Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluss der Proteinversorgung auf einige mikrobielle Metaboliten im Darmlumen und Harn sowie die Histologie des Kolons bei Katzen

Oldenhage, Susanne

In the present study the effects of variations in dietary protein intake and quality were investigated in cats with regard to the apparent digestibility of crude protein, the content of microbial metabolites in the gut contents and the histology of the colon. In 6 digestion and balance experiments 7 cats received diets with dried greaves, soy protein isolat or horse muscle meat as protein sources, each in 2 different concentrations, so that diets with high or low protein contents were fed. Other dietary constituents were pressure-cooked dry rice, lard, cellulose, a vitaminated mineral supplement and in case of the soy protein ration liver (5 % to ensure palatability). After an adaptation period of 2 weeks the cats werde housed separately in metabolism cages for a period of 8 days. At the end of each experimental period biopsy specimen were obtained from the colon of 5 fasting cats. The biopsy samples were processed to paraffin sections and after staining with hemalaun-eosin assessed by a fixed scoring scheme. Crude nutrients and dry matter, pH, NH3-concentrations and short chain fatty acids were measured in faecal samples. In the urine indican and free phenol bodies were analysed.   The following results were obtained:   1.         The compatibility of the dried greaves rations was lower than feeding soy protein or horse meat. The dry matter contents of the faeces were lowest after feeding dried     greaves (31,0 and 40,1 %), followed by the soy protein (44,8 and 34,8 %) and the horse meat period (58,0 and 46,9 %). 2.         The apparent digestibility of crude protein reached values between 80 and 97 % with the higher values on the protein enriched rations. The mixtures based on horse meat showed a higher digestibility (89 and 97 %) than rations with soy protein (89 and 93 %) or greaves (80 and 92 %). 3.         The pH-value (5,73 – 7,75) as well as the NH3-content (32 – 127 mmol/l faecal water) of faeces were affected by the diets, the renal indican (1,37 – 3,99 mg/kg BW/d) and phenol excretion (36 – 131 mmol/kg BW/d) was only affected by the protein content of the mixtures. The highest values of all four parameters were measured after feeding the protein enriched rations and so indicated an increased microbial protein degradation in the intestine. Volatile fatty acids were not clearly influenced, but there was an increase of the iso-forms after feeding high protein rations. 4.         There was no definite dietary effect on the microstructure of the colonic mucosa, so that only some tendencies could be established. After feeding the dried greaves ration (score 0,48 and 0,45) pathological-histological alterations of the colonic mucosa had a higher score than after feeding the other diets (soy protein: score 0,39 and 0,14/horse meat: score 0,34 and 0,2).   In conclusion, these results showed a significant influence of protein content and quality in the food stuff on digestibility and compatibility in the food mixtures. Feeding of diets high in the protein content increased the content of microbial metabolites in the gut. No definite effects on the colonic mucosa were found. Additional investigations of dietary protein effects on the histology of the mucosa in the total gastrointestinal tract and the lymphocyte and plasma cell populations seem to be necessary.

