Untersuchungen zum Einfluss einer unterschiedlichen Phosphorversorgung auf die Entwicklung und Mineralisation verschiedener Knochen wachsender Schweine

Vor dem Hintergrund zunehmend restriktiver Regelungen zur Düngung mit Phosphor (P) und auch in Anbetracht der Preisentwicklung für bestimmte P-Quellen im Mischfutter (MF) hat eine möglichst exakt am Bedarf ausgerichtete P-Versorgung von Schweinen große Bedeutung für die Mischfutterkonzeption. Mit der Zielsetzung, unter standardisierten Bedingungen anhand von Blut- und Knochenuntersuchungen sensitive Parameter zur Bewertung der P-Versorgung wachsender Schweinen zu finden und für die Diagnostik wichtige Vergleichs- bzw. Orientierungswerte zu generieren, wurden drei unterschiedliche Konzepte zur P-Versorgung von Schweinen in der Ferkelaufzucht (Durchgang 1, etwa 15 bis 35 kg Körpermasse) und in der Mast (Durchgang 2, 30 bis max. 95 kg Körpermasse) geprüft. Die Kontrollgruppe (K) erhielt ein MF, dem sowohl eine anorganische P-Quelle (Mononatriumphosphat) als auch eine Phytase (500 FTU/kg) zugesetzt waren. Der Gesamt-P-Gehalt in den MF für die Kontrollgruppe variierte im Bereich von 4,57 bis 5,65 g/ kg TS in verschiedenen Phasen der Aufzucht bzw. Mast. Den Versuchsgruppen 1 und 2 wurde jeweils ein botanisch und – mit Ausnahme des P-Gehalts – auch chemisch vergleichbares MF angeboten, allerdings ohne jede anorganische P-Verbindung. Die MF-Varianten für die beiden Versuchsgruppen wiesen Gesamt-P-Gehalte zwischen 3,11 und 4,47 g/ kg TS in den verschiedenen Fütterungsphasen auf. Dem MF für die Versuchsgruppe 1 (V1) war – wie dem der Kontrollgruppe – eine Phytase (500 FTU/kg) zugesetzt, wohingegen die Versuchsgruppe 2 (V2) weder anorganischen P (Pi) noch einen Phytase-Zusatz über das MF erhielt („worst case“-Szenario, d. h. Phytase bei der MF-Herstellung inaktiviert). Zu Beginn beider Durchgänge wurden jeweils vier Tiere seziert, um die Eigenschaften diverser Knochen vor der Phase einer unterschiedlichen P-Versorgung näher zu charakterisieren. Für die Untersuchungen während der Ferkelaufzucht erhielten insgesamt zwölf Tiere knapp fünf Wochen lang die drei unterschiedlichen MF-Varianten. Von diesen Tieren wurden in der Sektion verschiedene Knochen der Vorder- und Hintergliedmaße entnommen, an denen im Anschluss wesentliche Maße (u. a. Länge, Kompakta-Dicke) bestimmt wurden. Des Weiteren wurde die Dichte und die chemische Zusammensetzung der Knochen in toto bzw. zum Teil von einzelnen Epiphysen analysiert. Der Einfluss der unterschiedlichen P-Versorgung in der Mast wurde an insgesamt 36 Tieren geprüft. Mit Erreichen einer mittleren Körpermasse (KM) von etwa 45, 65 und 95 kg erfolgte im Rahmen einer Sektion von jeweils zwölf Tieren die Entnahme von Knochen der Hintergliedmaße zwecks der o. g. Analysen. Die wesentlichen Ergebnisse der Versuche werden nachfolgend zusammengefasst: Leistungsdaten In beiden Durchgängen blieben die KM-Zunahmen der Tiere beider Versuchsgruppen deutlich hinter jenen der Kontrolle zurück. In der Ferkelaufzucht führte dies nach knapp fünf Wochen zu 11,5 (V1) bzw. 18,0 % (V2) geringeren Körpermassen; in der Mast waren die mittleren Körpermassen am Versuchsende um etwa 12,5 (V1) bzw. 19,7 % (V2) reduziert, wenn dem MF keine anorganische P-Quelle zugesetzt war. Über die gesamte Versuchsdauer unterschied sich der Futteraufwand in den drei Gruppen in keinem der Durchgänge signifikant. Ca- und P-Konzentration sowie die Aktivität der alkalischen Phosphatase im Serum In der Ferkelaufzucht (Durchgang 1, DG 1) war am d34 eine Differenzierung der drei Gruppen