). Zum Verschluß des Peritoneums diente eine Kürschnernaht (Catgut USP 2). Bevor die Bauchmuskulatur vollständig mit Sultanschen Diagonalheften (Catgut USP 1) ver- schlossen war, wurden auch hier 2 ml (200.000 I.E.) Tardomyocel in die Wunde verbracht. Zum Wundverschluß der Haut diente eine fortlaufende Intrakutannaht, die mit Flüssigpflaster versiegelt wurde.

Vier Stunden nach dem Erwachen aus der Narkose erhielten die Tiere ein Schmerz- mittel, 50 mg Tramal Tramadol. Eine weitere Verabreichung von 50 mg Tramal

Einen Tag nach der Operation wurde den Tieren ein dünnflüssiges Mischfutter ange- boten. Am dritten Tag post operationem wurden die Tiere erneut antibiotisch mit 300.000 I.E. Tardomyocel versorgt. Der Faden der Intrakutannaht konnte 10 Tage nach der Operation entfernt werden. Eine Spülung der Fistel erfolgte zweimal täglich mit je 100 ml Wasser, die äußere Haut im Bereich der Fistel wurde ebenfalls zweimal täglich mit Zinklebertransalbe versorgt.

Die exokrine Pankreasinsuffizienz der pankreasgangligierten Tiere konnte mit dem Chymotrypsin Test – Kit (Firma Boehringer Mannheim), im Chymus und im Kot über- prüft werden. Im Chymus und in den Faeces von Tieren mit ligiertem Pankreasaus- führungsgang konnte zu keinem Zeitpunkt mehr Chymotrypsin nachgewiesen wer- den. Die Tiere erhielten bis zum Versuchsbeginn 12 Wochen Zeit, um sich an die Umleitungskanüle zu adaptieren.

3.1.4 Aufstallung und Haltung

Die Tiere wurden in Einzelbuchten (Größe 1,2 x 1,6 m) auf kunststoffummantelten Metallrosten (Tenderfoot) gehalten. Wasser stand aus einer Nippeltränke ad libitum zur Verfügung. Das Futter wurde jedem Tier zweimal täglich in Metallschalen (V2A Stahl) angeboten. Die Raumtemperatur betrug 24 bis maximal 26 °C und die relative Luftfeuchtigkeit 60 bis 80 %. Die Beleuchtungsdauer war auf 12 Stunden festgelegt (7.30 bis 19.30 Uhr). Während der Chymussammlung wurden die Tiere in 0,96 m² großen rundumgeschlossenen Stoffwechselkäfigen (Boden: Tenderfoot) gehalten.

3.1.5 Versuchsfutter und Fütterung

Die Basis der Versuchsdiäten stellte ein aus Getreideschroten hergestelltes, kom- merzielles Schweinefutter der Firma Altromin dar. Folgende Anforderung wurden an das Versuchsfutter gestellt, ein Gehalt von 30% Fett und 15 % Protein in der Trok- kensubstanz. Um diese Vorgaben zu erreichen, wurden Sojaöl (Firma Roth) und Sojamin 90 (Firma Lukas Meyer) bzw. im Versuch mit der stärkereichen Diät Mais- stärke (Firma Cerestar Deutschland GmbH) eingesetzt. Die Bedarfsdeckung der Tie- re mit Mengen- und Spurenelementen sowie Vitaminen wurde überprüft. Das Futter für die einzelnen Diäten stammte aus unterschiedlichen Chargen (siehe Tabelle un- ten). Die unterschiedlichen Nährstoffgehalte wurden in den Berechnungen berück- sichtigt. Der Trockensubstanzgehalt in der uS betrug 920 bis 945 g / kg Futter. Dem

Futter wurde Chromoxid (2,5 g/kg uS) als Marker für die Bestimmung der Verdau- lichkeit zugesetzt.

Tab. 4: Rohnährstoffgehalte der unterschiedlichen Diäten, die in den Versuchen zum Einsatz kamen (Analysenergebnisse in g/ kg Trockensubstanz) (siehe S.30) Versuch Kont PL-f PL-AB PL- L1 und L2

Rohasche 69,6 122,2 64,5 55,0

Rohprotein 158,9 144,4 158,1 150,1

Rohfett 312,4 301,1 325,6 322,0

Rohfaser 33,4 33,5 37,0 37,5

Zucker 39,0 35,3 40,1 39,9

Stärke 238,6 240,9 261,6 256,1

NfE 425,7 398,8 414,8 435,4

Versuch PL- str PL-prot

Rohasche 49,2 55,1

Rohprotein 90,6 317,2 Rohfett 303,5 329,2

Rohfaser 21,8 23,2

Zucker 23,1 12,6 Stärke 404,5 182,9

NfE 534,9 275,3

Tab. 5: Gehalte an Mengenelementen und Vitaminen in der Grundmischung / kg uS (nach Herstellerangaben)

Calcium 6,94 g Vitamin A 15000 I.U.