In der vorliegenden Arbeit wurden Effekte einer qualitativ und quantitativ variierenden Proteinversorgung auf die Verdaulichkeit insbesondere des Futtereiweißes, den Gehalt an mikrobiellen Stoffwechselprodukten im Darmlumen sowie die Histologie des Kolon bei adulten Katzen geprüft. In insgesamt 6 Verdauungs- und Bilanzversuchen erhielten 7 Katzen Futtermischungen mit jeweils 2 Dosierungen von Griebenmehl, isoliertem Sojaprotein und Pferdemuskelfleisch, so dass jeweils eine proteinreiche bzw. –arme Rationsvariante zum Einsatz kam. Die Futtermischungen erhielten zudem aufgeschlossenen Reis, Schmalz, Zellulose, ein vitaminiertes Mineralfutter und die Rationen mit Sojaprotein zusätzlich Leber. Nach 2wöchiger Adaptation an die jeweilige Mischung erfolgte eine 8tägige Bilanzperiode in Stoffwechselkäfigen. Am Ende jeden Versuchsabschnittes wurden 5 nüchternen Tieren unter einer kurz wirksamen Injektionsnarkose Bioptate aus dem Kolon entnommen, die zu Paraffinschnitten weiterverarbeitet und nach Färbung mit Hämalaun-Eosin mit Hilfe eines festgelegten Schemas beurteilt wurden. In den Fäzes wurden neben den Rohnährstoff- und Trockensubstanzgehalten der pH-Wert, die NH3-Konzentration sowie die Gehalte kurzkettiger Fettsäuren ermittelt, im Harn der Gehalt an Indikan und freien Phenolkörpern.   Folgende Ergebnisse wurden erzielt:   1.         Die Mischungen mit Griebenmehl wurden von den Katzen am schlechtesten vertragen,             gefolgt von den Versuchsfuttern auf Soja- und Pferdefleischbasis. So waren die Trockensubstanzgehalte der Fäzes nach Gabe der Griebenmehlrationen niedriger (31,0 und 40,1 %) als nach Verfütterung der Soja- (44,8 und 34,8 %) oder Pferdefleischmischungen (58,0 und 46,9 %). 2.         Die scheinbare Verdaulichkeit des Rohproteins erreichte Werte von 80 bis 97 %, wobei die höchsten Werte bei den jeweils proteinreichen Rationen vorlagen. Die             Versuchsfutter auf der Basis von Pferdefleisch zeigten eine höhere scheinbare Eiweißverdaulichkeit (89 bzw. 97 %) als die Mischungen mit Sojaprotein (89 bzw. 93%) oder Griebenmehl (80 bzw. 92 %). 3.         In den Fäzes unterlagen der pH-Wert (5,73 – 7,75) sowie der NH3-Gehalt (32 – 127             mmol/l Kotwasser) deutlichen Effekten seitens der Fütterung, für die renale      Indikan- (1,37 – 3,99 mg /kg KM/d) und Phenolausscheidung (36 – 131 mmol/kg KM/d) war nur ein Einfluss der Proteindosierung zu verzeichnen. Bei allen vier Parametern lagen die höheren Werte bei den jeweils proteinreichen Versuchsfuttern             vor, was somit auf einen stärkeren mikrobiologischen Proteinabbau im Darmtrakt hinwies. Die Gesamtgehalte an flüchtigen Fettsäuren im Kotwasser wurden nicht eindeutig beeinflusst, allerdings stiegen die relativen Anteile der Iso-Formen bei proteinreicherer Fütterung an. 4.         Ein eindeutiger Effekt der Fütterung auf die histologische Struktur der Kolonmukosa war nicht abzusichern, so dass sich aus den Ergebnissen lediglich Tendenzen ableiten ließen. Nach Aufnahme der Griebenmehlrationen (Grad 0,48 bzw. 0,45) zeigten sich leicht hochgradigere histopathologische Veränderungen als nach           Gabe der Soja- und Pferdefleischmischungen (Grad 0,39 bzw. 0,14 und Grad 0,34 bzw. 0,2).   Schlussfolgernd lässt sich aus den Ergebnissen ableiten, dass durch Proteindosierung und -qualität im Futter die Verdaulichkeit und Verträglichkeit von Futtermischungen signifikant beeinflusst werden. Durch Fütterung proteinreicher Diäten erhöht sich der Gehalt an mikrobiellen Stoffwechselprodukten im Darmlumen. Es waren keine eindeutigen Auswirkungen auf die Histologie der Kolonmukosa zu erkennen. Weitere Untersuchungen zum Einfluss des Futterproteins auf die Histologie der Schleimhaut im gesamten Gastrointestinaltrakt  und deren Gehalt an Lymphozyten und Plasmazellen sind erforderlich.

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Oldenhage, Susanne: Einfluss der Proteinversorgung auf einige mikrobielle Metaboliten im Darmlumen und Harn sowie die Histologie des Kolons bei Katzen. Hannover 2003. Tierärztliche Hochschule.

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