anhand der P-Konzentration im Serum möglich (K: 2,06 ± 0,169; V1: 1,65 ± 0,082; V2: 1,21 ± 0,059 mmol P/l). Im zweiten Durchgang (DG 2, Mast) gelang dies nach knapp sieben Wochen (K: 2,38 ± 0,423; V1: 1,65 ± 0,111; V2: 1,32 ± 0,325 mmol P/l), weitere fünf Wochen später aber nicht mehr. Die Reduktion der P-Konzentration im Serum ging zumeist mit höheren Ca-Konzentrationen sowie einer höheren Aktivität der AP im Serum einher. Knochenentwicklung und –mineralisation Insgesamt wurde die Knochenlänge nur wenig durch die unterschiedliche P-Versorgung beeinflusst. Die Tiere beider Versuchsgruppen wiesen jedoch eine deutlich reduzierte Kompakta-Dicke an verschiedenen Knochen auf (DG 1: bis zu 33 bzw. 43 % in V1 und V2; DG 2: bis zu 42 bzw. 49 % in V1 und V2). Die absoluten Massen der einzelnen Knochen waren bei jenen Ferkeln, die ein MF ohne Pi‑Zusatz erhielten, um etwa 10 bis 14 % (V1) bzw. um etwa 16 bis 18 % (V2) geringer als bei den Kontrolltieren; bei den älteren Mastschweinen (DG 2) waren die Massen (absolut) von Knochen der Hintergliedmaße nach knapp zwölf Wochen um bis zu 22 (V1, dritter Metatarsalknochen) bzw. 27 % (V2, Femur) reduziert. Verglichen mit den jeweils zu Versuchsbeginn untersuchten Tieren, wiesen die Tiere der Versuchsgruppe 2 in beiden Durchgängen stets eine geringere Knochendichte (archimedisches Prinzip) auf. In der Mast (DG 2) führte das Pi-freie MF ohne Phytase-Zusatz im Vergleich zum Kontrollfutter zu etwa 10 % geringeren Knochendichten. Mittels quantitativer Computertomografie waren im DG 1 an der Tibia nur in der Diaphyse signifikante Unterschiede nachweisbar (Gesamtdichte: 683 vs. 458 mg/mm³ in K und V2). In der Mast hingegen änderte sich die Bone Mineral Density stärker in den Epiphysen (bis zu 52 % geringer in V2 im Vgl. zur Kontrolle). Die chemische Zusammensetzung spiegelte die unterschiedliche P-Versorgung von den verschiedenen Parametern am Knochen am deutlichsten wider; die Veränderungen waren dabei anhand der Ra-, Ca- und P-Gehalte in Bezug auf die fettfreie TS bzw. je cm³ am ausgeprägtesten. Die ohne Pi versorgten Absetzferkel wiesen um bis zu 39 % geringere Ra-Gehalte je cm³ auf; in Bezug auf die ffrTS waren die Ra-Gehalte um bis zu 24 % reduziert. Im DG 2 waren die Ra-Gehalte je cm³ in den Knochen der Kontrolltiere nach 82 Tagen zum Teil nahezu doppelt so hoch wie in den Knochen der Tiere aus Versuchsgruppe 2. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass bei einem Verzicht auf jeglichen Zusatz von mineralischem Phosphor im Mischfutter für die Ferkelaufzucht bzw. im MF für die eigentliche Mast, von erheblichen Risiken für die Skelettgesundheit auszugehen ist – und zwar auch unter der Voraussetzung, dass dem Mischfutter eine Phytase in üblicher Dosierung (500 FTU/kg MF) zugesetzt ist, ganz abgesehen von dem „worst case“-Szenario (Aktivitätsverluste der zugesetzten Phytase). Unter standardisierten Bedingungen spiegelte die P-Konzentration im Serum die unterschiedliche P-Versorgung weitestgehend wider, insbesondere bei den jüngeren Tieren. An den Knochen beeinflusste die unterschiedliche P-Versorgung den Aschegehalt deutlicher als die Knochendichte (archimedisches Prinzip). Änderungen der Knochenzusammensetzung wiederum waren in Bezug auf die ffrTS sowie je cm³ deutlicher zu erkennen als bezogen auf die uS bzw. TS. Unter den Voraussetzungen dieser Studie erwiesen sich die Ra-Gehalte der distalen Femur-Epiphyse bei sehr jungen Tieren bzw. bei den älteren Tieren auch diejenigen der proximalen Tibia/Fibula-Epiphyse als besonders sensitive Indikatoren der P-Versorgung.