Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluss einer Spermin- oder Nukleotidzulage auf Aminkonzentrationen und Enzymaktivitäten im Dünndarm von Ferkeln

Schad, Andrea

The objective of the present study was to examine the dietary effect of supplemental polyamine or purine sources on amine levels and enzyme activities in the small intestine of piglets. The piglets were allocated to three different treatments (control, polyamine and purine group). The control was fed a milk replacer that was either supplemented with spermine for the polyamine group or with a combination of adenosinemonophosphate and guanosinemonophosphate (purine group). The calculation of the daily polyamine and purine intake was based on the daily consumption of the milk replacer in these treatments. The piglets were euthanised at 21 days of age. The samples of small intestinal tissue and digesta were stored at approximately -74°C until further analyses. A HPLC method for the quantitative and qualitative determination of amines in tissue and digesta samples was developed. The pre-column derivatization with 9-fluorenylmethylchloroformate was followed by chromatographic separation and fluorimetric analysis of the amines putrescine, cadaverine, spermidine and spermine. Results: 1.      The piglets adapted immediately to the new environment and the different diets, and the zootechnical variables revealed no abnormalities. Diet composition affected the levels of amines in small intestinal tissue and digesta samples, although these treatment effects were not always significant. The highest concentrations of spermine were measured in tissue (169.1 nmol/g) and digesta (141.7 nmol/g) samples obtained from the distal part of the jejunum of the polyamine group. Accordingly, total amine levels in tissue (324.4 nmol/ml) and digesta samples (286.1 nmol/g) were also higher in the polyamine group compared to the other treatments. The spermidine/spermine ratio, in agreement with the results of the morphological analyses, would suggest that the intestinal mucosa of the purine group could be more differentiated in comparison to the other groups. There was no dietary effect on the activities of both the disaccharidases and the aminopeptidase in digesta samples, however, the activities were consistently higher in samples obtained from the distal part of the small intestine as compared to those taken from the proximal part of the small intestine. The method that was developed for the determination of amines in tissue and digesta samples revealed a good repeatability with variation coefficients between 2.5 % and 3.8 % for the fluorimetric measurements. The values for putrescine and cadaverine followed linearity in the range from 0.33 to 6.61 nmol/ml whereas the corresponding values for spermidine and spermine ranged between 0.33 to 3.31 nmol/ml provided that 1.6-diaminohexane or 1.7-diaminoheptane were used as internal standards. However, using 1.8-diaminooctane as an internal standard, linear measurements for these amines were obtained in the range from 1.85 to 37.04 nmol/ml. The recoveries for amines in digesta ranged between 90 % and 112 %, with variation coefficients between 1.4 % and 18.4 %. In small intestinal tissue samples the recovery of these amines ranged between 91 % and 115 %, with variation coefficients between 1.8 % and 8.3 %. The detection limit of the present method was obtained at 15.0 and 0.75 fmol for putrescine and spermine, respectively. The results of the present study suggest that dietary supplementation of polyamines and purines may affect amine levels in tissue and digesta samples obtained from the small intestine of piglets. However, the differences between treatments were only in some cases significant, and further investigations are warranted to confirm these results. There are indications that the differentiation of the intestinal mucosa was enhanced in the presence of supplemental purines, but these non significant results need also to be verified. Future research activities should focus on the effect of higher and/or graded levels of polyamines and purines on gut differentiation and function of early weaned piglets.  

