Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Auswirkungen der Vermahlungsintensität (grob, fein) und Konfektionierung (schrotförmig, pelletiert) des Mischfutters auf die Milieubedingungen im Mageninhalt von Schweinen

Köttendorf, Sylvia

Gastric ulcers are a common problem in modern pig production. The reasons for the ulcerative changes, which occur particularly in the pars nonglandularis of the gastric mucosa, are various. Besides several disposing factors like stress or drugs (e.g. NSAIDs), the particle size of the diet has a great impact on the incidence of gastric ulcers. A previous study of this institute (GROSSE LIESNER 2008) showed impressive positive effects on the health of the gastric mucosa in swine when feeding a coarsely ground mash. Aim of the present study was to quantify the effects of diets differing in particle size (fine, coarse) and physical form (mash/pellets) on the milieu of different regions within the stomach content of pigs. The findings of this investigation might help to understand the pathogenesis of gastric ulcers, particularly in connection with the physical form of diets. A total of 45 pigs (32 BHZP pigs, 18 mini pigs) were fed with one of seven diets differing in grinding intensity (fine = F, coarse = C, very fine = VF, very coarse = VC) and the physical form (mash = M, pelleted = P). A commercial mixed feed (STR) as used in practice was employed additionally. Four of the seven diets (FM, CM, VFP, VCP) had a botanically and chemically identical composition (crude protein: 205 g/kg DM; crude fibre: 42.5 g/kg DM). The pigs were housed individually (without litter) and the diets (dry feeding) were fed ad libitum for at least 3 days. On day 3, the animals were sacrificed 6 hours after free access to feed (after an overnight fast). During dissection, the stomach was taken in toto and immediately frozen (-80 °C for 24 hours; procedure as described by KAMPHUES 1988). The frozen stomach was sagittally cut and samples of the gastric content were taken from standardised localisations (a total of 15 samples were taken from every stomach). The samples were assigned to the different regions (pars nonglandularis, pylorus, cardia, fundus) and standard methods were used to measure the following parameters: filling of the gastrointestinal tract, dry matter content (DM), buffer capacity, chloride concentration (also in ingested feed and in the upper gastrointestinal tract) and particle size distribution (only in the groups CM, VFP and STR). Finally, the water intake (only in the groups CM, VFP and STR) was determined. The main results of this study can be summarised as follows: The use of fine and very fine pellets resulted in a lower filling of the gastrointestinal tract than the use of mash diets. DM content, pH values and Cl-concentration in the stomach content were influenced by the different diets, but partly even more markedly by the localisation the sample was taken from. The use of the diets VFP and FP led to the lowest DM contents (94.5 g/kg) in the pars nonglandularis and in the pyloric part. In the cardia area, the processing of the feed had a statistically significant effect on the DM content (mash>pellets), while in the fundic part no differences between the groups were found. The use of the coarsely ground mash caused a separation of the stomach content resulting in gradients of pH and chloride concentration. However, the use of fine and very fine pellets revealed less variation of these parameters but interestingly, the highest chloride concentrations were recognised in pigs fed these last-mentioned diets. The amount of chloride in the complete stomach content (without the Cl originating from the diet) reached the highest value when feeding SFP and FP (which indicates a high Cl-secretion in the upper gastrointestinal tract). The coarsely ground and pelleted diet and both mash diets led to a two- or threefold buffer capacity in the pars nonglandularis and the cardia area, whereas no differences in any part of the stomach of pigs fed the VFP (pars nonglandularis: 61.2 mmol HCl/kg fresh weight; fundic part: 70.4 mmol HCl/kg fresh weight) were revealed. In this study, the stomach content by trend showed a decrease in coarse particles and an increase in fine particles 6 h after feeding. A higher water intake was observed when feeding pellets in comparison to feeding the mash diets (day 3: CM = 1.94 ml/kg feed intake, VFP = 2.74 ml/kg feed intake). After all the decisive question is why the Cl-secretion in the stomach content at the gastric entrance is higher after feeding the fine and very fine pellets. Possible reasons for this observation are modifications of the content and composition of saliva due to the different diets. A further important factor is the failure of a feedback mechanism which is supposed to inhibit the secretion of gastric acid, due to an insufficient lowering of the pH value in the fundic part. However, the amounts of hydrochloric acid seem to be not enough to acidify the whole stomach content. Correlations of the diet structure with these results require further investigations. Also, the question whether the preparation of the diet (dry/liquid) has an effect on the saliva production (amount and composition) as well as on the separation of the stomach content has to be studied in detail. The use of extremely coarsely ground and pelleted diets could be beneficial to the health of the gastric mucosa, but it has to be considered that coarse particles result in a lower stability of the pellets, this causing higher abrasion. The results of this study show that it is necessary to characterise the stomach content in parts because this allows a better understanding for the high prevalence (98 %) of gastric ulcers in the pars nonglandularis of pigs.