Phosphor 5,10 g Vitamin D3 600 I.U.

Natrium 1,40 g Vitamin E 75,7 mg Magnesium 2,47 g Vitamin K 12 mg Biotin 645 µg Vitamin B2 12 mg Pantothensäure 21 mg Vitamin B6 9,0 mg Cholin 1440 mg Vitamin B12 24 µg Folsäure 36 mg Vitamin B1 18 mg Nikotinsäure 36 mg

Außerhalb der eigentlichen Versuchsphasen erhielten die Tiere zwei Mahlzeiten, um 7:30 Uhr und um 14:00 Uhr, von jeweils 250 g Grundmischung mit 750 ml Wasser versetzt.

Jeder Versuchsperiode war eine 10tägige Anfütterungsperiode vorgeschaltet. Ab dem dritten Tag vor der Kotsammlung wurden die Tiere exakt im 12 Stunden Rhyth- mus gefüttert, was bis zum Ende der Versuchsphase beibehalten wurde.

Die Tiere 1 und 15 trugen über den gesamten Zeitraum Maulkörbe, die nur zu den Mahlzeiten abgenommen wurden, um Koprophagie zu verhindern.

In den Versuchen Lipase 1 (PL-L1) und Lipase 2 (PL-L2) wurde den pankreasgangli- gierten Tieren eine mikrobielle hergestellte Lipase verabreicht.

Tab. 6: Enzymaktivität (in vitro ermittelt) der mikrobiellen Lipase I.U. (FIP), pro Mahlzeit und Tier

Versuch Lipase 1 111984 Versuch Lipase 2 335952

Zur Keimreduktion wurde den pankreasgangligierten Tieren im Versuch mit Antibioti- kazulage (PL-AB) ein Gemisch aus unterschiedlichen Antibiotika und einem Antimy- kotikum intracaecal verabreicht.

Tab. 7: Im Versuch mit Antibiotikazulage verwendete Antibiotika (Mengen pro Mahlzeit und Tier)

100 mg Baytril Enrofloxacin 240 mg Transgram Gentamicin

800 mg Ampicillin – W Ampicillintrihydrat 190 mg Clindastad Clindamycin

200 mg Ampho - Moronal Amphotericin B

3.1.6 Versuchsplan

Alle hier beschriebenen Versuche wurden nach demselben Schema durchgeführt.

Die Versuche können in drei Phasen unterteilt werden:

- Anfütterungsphase:

10 Tage vor der ersten Kotsammlung; ab dem 8. Tag der Anfütterung erfolgte die Fütterung im 12 Stunden Rhythmus bis zum Ende des Versuchsdurchganges.

- Kotsammlung:

Kollektion über 5 Tage (der Kot wurde regelmäßig und möglichst vollständig, d. h.

verlustfrei aus den Boxen entfernt), die vom 1. bis 5. Tag insgesamt gesammelten Faeces wurden aliquotiert. Zur Kontrolle der Kollektion wurde zusätzlich noch die Markermethode zur Berechnung der Gesamtverdaulichkeit angewandt.

- Chymussammlung:

Die Kollektion begann sofort nach der Mahlzeit, der gesamte spontan aus der Fiste- löffnung aufgefangene Chymus wurde an 3 aufeinander folgenden Tagen jeweils über 12 Stunden, d. h. von 8.00 bis 20.00 Uhr gesammelt. Die Berechnung der prae- caecalen Verdaulichkeit erfolgte über die Markermethode.

Tab. 8: Übersicht über die Diäten und Behandlungen Versuch Pankreas-

gangligatur

n Diät (TS) Zusatz

Kont ohne 3 fettreich 31% Rfe, 16% Rp ohne

PL-f mit 4 fettreich 30% Rfe, 14% Rp ohne

PL-AB mit 4 fettreich 32% Rfe, 16% Rp Antibiotika

PL-L1 mit 4 fettreich 32% Rfe, 15% Rp Lipase

PL-L2 mit 4 fettreich 32% Rfe, 15% Rp Lipase

PL-str mit 4 stärkereich 30% Rfe, 40% Stärke, 9% Rp ohne PL-prot mit 4 proteinreich 33% Rfe, 18% Stärke, 32% Rp ohne 3.1.6 Probensammlung und –entnahme

Die Kollektion der Faeces erfolgte an 5 aufeinanderfolgenden Tagen über 24 Stun- den. Die abgesetzten Faeces wurden so schnell wie möglich nach dem Kotabsatz aus den Boxen entfernt. Die in 24 Stunden gesammelten Faeces eines jeden Tieres wurden vereinigt und bei –20 °C aufbewahrt.

