Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluss der Proteinquelle im Milchaustauscher auf die Funktion der Nährstofftransporter im Jejunum von Ziegenlämmern

Giere, Jennifer

Cost-saving milk replacers on a plant-based protein source, especially soy protein, get more and more economic relevance to breeding of young stock. Previous studies reported that feeding soy protein led to alterations of intestinal mucosa morphology. But it is not well investigated if this is also related to function of nutrient transporters. Therefore it was the aim of the present study to determine the effect of milk replacers, containing 50 % soy protein (SP) instead of casein on apical nutrient transporters in the jejunum of suckling goat kids, as well as to investigate the nutritive revaluation of plant protein by adjusting the amino acid composition (SPAA) to match the concentrations in control milk replacer (CAS). For these purposes, sodium-dependent uptake of glucose- and phosphate and of proton-coupled uptake of the peptide glycylsarcosine across the brush border membrane of jejunal epithelia was characterized. The results should provide information about the applicability of soy protein in milk replacers for young preruminants with regard to maintaining or improving the health of the animal in breeding. Preruminant goat kids were fed over 9 weeks with the experimental diets (CAS = casein-based milk replacer; SP = 50 % soy protein SUPRO-901; SPAA = 50 % soy protein SUPRO-901 + supplementation of the in deficit amino acids compared to casein). Subsequently brush border membrane vesicles (BBMV) were prepared from different segments of jejunal epithelia of these animals and substrate uptake in BBMV using the rapid filtration technique was measured to determine the apparent kinetic parameters of sodium-dependent glucose and phosphate transport and proton-coupled peptide transport. Maximal transport capacity of glucose tended to be lower by feeding soy protein, whereas supplementation of amino acids could compensate this effect and led to a significant increase in glucose uptake compared to SP. Protein source had no effect on phosphate transport, but substitution of amino acids tended to stimulate transport capacity. Also peptide transport was not influenced by soy protein though supplementation of amino acids increased transport capacity significantly compared to SP and SPAA. Affinity of substrate transport was not affected in all three measured uptakes, respectively. Consequently, it is recommended to balance the different amino acid composition between casein and soy protein in order to sustain transport capacity of glucose and ameliorate peptide transport when soy protein is used in milk replacers for young ruminants. It is still unclear, which mechanisms these observed effects of soy protein and of the supplementation of amino acids may be based on. Hypothetically, they could be caused by protein structure, by specific amino acid composition, by secondary plant compounds or by a combination of these factors.

Kostengünstigere Milchaustauscher mit Proteinquellen auf pflanzlicher Basis, insbesondere Sojaproteine, erhalten immer größere wirtschaftliche Bedeutung in der Jungtieraufzucht. Aus früheren Studien ist bekannt, dass Sojaproteine die Morphologie der Darmmucosa beeinflussen können. Inwieweit sich diese strukturellen Veränderungen auch auf die Funktion von Nährstofftransportern auswirken, ist allerdings noch relativ unerforscht. Ziel der Arbeit war es daher, den Einfluss von Milchaustauschern, in denen 50 % des Milchproteins durch Sojaprotein ersetzt wurden (SP-Gruppe), sowie die nutritive Aufwertung des pflanzlichen Proteins durch die Anpassung der Aminosäurenzusammensetzung (SPAA-Gruppe) von Sojaprotein auf Kuhmilchcasein (CAS-Gruppe), auf apikale Nährstofftransporter des Jejunums beim präruminierenden Wiederkäuer zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurde der Na+-abhängige Transport von Glucose und Phosphat und der H+-abhängige Transport des Peptides Glycylsarcosin über die Bürstensaummembran des jejunalen Darmepithels charakterisiert. Die resultierenden Ergebnisse sollten über die Eignung von Sojaproteinen in Milchaustauschern bei jungen Wiederkäuern Aufschluß geben, wobei der Erhalt oder die Verbesserung der Tiergesundheit in der Aufzuchtphase im Vordergrund stand. In dieser Studie wurden nicht-ruminierende Ziegenlämmer 9 Wochen lang mit den verschiedenen Versuchsdiäten (CAS = Milchaustauscher auf Caseinbasis; SP = 50 % Soja-protein SUPRO-901; SPAA = 50 % Sojaprotein SUPRO-901 + Supplementation der zum Casein defizitären Aminosäuren) gefüttert. Anschließend wurden aus verschiedenen Segmenten des Jejunums dieser Tiere Bürstensaummembranvesikel (BSMV) präpariert und der Substrattransport in die BSMV per Schnellfiltrationstechnik gemessen, um die kinetischen Parameter des Na+-abhängigen Glucose- bzw. Phosphattransports und des H+-abhängigen Peptidtransports zu bestimmen. Die maximale Transportrate für Glucose wurde durch die Sojaproteinfütterung tendenziell erniedrigt, die Zugabe von Aminosäuren konnte diesen Effekt kompensieren und führte gegenüber der SP-Gruppe zu einer signifikanten Steigerung der Transportrate. Die Proteinquelle hatte keinen Einfluss auf den Phosphattransport, aber die Substitution von Aminosäuren hatte tendenziell einen stimulierenden Effekt auf die Transportkapazität. Der Peptidtransport (Glycylsarcosin) war durch das Sojaprotein ebenfalls nicht beeinflusst, jedoch konnte die Supplementation von Aminosäuren die Transportrate signifikant gegenüber der SP- und der CAS-Gruppe erhöhen. Bei allen drei gemessenen Substrattransporten hatte die Proteinquelle keinen Einfluss auf die Affinität des jeweiligen Transporters. Bei der Fütterung von Sojaprotein in Milchaustauschern bei jungen Wiederkäuern ist folglich eine Supplementierung der defizitären Aminosäuren zu empfehlen, um die Transportkapazität des Jejunums für Glucose und für Peptide zu verbessern. Auf welchen Wirkmechanismen diese beobachteten Effekte von Sojaprotein und der Supplementation von Aminosäuren beruhen, ist unklar. Denkbar ist entweder ein Effekt der Proteinstruktur, der speziellen Aminosäurenzusammensetzung, der sekundären Pflanzeninhaltsstoffe des Sojaproteins oder einer Kombination daraus.

Quote

Citation style:

Giere, Jennifer: Einfluss der Proteinquelle im Milchaustauscher auf die Funktion der Nährstofftransporter im Jejunum von Ziegenlämmern. Hannover 2009. Tierärztliche Hochschule.

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export