Magenulzera sind in der heutigen Schweineproduktion kein seltenes Problem. Die Ursachen für die insbesondere in der Pars nonglandularis der Magenschleimhaut auftretenden ulzerativen Veränderungen sind vielfältig. Verschiedene Untersuchungen weisen auf ein multifaktorielles Geschehen hin (Stress, Medikamente z.B. NSAIDs). Der Partikelgröße des Futters wird aber allgemein eine besondere Bedeutung zugesprochen. In einer vorangegangenen Studie (GROSSE LIESNER 2008) im hiesigen Institut wurde der positive Effekt eines nur grob vermahlenen, als Schrot angebotenen Mischfutters auf die Gesundheit der Magenschleimhaut von Schweinen eindrucksvoll bewiesen. Ziel des Versuchs war daher die Quantifizierung von Effekten des Vermahlungsgrades (fein/grob) und der Konfektionierung (pelletiert/schrotförmig) auf die Milieubedingungen im Inhalt der verschiedenen Regionen im Magen von Schweinen. Letztlich zielten die Untersuchungen auf ein besseres Verständnis der Genese von Magenulzera, insbesondere im Zusammenhang mit der „Struktur“ des Mischfutters. Es wurden 7 Mischfuttervarianten geprüft, die sich im Vermahlungsgrad (fein = F, grob = G, sehr fein = SF, sehr grob = SG) und der Konfektionierung (schrotförmig = S, pelletiert = P) unterschieden. Eines dieser 7 war ein kommerzielles praxisübliches Mischfutter (STR). Vier Mischfuttervarianten FS, GS, SFP und SGP waren bezüglich botanischer und chemischer Zusammensetzung identisch (Rp: 205 g/kg TS; Rfa: 42,5 g/kg TS). Das Futter wurde den Tieren bei einstreuloser Haltung in Einzelbuchten trocken und ad libitum angeboten. Nach einer nächtlichen Futterkarenz  wurden am Morgen des 3. Versuchstages die verschiedenen Mischfuttervarianten für 6 Stunden ad libitum vorgelegt. Danach erfolgte eine Sektion (n = 45, davon BHZP-Schweine = 27, Mini-Lewe = 18). Nach Exenteration wurde der Magen samt Inhalt unverzüglich bei -80 °C für 24 Stunden eingefroren und nachfolgend mit sagittaler Schnittführung geteilt. Von den planen Schnittflächen ausgehend wurden von ca. 15 Lokalisationen mit Hilfe eines Stopfenbohrers Proben bis zu einer Tiefe von ca. 3 cm entnommen (KAMPHUES 1988). Bei den Mischfuttervarianten GS, SFP und STR erfolgte eine nasse Siebanalyse des nach Regionen unterteilten Mageninhaltes. Die entnommenen Proben wurden den verschiedenen Regionen (Pars nonglandularis, Kardia-, Pylorus-, Fundusdrüsenzone) zugeordnet. Nachfolgende Parameter wurden in allen Proben untersucht: TS-Gehalt, pH-Wert, Cl-Konzentration, Pufferkapazität und Partikelgrößenverteilung. Quantifiziert wurden u. a. der Cl-Konzentration im gesamten Magenchymus, die mit dem Futter aufgenommene Cl-Menge sowie die Cl-Sekretion im oberen Gastrointestinaltrakt. Schließlich wurden die Füllung des Magen-Darm-Trakts sowie die Wasseraufnahme (einzelnen Futtervarianten GS, SFP, S) näher erfasst. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: Nach Aufnahme von Pellets aus sehr feinen und feinen Komponenten wiesen die Mägen einen geringeren Füllungsgrad auf als bei der Fütterung von Schrot. TS-Gehalt, pH-Wert und Cl-Konzentration der Mageningesta wurde zum einen durch die verschiedenen Mischfutter, teils aber noch deutlicher durch die Lokalisation innerhalb des Magens beeinflusst. Die niedrigsten TS-Gehalte (9,45 %) wurden in der Pars nonglandularis und der Pylorusdrüsenzone nach Aufnahme der Mischfuttervarianten SFP und FP festgestellt. In der Kardiaregion war ein signifikanter Effekt der Konfektionierung auf den TS-Gehalt der Ingesta zu