Für die Weiterverarbeitung und Analyse wurde jeweils ein Aliquot aus der 5tägigen Kotsammlung gebildet. Der Chymus wurde an drei aufeinanderfolgenden Tagen je- weils über 12 Stunden gesammelt. Die Chymussammlung begann sofort nach der morgendlichen Fütterung und endete vor der abendlichen Fütterung. Für die Samm- lung wurden die Acrylglasbögen entfernt, das Caecum mit einer Schraubkappe ver- schlossen und ein Sammelbehältnis an der Ileumfistel befestigt. Die anfallenden Chymusmengen wurden umgehend in ein eisgekühltes Becherglas überführt. Am Ende der zeitlich fraktionierten Sammelphase (12 h aufgeteilt in 6 Phasen zu je 2 h) wurde der Chymus gut homogenisiert und aufgearbeitet.

Nach Beendigung eines jeden Sammeltages wurden die in Vorversuchen ermittelten Verluste an Natrium, Kalium und Chlorid in wassergelöster Form substituiert. Außer- dem erhielten die Tiere 300 ml Wasser in die Fistel, um Wasserverluste auszuglei- chen und ein Eintrocknen des Caecuminhaltes zu verhindern.

Tab. 9: Untersuchte Parameter in den gewonnenen Proben

Faecesproben: Ileumchymusproben:

Trockensubstanzgehalt Trockensubstanzgehalt

Rohnährstoffe pH-Wert (alle 2 Stunden)

Lipopolysaccharidgehalt Viskosität Gehalt an flüchtigen Fettsäuren Rohnährstoffe

Keimgehalt (Mikrobiologie) Zucker

– E. coli Stärke

– Cl. perfringens L-Laktat

– gramneg. Anaerobier Lipopolysaccharidgehalt 3.1.7 Probenvorbereitung

Die in jeweils 2 Stunden anfallende Chymusfraktion wurde dem Eiswasserbad ent- nommen und homogenisiert. Nach dem Durchmischen wurde die Messung des pH- Wertes direkt in der Probe durchgeführt. Probenentnahmen für mikrobiologische Pa- rameter (Lipopolysaccharidgehalt und L-Laktatgehalt) erfolgten direkt aus diesem Material. Der restliche Chymus wurde eingefroren, später gefriergetrocknet und ge- mahlen. Das Probenmaterial wurde aliquotiert. Die Bestimmung des Rohnährstoffge- haltes sowie des Zucker- und Stärkegehaltes wurde im Lyophilisat vorgenommen.

Mit den Faecesproben wurde ebenso verfahren.

Die Bestimmung des LPS-Gehaltes erfolgte in gefriergetrocknetem Chymus. Diesem Material wurde ein Teil entnommen und mit pH 7 Pufferlösung 1:10 verdünnt und eine Stunde bei 80 °C im Wärmeschrank aufgeschlossen. Die wässrige Phase des Überstandes konnte zur Analyse verwendet werden.

Zur L-Laktatbestimmung erfolgte die Fällung von 0,4 ml Chymus mit 4 ml 0,6 N Perchlorsäure. Nach Zentrifugation wurde der Überstand bei –20 °C eingefroren.

Zur Viskositätsmessung wurde Chymus zentrifugiert und der partikelfreie Überstand zur Viskositätsmessung verwendet.

Drei Tage vor der Chymussammlung wurde der Keimgehalt der Faeces in frisch und unter sterilen Bedingungen entnommenen Proben im Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen der Tierärztlichen Hochschule Hannover bestimmt. Die Aufarbeitung der

Zur Messung der flüchtigen Fettsäuren wurde Kot 1:3 mit Wasser verdünnt und sus- pendiert. Nach Zentrifugation dieser Suspension konnte ein klarer Überstand gewon- nen werden. Dem Überstand wurde ein 10%iger interner Standard (100 ml Ameisen- säure (w: 89-91%) und 1 ml 4- Methylvaleriansäure), jeweils 1/10 der Probenmenge, hinzugefügt. Die Aufbewahrung der Proben erfolgte bis zur Analyse bei –20 °C.

