Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur immunmodulativen Wirkung von [beta]-1,3/1,6-Glukanen bei Schweinen

Schmitz, Simone

Since the restricted administration of growth promoters, alternatives, e. g. probiotics, oligosaccharides as well as extracts of herbs, algae and yeast cells are needed increasingly investigated. The present study aimed to determine the immunologic effects of ß-1,3/1,6-glucans in weaned piglets and in rearing pigs. The ß-glucans are polymers of glucose derived from the cell walls of Saccharomyces cerevisiae. Surface proteins of nonspecific immune cells have already been identified as ß-glucan-specific receptors. Thus, an immunological effect of ß-glucans seems feasible. A stimulatory versus a suppressing effect was investigated by administrating either the manufacturer`s recommended concentration (0,03 %; trial I) or a provocatively high concentration (0,3 %; trial II), respectively. Based on earlier observations that ß-glucan supplements may increase feed intake, two treatment groups BG 1 and BG 2 (fed ad libitum respectively fed restrictively) were examinded in comparison to a control group (KG) each using both dosages. Animals of BG 2 were restricted to the amount of feed consumed by the control group. For this purpose, the nonspecific immune defence of weaned piglets was investigated by the means of phagocytic activity and oxidative burst of neutrophile granulocytes, the acute-phase-protein haptoglobin as well as specific immune parameters (immunoglobulins G and A). In addition, both, oxidative stress and antioxidant capacity (TEAC) as well as growth performance were determined. Moreover, the influence of weaning on these parameters was investigated. In trial III fattening pigs (supplementation to 0,03 %) were used to examine the intestinal immune defense by the means of immunoglobulins M and A as well as CD4+- and CD8+-T-cells. This study demonstrated only marginal effects of ß-glucans on blood parameters, particularly the concentrations of haptoglobin, immunoglobulin G and antioxidant capacity in trial II. These results are implicating a depressing effect. However differences between the treatment group could not be explained by feed intake, since this was identical for both groups. Thus an effect of ß-glucans has to be queried. The remaining results were contradictory or heterogenous, respectively. Regarding growth performance, a negative effect could be registered for both dosages. Both treatment groups showed loss weight gains compared to the controls. Concerning the intestinal immune defense no differences between treatment group and control group could be observed. Weaning affected the parameters haptoglobin concentrations and oxidative stress, as a broad arise of both parameters after weaning.   The administration of ß-glucans herein indicated no beneficial effect neither on the examined immunological parameters nor on growth performance. Thus the positive effects of ß-glucans partly established in earlier studies was not confirmed. The administration of ß-glucans in pig production is not recommendable by means of the present study.

Aufgrund des eingeschränkten bzw. länderabhängig auch bereits generell verbotenem Einsatz von Wachstumsförderern, werden verstärkt alternative Möglichkeiten in Form von Probiotika, Präbiotika sowie Kräuter-, Algen- oder Hefezellextrakten in Betracht gezogen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine immunmodulative Wirkung von ß-1,3/1,6-Glukanen, aus der Zellwand von Saccharomyces cerevisiae gewonnenen Glukosepolymeren, bei Absetzferkeln und Mastschweinen zu untersuchen. In diversen Studien konnten bereits Oberflächenmoleküle auf Zellen der unspezifischen Abwehr als ß-Glukan-spezifische Rezeptoren identifiziert werden, wodurch eine immunmodulative Wirkung der ß-Glukane möglich ist. Es sollte sowohl durch den Einsatz einer vom Hersteller empfohlenen Dosierung von 0,03 % (Versuch I) eine immunstimulative als auch unter Verwendung einer provokativ hohen Konzentration von 0,3 % (Versuch II) eine suppressive Wirkung untersucht werden. Die Effekte beider Dosierungen wurden jeweils anhand einer ad libitum (BG 1) und einer restriktiv (BG 2) gefütterten Gruppe in den Vergleich zur Kontrollgruppe (KG) gesetzt. Die zugeteilte Futtermenge für Behandlungsgruppe 2 orientierte sich dabei am aufgenommenen Futter der Kontrollgruppe in den vorausgegangenen 24 Stunden. Dieses Fütterungsregime wurde gewählt, da in früheren Versuchen eine ß-Glukansupplementierung teilweise zu einer verbesserten Futteraufnahme führte. Bei Absetzferkeln wurde die unspezifische Immunabwehr mittels der Parameter Phagozytoseaktivität und oxidativer Burst der neutrophilen Granulozyten sowie dem Akute-Phase-Protein Haptoglobin erfasst; das spezifische Immunsystem wurde anhand der Immunglobuline G und A charakterisiert. Weiterhin wurden sowohl der oxidative Stress und die antioxidative Kapazität (TEAC) als auch Leistungsparameter ermittelt. Abgesehen von der Supplementierung mit ß-Glukanen wurden diese Parameter zusätzlich in Abhängigkeit des Absetzens beurteilt. Zudem wurde mit Hilfe von Mastschweinen, deren Supplementierung 0,03 % betrug, das lokale intestinale Immunsystem mittels der Parameter Immunglobuline A und M sowie der CD4+- und CD8+-markierten T-Zellen miteinbezogen (Versuch III). Allgemein waren lediglich marginale Effekte der ß-Glukansupplementierung auf die Blutparameter zu verzeichnen, die sich vor allem auf die Konzentrationen für Haptoglobin, Immunglobulin G und antioxidative Kapazität in Versuch II bezogen, wobei diese Ergebnisse auf einen immunsuppressiven Effekt hinwiesen. Dabei konnten jedoch Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen nicht mit der Futteraufnahme erklärt werden, da diese für beide Gruppen identisch war und somit eine tatsächliche ß-Glukanwirkung in Frage gestellt werden muss. Für die übrigen Resultate waren die Aussagen widersprüchlich bzw. nicht einheitlich. In Bezug auf die Leistungsparameter konnte für beide Dosierungen ein nachteiliger Effekt verzeichnet werden, indem beide Behandlungsgruppen im Vergleich zur Kontrollgruppe schlechtere Wachstumsraten aufzeigten. Die Untersuchungen des intestinalen Immunsystems erbrachten keine Unterschiede zwischen Behandlungs-gruppe und Kontrollgruppe. Der Faktor Absetzen beeinflusste besonders die Parameter Haptoglobin und oxidativer Stress, indem ein deutlicher Anstieg beider Messgrößen nach dem Absetzen zu verzeichnen war.   Die Gabe von ß-Glukanen zeigte allgemein keine begünstigenden Effekte auf die untersuchten Immun- oder Leistungsparameter. Damit können die eigenen Ergebnisse die teilweise in anderen Versuchen nachgewiesenen positiven ß-Glukanwirkungen nicht bestätigen. Ein Einsatz von ß-Glukanen in der Fütterung ist nach der vorliegenden Arbeit nicht empfehlenswert.

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Schmitz, Simone: Untersuchungen zur immunmodulativen Wirkung von [beta]-1,3/1,6-Glukanen bei Schweinen. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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