Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Effekte der Fruktose- und Glukosegabe auf den Energiestoffwechsel unter Ruhe- und Belastungsbedingungen beim Pferd

Bichmann, Mirja N.

The aim of this study was to compare the metabolic responses of a pelleted glucose or fructose supplement under resting and exercising conditions in horses.   The experimental set-up was divided into a resting and an exercising protocol.    Resting protocol: In a cross over design seven horses were fed in a randomised order 0.3 kg grass meal pellets (control), 0.6 kg grass meal pellets with 50 % glucose and 0.6 kg grass meal pellets with 50 % fructose. Blood samples were taken at defined points of time.   The parameters were time of feed intake, total plasma protein as well as plasma glucose and insulin.   Mean time of feed intake was 14 ± 4 min (control), 8 ± 10 min (fructose pellets) and 8 ± 8 min (glucose pellets). Treatment was not significant. Total plasma protein ranged between 4.9 – 5.3 g/dl, and was not affected by treatment. Glucose supplementation resulted in a significant higher glycemic response (5.1 ± 0.5 mmol/l to 7.1 ± 1.7 mmol/l) when compared with fructose (4.9 ± 0.3 to 5.8 ± 0.6 mmol/l) administration or control (5.1 ± 0.5 to 5.6 ± 0.3 mmol/l). The same results were obtained for insulin response (glucose supplementation: from 3.3 ± 1.5 µU/ml to 15.0 ± 7.3 µU/ml, fructose supplementation: from 2.1 ± 1.2 µU/ml to 8.5 ± 3.6 µU/ml, control: from 1.8 ± 0.9 µU/ml to 10.0 ± 5.2 µU/ml; treatment p<0,05)     Exercising protocol: Five trained horses were exercised on a high speed treadmill, simulating a 30 km endurance ride (six alternate walk, trot and gallop bouts, duration in total 2 h). Horses were supplemented in a randomised order with 0.3 kg grass meal pellets (control), 0.6 kg grass meal pellets with 50 % glucose or 0.6 kg grass meal pellets with 50 % fructose immediately before or during execise (60th minute of exercise). Blood samples were taken at defined times to determine blood lactate, plasma glucose, plasma FFA, plasma insulin, total plasma protein as well as calcium, sodium, potassium, chloride and phosphorus. Furthermore time of feed intake, sweat losses, body temperature and heart rate were monitored.   The Mean time of feed intake ranged between 4 ± 1 min and 7 ± 4 min (treatment n.s.). Body temperature (pre-exercise: 37.6°C, post-exercise: 39.6°C), sweat losses (9 – 12 l), heart rate as well as total plasma protein (pre-exercise: 5.1 ± 0,2 g/dl, post-exercise 5.8 ± 0.4 g/dl) showed typical changes during exercise but were not affected by treatment. Plasma glucose increased during exercise, whereas the highest levels were reached at walk bouts (e.g. first walk bout: 5.9 ± 0.7 mmol/l) and the lowest levels at gallop bouts (e.g. first gallop bout: 4.7 ± 0.4 mmol/l in G1). Treatment did not affect plasma glucose response. The insulin and glucose responses progressed parallel to each other. During the gallop phases the mean concentration of blood lactate rose from 0.8 ± 0.3 mmol/l to a maximum of 4.3 ± 2.5 mmol/l (time p<0.05, treatment n.s.). The values of free fatty acids were inversely proportional to the speed performed on the treadmill. An increase was observed in walk bouts (up to 1200 ± 75 µmol/l) whereas a decrease was monitored during galloping phases (down to 138 ± 58 µmol/l). Calcium, sodium, potassium, chloride and phosphorus showed changes typical of exercise (time p<0.05, treatment n.s.).   The treatment related changes in insulinemic and glycemic response during resting conditions failed to appear during exercise. Consequently glucose as well as fructose used as an energetic substrate supplemented immediately before or during the exercise seemed to have no negative effects like hypoglycemia caused by insulin.