verzeichnen (Schrot > Pellets), während in der Fundusregion keinerlei Unterschiede zwischen den Gruppen beobachtet wurden. Nach Aufnahme von grobem Schrot kam es zu einer Schichtung des Mageninhalts, in deren Folge sich sowohl pH-Wert- als auch Cl-Konzentrations-Gradienten ausbildeten. Hingegen variierten pH-Werte und Cl-Konzentrationen nach Einsatz von Pellets aus sehr feinen und feinen Komponenten in den verschiedenen Magenregionen im Vergleich zu GS kaum. Interessanterweise wurden die maximalen Cl-Konzentrationen in der Pars nonglandularis nach Aufnahme der letztgenannten Mischfutter ermittelt. Die im gesamten Mageninhalt vorhandene Cl-Menge (abzüglich der aus dem Futter stammenden Cl-Menge) erreichte nach Aufnahme von SFP und FP die höchsten Werte (Indiz für höhere Cl-Sekretion im oberen Gastrointestinaltrakt). Die Aufnahme von schrotförmigen Mischfuttern und Pellets aus groben Komponenten bedingten in der Pars nonglandularis und Kardiaregion eine zwei- bis dreifach höhere Pufferkapazität, während nach Einsatz von SFP in keiner Region Differenzen bezüglich der Pufferkapazität festgestellt wurden (Pars nonglandularis: 61,2 mmol HCl/kg uS; Fundusdrüsenzone: 70,4 mmol HCl/kg uS). In dieser Studie konnte im Mageninhalt 6 h ppr. nach Einsatz der Mischfutter eine tendenzielle Abnahme der gröberen und Zunahme der feineren Partikel beobachtet werden. Nach Aufnahme von pelletiertem Futter im Vergleich zum schrotförmigen wurde eine erhöhte Wasseraufnahme (ml/g Futteraufnahme) feststellt (dritter Tag: GS = 1,94, SFP = 2,74). Die entscheidende Frage aus den hier vorliegenden Ergebnissen ist jene nach der Ursache für die höhere Cl-Menge im Chymus am Mageneingang nach Aufnahme von SFP und FP. Mögliche Ursachen für diese Beobachtung wäre eine Modifikation von Speichelmenge und –zusammensetzung durch das jeweilige Mischfutter. Ein weiterer wichtiger Faktor könnte der durch die mangelhafte pH-Wert-Absenkung in der Ingesta der Fundusregion gestörte feedback-Mechanismus sein. Aufgrund der relativ hohen pH-Werte in der Fundusregion wird eventuell die Sekretion der Magensäure nicht gehemmt, wobei die sezernierten Salzsäurenmengen jedoch nicht ausreichen, um den gesamten Mageninhalt zu durchsäuern. Diesbezügliche Zusammenhänge zur „Mischfutterstruktur“ bedürfen noch weiterer Untersuchungen. Auch die Frage, ob die Angebotsform des Futters (trocken/flüssig) einen Einfluss auf die Speichelbildung (Menge und Zusammensetzung) ist in weiteren Untersuchungen zu klären. Der Einsatz eines pelletierten Mischfutters aus zugegebenermaßen extrem grob vermahlenen Komponenten dürfte bezüglich der Gesundheit der Magenschleimhaut vorteilhaft sein. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass aus einer gröberen Vermahlung der Ausgangskomponenten eine deutlich geminderte Pelletstabilität resultiert, die schlussendlich zu erhöhtem Abrieb führt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen deutlich die Notwendigkeit einer nach Region differenzierten Charakterisierung des Chymus im Magen, um zu verstehen, warum sich die Magenulzera bei Schweinen zu 98 % auf die Pars nonglandularis beschränken.

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Zitierform:

Köttendorf, Sylvia: Auswirkungen der Vermahlungsintensität (grob, fein) und Konfektionierung (schrotförmig, pelletiert) des Mischfutters auf die Milieubedingungen im Mageninhalt von Schweinen. Hannover 2009. Tierärztliche Hochschule.

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