3.1.8 Untersuchungsmethoden pH-Wert Bestimmung:

Die Messung des pH-Wertes im Ileumchymus erfolgte elektronisch mit einem digita- len pH-Meter (Gerät Firma Knick).

Rohnährstoffe:

Die Rohnährstoffe wurden nach den Vorschriften der Weender Futtermittelanalyse in der Fassung von NAUMANN und BASSLER (1993) bestimmt.

Trockensubstanzgehalt (TS-Gehalt) der Kot- und Chymusproben:

Die Proben wurden als ursprüngliche Substanz gewogen, in einer Vakuumgefrier- trocknungsanlage dehydriert und anschließend noch einmal gewogen. In dem nicht absolut trockenen gefriergetrockneten Material wurde der TS-Gehalt anhand einer 12stündigen Nachtrocknung bei 103 °C bestimmt.

Rohasche (Ra):

Der Rohaschegehalt wurde durch sechsstündige Veraschung bei 550 – 600 °C im Muffelofen ermittelt.

Rohprotein (Rp):

Die Erfassung des Rohproteingehaltes erfolgte durch Aufschluß mit konzentrierter Schwefelsäureund Überführen des Stickstoffs in Ammoniumsulfat. Durch Zugabe von 30%iger Natronlauge wurde Ammoniak freigesetzt und in 2 %ige Borsäure über- destilliert. Die Menge an Ammoniak wurde durch Titration mit 0,3 molarer Salzsäure bestimmt (Umrechnungsfaktor: Rohprotein = Stickstoff x 6,25).

Rohfett (Rfe):

Nach Säurehydrolyse (Kochen mit konzentrierter Salzsäure für 30 min) erfolgte die Filtration, Trocknung und sechsstündige Extraktion mit Petroläther im Soxhletappa- rat.

Rohfaser (Rfa):

Nach jeweils 30minütigem Kochen mit 1,25 %iger Schwefelsäure, Spülen mit Wasser und anschließendem 30minütigem Kochen mit 1,25 %iger Natronlauge wurde der Rückstand im Muffelofen verascht. Die Subtraktion des Rohaschegewichts vom Rfa- Trockengewicht ergab den Rfa-Gehalt.

Stärke:

Die Bestimmung von Stärke erfolgte polarimetrisch nach Säurehydrolyse (Ver- bandsmethode nach VDLUFA).

Zucker:

Nach Inversion der Zucker wurde der Gehalt auf gewichtsanalytischem Wege be- stimmt. Hierbei wurde Kupfer aus Kupfersulfat zu Cu- I-Oxid reduziert (Verbands- methode nach VDLUFA).

Chromoxid:

Nach der Methode von PETRY und RAPP (1970)

Chromoxid wurde mit Hilfe eines Oxidationsgemisches, bestehend aus Schwefelsäu- re, Perchlorsäure und Natriummolybdat, in Chromat überführt. Nach der Alkalisierung durch Zugabe von Natronlauge wurde die Extinktion bei 365 nm photometrisch be- stimmt und hieraus der Chromgehalt errechnet.

Lipopolysaccharide (LPS):

Die Bestimmung des LPS-Gehalts erfolgte mittels Limulus-Test^® (Firma LPS Labortechnik Peter Schulz).

Das Probenmaterial wurde in Kavitäten einer Titerplatte pipettiert, die mit Limulus- Amoebozyten-Lysat beschickt waren. Es erfolgte eine Endbestimmung und Berech- nung des LPS-Gehaltes aus Empfindlichkeit und Verdünnungsstufe.

L-Laktat:

(Prinzip der Methode)

L-Laktat wurde durch Nikotinamid-Dinucleotid (NAD) in Gegenwart von L-Laktat-L-Laktat + LDH ^Pyruvat NAD⁺ NADH + H⁺

verschoben. Die gebildete NADH-Menge ist der umgesetzten Milchsäuremenge äquivalent und wurde photometrisch bei 340 nm bestimmt.

Flüchtige Fettsäuren:

Der Gehalt an flüchtigen Fettsäuren wurde mittels Gaschromatograph (Firma Pye, Unicam) bestimmt. Zur Trennung diente eine 2 m lange Glassäule (Füllung: 10% SP- 1000, 1 % Salpetersäure on 100/120 Chromosorb WAW) mit Stickstoff (20 lb/inch²) als Trägergas. Die Detektion der flüchtigen Fettsäuren erfolgte mit Hilfe eines Flam- menionisationsdetektors, der mit Wasserstoff und synthetischer Luft als Brenngase betrieben wurde. Während einer Laufzeit von 25 min betrug die Säulentemperatur 155 °C, die Injektortemperatur 175 °C und die Detektortemperatur 180 °C.