Unter standardisierten Bedingungen sollte überprüft werden, inwieweit sich die orale Applikation von Fruktose- bzw. Glukose in Form eines pelletierten Mischfutters auf den Energiestoffwechsel beim Sportpferd auswirkt. Der Versuchsaufbau gliederte sich in einen Ruhe- und einen Belastungsversuch.   Ruheversuch: Es wurden sieben Pferde in randomisierter Reihenfolge mit je 600 g einer 50%igen fruktose- oder glukosehaltigen Grünmehlmischung (Fruktose- bzw. Glukosepellets) oder mit 600 g Grünmehlpellets (Kontrollpellets) gefüttert. Zu definierten Zeitpunkten wurde über fünf Stunden Blut entnommen. Die ermittelten Parameter waren mittlere Futteraufnahmezeit, Gesamteiweiß sowie Glukose und Insulin im Blut.   Die mittlere Futteraufnahmezeit lag für die Kontrollpellets bei 14 ± 4 min und für die Fruktose- bzw. Glukosepellets bei 8 ± 10 min bzw. bei 8 ± 8 min (Behandlung n.s.). Der Verlauf der Gesamteiweißkonzentration im Plasma bewegte sich in allen drei Behandlungen zwischen 4,9 und 5,3 g/dl (Zeit p < 0,05, Behandlung n.s.). Nach Verfütterung der Glukosepellets stieg die Plasmaglukosekonzentration von 5,1 ± 0,5 mmol/l auf 7,1 ± 1,7 mmol/l an und war mit p < 0,05 signifikant höher als der Anstieg nach Verfütterung der Fruktose- (von 4,9 ± 0,3 auf 5,8 ± 0,6 mmol/l) oder der Kontrollpellets (von 5,1 ± 0,5 auf    5,6 ± 0,3 mmol/l). Ebenso verhielt sich die Insulinkonzentration im Plasma nach der Verfütterung der Glukosepellets. Mit einem Anstieg von 3,3 ± 1,5 µU/ml auf 15,0 ± 7,3 µU/ml verlief sie signifikant höher (p < 0,05) als nach Verfütterung der Fruktosepellets (von 2,1 ± 1,2 µU/ml auf 8,5 ± 3,6 µU/ml) oder der Kontrollpellets (von 1,8 ± 0,9 µU/ml auf 10,0 ± 5,2 µU/ml).   Belastungsversuch: Mit fünf trainierten Pferden wurde eine zweistündige Ausdauerbelastung, die einen Distanzritt von ca. 30 km simulierte, mit je sechs wechselnden Schritt-, Trab- und Galoppphasen auf dem Laufband durchgeführt. In randomisierter Reihenfolge wurden entweder 600 g Fruktose-     (50 %), 600 g Glukose- (50 %) oder 300 g Kontrollpellets zu Beginn der Belastung oder nach ca. 60 Minuten der Belastung supplementiert. Zu standardisierten Zeitpunkten wurden Blutproben entnommen. Die ermittelten Parameter waren mittlere Futteraufnahmezeit, Körpergewicht, Körperinnentemperatur, Herzfrequenz, Schweißverlust sowie Gesamteiweiß, Glukose, Insulin, Laktat, freie Fettsäuren und Calcium, Natrium, Kalium, Chlorid und Phosphor.   Die mittlere Futteraufnahmezeit lag zwischen 4 ± 1 min und 7 ± 4 min (Behandlung n.s.). Die Körperinnentemperatur  (Ruhe: 37,6°C, Belastung: 39,6°C), der Schweißverlust (9 - 12 kg), die Herzfrequenz sowie das Gesamteiweiß im Plasma (Ruhe: 5,1 ± 0,2 g/dl, nach Belastung: 5,8 ± 0,4 g/dl) wiesen die belastungstypischen Veränderungen auf, jedoch keine Behandlungseffekte. Die Plasmaglukosewerte stiegen im Verlauf der Belastung an, wobei sie jeweils in den Schrittphasen mit z.B. 5,9 ± 0,7 mmol/l (S1) die höchsten und in den Galoppphasen mit 4,7 ± 0,4 mmol/l (G1) die niedrigsten Werte erreichten (Zeit p < 0,05, Behandlung n.s.). Die Insulinkurven verhielten sich parallel zu den Glukosekurven. Die Laktatkonzentration stieg in den Galoppphasen von einem Durchschnittswert von 0,8 ± 0,3 mmol/l auf maximal 4,3 ± 2,5 mmol/l an (Zeit p < 0,05, Behandlung n.s.). Die Werte der freien Fettsäuren verhielten sich umgekehrt proportional zu den gelaufenden Geschwindigkeiten. In den Schrittphasen stiegen sie an (bis 1200 ± 75 µmol/l) während sie in den Galoppphasen wieder abfielen (bis 138 ± 58 µmol/l). Die Elektrolyte Calcium, Natrium, Kalium, Chlorid und Phosphor wiesen die belastungstypischen Veränderungen auf (Zeit     p < 0,05, Behandlung n.s.).   Die während des Ruheversuchs beobachteten Unterschiede in der insulinämischen und glykämischen Reaktion in Abhängigkeit von der Behandlung blieben im Belastungsversuch aus. Es konnten keine negativen Effekte, z.B. in Form einer insulinbedingten Hypoglykämie, nach der Supplementierung von Glukose respektive Fruktose als energetischem Substrat unmittelbar vor bzw. während der Belastung beobachtet werden.

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Bichmann, Mirja N.: Effekte der Fruktose- und Glukosegabe auf den Energiestoffwechsel unter Ruhe- und Belastungsbedingungen beim Pferd. Hannover 2003. Tierärztliche Hochschule.

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