Ziel der Untersuchungen war es, den Einfluß eines polyamin- bzw. purinhaltigen Milchaustauschers auf die Amingehalte sowie verschiedene Enzyme im Dünndarm beim Ferkel zu prüfen. Hierzu wurden drei verschiedene Fütterungsgruppen gebildet (Kontrollgruppe, Polyamingruppe, Puringruppe). Die Ferkel erhielten einen Milchaustauscher ohne (Kontrollgruppe) bzw. mit einem Zusatz an Spermin (Polyamingruppe) oder Adenosinmonophosphat und Guanosinmonophosphat (Puringruppe). Die täglich aufgenommene Polyamin- bzw. Purinmenge wurde rechnerisch ermittelt. Im Alter von 21 Tagen erfolgte die Euthanasie der Ferkel. Die entnommenen Proben (Dünndarmgewebe und -chymus) wurden bis zur Analyse bei ca. -74°C gelagert. Methodische Voruntersuchungen dienten der Etablierung eines HPLC-Verfahrens zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Aminen. Die chromatographische Trennung und fluorimetrische Bestimmung der Amine Putrescin, Cadaverin, Spermidin und Spermin erfolgte nach der Vorsäulenderivatisierung mit 9-Fluorenylmethylchloroformiat. Die Untersuchungen ergaben folgende Ergebnisse: 1.      Die Ferkel adaptierten rasch an die neue Umgebung sowie die verabreichte Diät. Ihre Entwicklung verlief altersgemäß, soweit dieses anhand der Körpermassezunahme beurteilt werden konnte. Der Amingehalt im Dünndarmgewebe und -chymus unterschied sich in den Fütterungsgruppen in wenigen Fällen signifikant. Den höchsten Anteil am Gesamtspektrum der Amine hatte in den Gewebeproben Spermin im distalen Jejunum der Polyamingruppe (169,1 nmol/g). Bei den Chymusproben wies ebenfalls die Polyamingruppe den höchsten Spermingehalt im distalen Jejunum auf (141,7 nmol/ml). Der Gesamtamingehalt war in der Polyamingruppe sowohl in den Chymus- (286,1 nmol/ml) als auch in den Gewebeproben (324,4 nmol/g) tendenziell gegenüber den Vergleichsgruppen erhöht. Der Spermidin/Spermin-Quotient deutet möglicherweise auf eine fortgeschrittenere Differenzierung der Darmmukosa der Puringruppe hin. Diese Beobachtung wird weiterhin durch die parallel von anderen Untersuchern erhobenen Ergebnisse der morphologischen Untersuchungen unterstützt. Bei der Untersuchung der Aktivität der Disaccharidasen sowie der Aminopeptidase konnten keine signifikanten Gruppenunterschiede festgestellt werden. Im distalen Dünndarmchymus wurden unabhängig vom untersuchten Parameter jeweils höhere Aktivitäten als im Chymus der proximalen Darmabschnitte gemessen. Die zur Bestimmung von Aminen verwendete Methode erwies sich als gut reproduzierbar (Variationskoeffizienten zwischen 2,5 % für Putrescin und 3,8 % für Spermidin). Die Linearität der Fluoreszenzdetektion der Methode wurde für Putrescin und Cadaverin mit den internen Standards 1,6-Diaminohexan und 1,7-Diaminoheptan in einem Meßbereich von 0,33 bis 6,61 nmol/ml Aufarbeitungsansatz bestätigt, für Spermidin und Spermin lag der lineare Bereich der Fluoreszenzdetektion zwischen 0,33 und 3,31 nmol/ml Aufarbeitungsansatz. Mit dem internen Standard 1,8-Diaminooktan wurde die Linearität der resultierenden Fluoreszenz in einem Konzentrationsbereich zwischen 1,85 – 37,04 nmol/ml Aufarbeitungsansatz bestätigt. Die Wiedergewinnungen für die Amine in der Matrix Chymus lagen in einem Bereich zwischen 90 % und 112 % mit Variationskoeffizienten von 1,4 % bis 18,4 %. Im Darmgewebe lagen die Wiedergewinnungen für die einzelnen Amine zwischen 91 % und 115 % bei Variationskoeffizienten von 1,8 % bis 8,3 %. Die mit dieser Methode erreichten Nachweisgrenzen lagen zwischen 15 fmol für Putrescin bzw. 0,75 fmol für Spermin. Anhand der Untersuchungen konnte in einzelnen Fällen der Einfluß einer Polyamin- oder Purinzulage auf die Konzentration der Amine im Gewebe und Chymus des Dünndarmes von Ferkeln gezeigt werden. Die Purinverfügbarkeit könnte ein Faktor für die Differenzierung der Darmmukosa sein, die eigenen Ergebnisse waren jedoch in vielen Fällen tendenzieller Natur. Für die abschließende Beurteilung nutritiver Polyamin- bzw. Purinergänzungen auf Differenzierungs- und Funktionsmerkmale des Dünndarmes sind weiterführende Arbeiten erforderlich, in denen unter Verwendung größerer Tierzahlen die Wirkung höherer bzw. gestaffelter Zulagen dieser Substanzen zu prüfen ist.  

Quote

Citation style:

Schad, Andrea: Einfluss einer Spermin- oder Nukleotidzulage auf Aminkonzentrationen und Enzymaktivitäten im Dünndarm von Ferkeln. Hannover 2002. Tierärztliche Hochschule.

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export