Der zugesetzte interne Standard bestand aus 100 ml Ameisensäure (w: 89 - 91%) und 1 ml 4- Methylvaleriansäure.

Der ermittelte Gehalt an flüchtigen Fettsäuren in der Probe wurde mit Hilfe des inter- nen Standards korrigiert.

Bestimmung des Musters der flüchtigen Fettsäuren

10 g der Faecesprobe wurden im Soxhletapparat mit Petroläther extrahiert und an- schließend bei 40 °C der Petroläther abdestilliert; von dem verbliebenden Rohfett wurden 70 mg in einer Spitzkolben eingewogen und nach Zugabe einiger Siedestei- ne mit 2 ml einer 5m methanolischen Natronlauge versetzt. Der Kolben wurde mit einem Intensivkühler verbunden und bis zur vollständigen Lösung des Fettes in ein Wasserbad (90 °C) gehängt. Nach Zugabe von Bortrifuoridlösung (14 % Bortrifuorid in Methanol) wurde das Gemisch für 2 min zum Sieden gebracht. Nach Zugabe von 2 ml n-Heptan wurde das Gemisch für eine weitere Minute erhitzt. Nach dem Ab- kühlen erfolgte eine Zulage von gesättigter NaCl-Lösung, bis sich die Phasengrenz- fläche im Hals des Rundkolbens befand. Die Heptanphase wurde anschließend in ein

Reagenzglas mit Schliff überführt und zur Trocknung mit wasserfreiem Natriumsulfat versetzt. Unmittelbar vor der Messung wurde diese Lösung im Verhältnis 1 : 10 mit n- Heptan verdünnt und anschließend das Fettsäurenmuster bestimmt. Hierfür diente ein Gaschromatograph der Firma Unicam Serie 610 (England), ausgestattet mit einer Kapillarsäule Supelco SPB-PUFA 30 m x 0,25 mm, 0,2 µm.

Chymotrypsinbestimmung im Chymus:

Methode: Boehringer Chymotrypsin Test Kit^™

Durch das Chymotrypsin erfolgte eine Farbreaktion, bei der Succ-Ala-Ala-Pro-Phe- pNA als Substrat durch das Chymotrypsin in Succ-Ala-Ala-Pro-Phe und p-Nitroanilin umgesetzt wurde. Diese Veränderung konnte bei 405 nm photometrisch gemessen werden. Nach Verdünnung der Probe erfolgte die Zugabe des gelöste Substrats. Bei einer Wellenlänge von 405 nm konnte die Extinktion bestimmt werden.

Viskosität:

Die Viskosität der Proben wurde mit dem Kegelviskosimeter, Modell DV-II+ mit einem Meßkegel der Größe CP-40 (Firma Brookfield) bestimmt.

Abb. 2: Skizze zum Prinzip eines Kegelviskosimeters

(A= Meßraum; B= Meßkegel; C= zu messende Flüssigkeit)

Gemessen wurde das Drehmoment, das notwendig war, um über eine eingebaute Feder einen Kegel rotieren zu lassen. Dafür wurden 0,5 ml des Chymuszentrifugates zur Messung verwendet. Anhand des ermittelten Drehmomentes ließ sich über fol- gende Gleichung die Viskosität berechnen:

T = Torsionsmoment (Nm) r = Konusradius (cm)

ω = Konusgeschwindigkeit (rad/s)

θ = Konuswinkel (Grad) π = Pi Zur Standardisierung der Messung dient die Scherrate SR:

Die Scherrate berücksichtigte sowohl die Umdrehungszahl des Kegels als auch den B

θ

C A

Viskosität =

T 100 2

3 π r³

x ω

sin(θ)

SR = ω sin(θ)

allen durchgeführten Messungen betrug die Scherrate SR = 375 rad/s, so dass das nicht-Newton’sche Verhalten des Chymus keinen Einfluß auf die Meßergebnisse hatte.

3.1.9 Verdaulichkeitsberechnung

Gesamtverdaulichkeit: hier Verdaulichkeit über den gesamten Verdauungstrakt Gesamtverdaulichkeit (Kollektionsmethode)

1) bzw. im Chymus

Organische Substanz (oS):

Bestimmung rechnerisch durch oS = TS - Ra

Stickstoff-freie Extraktstoffe (NfE):

Bestimmung rechnerisch durch NfE = TS - (Ra + Rp + Rfe + Rfa)

3.1.10 Rechnerische Ermittlung der praecaecalen Rohfettverdaulichkeit

Nachfolgend ist dargestellt, wie aus den Analysenergebnissen des am Ileum anflu- tenden Chymus eine praecaecale Verdaulichkeit für Rohfett errechnet wurde, obwohl die Rohfettbestimmung in den Chymusproben der pankreasgangligierten Tiere keine Verdaulichkeit (Markermethode)

sV (%) = 100 - (% Indikator im Futter

% Indikator im Kot ¹⁾ ⋅% Nährstoff im Kot ¹⁾

% Nährstoff im Futter ⋅100) sV (%) =

Nährstoff im Futter (g) - Nährstoff in Faeces (g)

Nährstoff im Futter (g) ⋅ 100

verwertbaren Ergebnisse brachte. Die im trockenem Zustand (TS-Gehalt über 90 %) gelagerten Chymusproben erbrachten auffälligerweise schlechte Übereinstimmungen der Doppelwerte. Bei Klärung dieses methodischen Problemes wurde deutlich, dass es während der Lagerung zu oxidativen Prozessen gekommen war, in deren Folge die Extrahierbarkeit des Rohfettes stark beeinträchtigt war. Da für Nachuntersuchun- gen aber kein frischer Chymus mehr zur Verfügung stand, mußte die rechnerische Ableitung dieser Nährstofffraktion erfolgen, die hier nachfolgend beschrieben ist. Bei dieser Berechnung muß allerdings berücksichtigt werden, dass sich, ähnlich wie bei der NfE-Berechnung, Ungenauigkeiten bei den Analysen der übrigen Rohnährstoffe auf die Ableitung auswirken können.

Vorgehen zur Berechnung der Rohfettgehalte im Ileumchymus:

• Kontrolltiere

Um die praecaecale Verdaulichkeit von Rohfett ableiten zu können, wurde zunächst für die Gruppe der Kontrolltiere, bei denen alle Werte zweifelsfrei analytisch ermit- telt werden konnten (siehe Tabellenanhang S.172) die praecaecale Verdaulichkeit der N-freien Extraktstoffe, von denen Stärke und Zucker subtrahiert wurden (im wei- teren als [NfE–(Str+Z)] bezeichnet), ermittelt:

1. Schritt

Aufnahme von Rohfett und [NfE–(Str+Z)] mit dem Futter, je Tier u. Tag

Kontrolltiere (Kont)

[NfE–(Str+Z)] im Futter (g) 69,8

Rfe im Futter (g) 147,1

2. Schritt

Ermittlung des ileal anflutenden Restes [Rfe+(NfE–(Str+Z))], wobei die zur Kalkulati- on verwendeten Nährstoffmengen mittels Weenderanalyse zweifelsfrei ermittelt wer- den konnten.

Nährstoffe¹⁾ (analysiert)

Ilealer Zufluß (g /Tier /Tag) Mittelwert der Kontrolltiere (n=3)

oS 92,0

- Rp 14,4

- Rfa 14,0

- Stärke 3,1

- Zucker 0,0

∆ = Rest, ileal [Rfe + (NfE – (Str + Z))] 60,5

1) siehe Tabellenanhang S. 172, 2. Spalte, Mittelwert der 3 Tiere 3. Schritt

Ableitung der ileal angefluteten Menge an [NfE–(Str+Z)] bei Kontrolltieren Angaben in g/Tier/Tag Kontrolltiere

Rest¹⁾, ileal [Rfe+(NfE–(Str+Z))] 60,5

- Rfe, ileal (analytisch ermittelt) - 7,8

∆ = [NfE–(Str+Z)], ileal ∆ 52,7

1) siehe 2. Schritt, oben 4. Schritt

Ableitung der praecaecalen Verdaulichkeit (%) von [NfE–(Str+Z)] bei Kontrolltieren Kontrolltiere

[NfE–(Str+Z)], im Futter¹⁾ (g/Tier/Tag) 69,8 [NfE–(Str+Z)], ileal anflutend²⁾ (g/Tier/Tag) 52,7

∆ [NfE–(Str+Z)], praecaecal verdaut (g) 17,1 [NfE–(Str+Z)], VQ, praecaecal (%) 24,4³⁾

1) siehe 1. Schritt

2) siehe 3. Schritt ∆ = [NfE–(Str+Z)], ileal

3) dieser Wert wird nachfolgend für pankreasgangligierte Tiere mit Enzymzulage

Pankreasgangligierte Schweine

Durch die Kalkulation der Fraktion [NfE–(Str+Z)] kann die ileal anflutende Rohfett- menge abgeleitet werden.

Dabei gelten für die Ableitung der praecaecalen Rohfettverdaulichkeit über die Be- rechnung von [NfE–(Str+Z)] folgende zwei Prämissen:

Pankreasgangligierte Tiere ohne Enzymzulage (PL-f, PL-AB, PL-str und PL-prot) zeigen eine Verdaulichkeit für [NfE–(Str+Z)] von 0 %, was den ungünstigsten Fall für diese Fraktion überhaupt darstellen kann. Diese „Nicht-Verdaulichkeit“ wird in der Nachfolgearbeit (Heldt 2001, Diss. in Vorbereitung, siehe S. 92, Tab. 25) auch be- stätigt.

Pankreasgangligierte Tiere mit Enzymzulage (PL-L1 und L2) zeigen (wie die Kon- trolltiere) eine Verdaulichkeit für [NfE–(Str+Z)] von 24,4 % (siehe vorherige Ausfüh- rungen, S. 37 ff und Heldt (2001), siehe S. 92, Tab. 25 )

Für pankreasgangligierte Tiere mit Zulage von Antibiotika wird, der Prämisse 1 fol- gend (keine Enzymzulage), eine Verdaulichkeit der [NfE–(Str+Z)] von 0 % unterstellt.

Ausgehend von diesen Prämissen wurde die praecaecale Rohfettverdaulichkeit für pankreasgangligierte Schweine, bei denen keine Rohfettbestimmung möglich war, kalkuliert:

Bei Kenntnis der mit dem Futter aufgenommenen Nährstoffmengen und der analy- sierten Nährstoffmengen im anflutenden Ileumchymus kann – wie vorher für Kontroll- tiere beschrieben – auch die angeflutete Rohfettmenge kalkuliert werden.

Kalkulation der praecaecalen Verdaulichkeit bei pankreasgangligierten Schweinen, die ohne bzw. mit einer Enzymzulage versorgt wurden

1. Schritt

Aufnahme von Rohfett und [NfE–(Str+Z)] mit dem Futter, je Tier u. Tag ohne Enzyme mit Enzymen Aufnahme mit dem Futter, je Tier u. Tag PL-f PL-AB PL-L1 PL-L2 [NfE–(Str+Z)] im Futter (g)¹⁾ 58,1 53,4 66,1 66,1

Rfe im Futter (g)²⁾ 142,5 153,7 152,7 152,7

1) siehe Tabellenanhang, S. 172 bis 176; ²⁾ siehe Tabellenanhang, S. 172 bis 176 2. Schritt

Ermittlung des ileal anflutenden Restes [Rfe+(NfE–(Str+Z))], wobei die zur Kalkulati- on verwendeten Nährstoffmengen mittels Weenderanalyse zweifelsfrei ermittelt wer- den konnten.

Nährstoffe¹⁾ (analysiert)

Ileal angeflutete Nährstoffmengen g / Tier / Tag (jeweils n=4)

PL-f PL-AB PL-L1 PL-L2

oS 230 268 219 182

- Rp 50,5 45,3 53,2 49,5

- Rfa 15,8 16,5 14,0 12,9

- Stärke 8,54 6,09 24,9 21,2

- Zucker 1,18 2,12 1,9 2,05

∆ = Rest, ileal [Rfe + (NfE – (Str + Z))] 154 198 125 96,4

1) siehe Tabellenanhang S. 172 bis 176 3. Schritt

Ableitung der ileal angefluteten Rohfettmenge

Angaben g / Tier / Tag

PL-f PL-AB PL-L1 PL-L2 Rest¹⁾, ileal [Rfe + (NfE – (Str + Z))] 154 198 125 96,4 - [NfE–(Str+Z)] im Futter; VQ=0 %²⁾ - 58,1 - 53,4 --- --- - NfE–(Str+Z)] im Futter; VQ=24,4 %³⁾ --- --- - 50,0 - 50,0

∆ Rfe-Menge, ileal anflutend ∆ 95,9 ∆ 144,6 ∆ 75,0 ∆ 46,4

1) siehe 2. Schritt; ^{2) 3)} siehe S. 39

4. Schritt

Ableitung der praecaecalen Rohfettverdaulichkeit (%)

PL-f PL-AB PL-L1 PL-L2 Rfe-Aufnahme mit dem Futter¹⁾ (g) 142,5 153,7 152,7 152,7 am Ileum angeflutete Rfe-Menge (g) 95,9 144,6 75 46,4

∆ Rfe (g) 46,6 9,1 77,7 106,3

Rfe, VQ, praecaecal (%) 32,5 6,18 50,9 70,0

siehe 1. Schritt

Kalkulation der praecaecalen Verdaulichkeit bei pankreasgangligierten Schweinen, die unterschiedliche Diäten erhielten (Mittelwerte von 4 Tieren):

1. Schritt

Aufnahme von Rohfett und [NfE–(Str+Z)] mit dem Futter, je Tier u. Tag ohne Enzyme

Aufnahme mit dem Futter PL-f PL-str PL-prot

NfE – (Str + Z) im Futter (g)¹⁾ 58,1 50,1 38,1

Rohfett im Futter (g)²⁾ 142,5 143,6 156,9

1) siehe Tabellenanhang, S. 177 u. 178;

2) siehe Tabellenanhang, S. 177 u. 178

2. Schritt

Ermittlung des ileal anflutenden Restes [Rfe+(NfE–(Str+Z))], wobei die zur Kalkulati- on verwendeten Nährstoffmengen mittels Weenderanalyse zweifelsfrei ermittelt wer- den konnten.

Nährstoffe¹⁾ (analysiert)

Ileal angeflutete Nährstoffmengen g /Tier /Tag (jeweils n=4)

PL-f PL-str PL-prot

oS 230 263 281

- Rp 50,5 31,3 94,7

- Rfa 15,8 9,0 10,2

- Stärke 8,54 0,9 20,9

- Zucker 1,18 74,6 1,32

∆ = Rest, ileal [Rfe + (NfE – (Str + Z))] 154 147,2 153,7

1) siehe Tabellenanhang S. 177 u. 178 3. Schritt

Ableitung der ileal angefluteten Rohfettmenge

Angaben g /Tier/Tag PL-f PL-str PL-prot Rest¹⁾, ileal [Rfe + (NfE – (Str + Z))] 154 147,2 153,7 - [NfE–(Str+Z)] im Futter; VQ=0 %²⁾ - 58,1 - 50,1 - 38,1 - NfE–(Str+Z)] im Futter; VQ=24,4 %³⁾ --- --- ---

∆ Rfe-Menge, ileal anflutend ∆ 95,9 ∆ 97,6 ∆ 115,7

1) siehe 2. Schritt; ^{2) 3)} siehe S. 39 4. Schritt

Ableitung der praecaecalen Rohfettverdaulichkeit (%)

PL-f PL-str PL-prot

Rfe-Aufnahme mit dem Futter¹⁾ (g) 142,5 143,6 156,9 am Ileum angeflutete Rfe-Menge²⁾ (g) 95,9 97,06 115,7

∆ Rfe (g) 46,6 46,54 41,2

Rfe, VQ, praecaecal (%) 32,5 32,1 26,3

1) siehe 1. Schritt; ²⁾ siehe 3. Schritt

3.1.11 Statistische Methoden

Folgende statistische Methoden wurden angewandt:

1. Berechnung des arithmetischen Mittels

2. Berechnung der Standardabweichung als Maß für die Streuung

3. Die Überprüfung des Behandlungseffektes erfolgten mit Hilfe der ein-faktoriellen Varianzanalyse für Versuche mit Meßwiederholungen

4. Für den Mittelwertsvergleich aus verbundenen Stichproben wurde der t -Test angewandt (pankreasgangligierte Tiere mit unterschiedlicher Behandlungen) 5. Für den Vergleich von Mittelwerten und Varianz für unabhängige Stichproben

wurde der t-Test und der F-Test für nicht verbundene Proben verwandt (Vergleich von Kontrolltieren mit pankreasgangligiertenTieren)

Die statistischen Vergleiche wurden mit Hilfe des SAS-Programmes im Institut für Biometrie durchgeführt. Die Berechnungen von Punkt 1 und 2 wurden mit Hilfe des Tabellenkalkulationsprogrammes Excel 97 vorgenommen.

Mittelwertsdifferenzen mit einer zugehörigen Irrtumswahrscheinlichkeit von p<0,05 sind in den Abbildungen und Tabellen mit unterschiedlichen Buchstaben gekenn- zeichnet.

Zusätzlich sind in verschiedenen Diagrammen Mittelwerte über den entsprechenden Säulen eingefügt.