Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen am pankreasgangligierten Schwein zur Verdaulichkeit (praecaecal/in toto) eines stärkereichen Mischfutters unter dem Einfluss zwei verschiedener oral verabreichter Enzympräparationen

Mandischer, Christian

The aim of the study was to investigate the digestibility of a high starch diet in pancreatic duct ligated pigs without or with enzyme supplementation (two enzyme products). Of special interest were the advantages and disadvantages of feeding a high starch diet compared to a high fat ration (previously tested by TABELING 1998, FASSMANN 2001 and HELDT 2001). The investigations were performed in 10 female Göttingen minipigs (35-42 kg BW) all fitted with an ileo-caecal reentrant fistula. Pancreatic exocrine insufficiency was additionally induced by ligation of the pancreatic duct (PL) in six of these pigs, the other four pigs served as controls. The animals were fed twice daily with 250 g fresh matter [FM] of a high starch diet (% of dry matter [DM]: 56.2 starch, 21.2 crude protein [CP], 2.21 crude fat [CF], 92.0 organic matter [OM]; marker: 2,5 g Cr2O3/kg FM). Following a phase without any enzyme supplementation PL-pigs received either an enteric coated pancreatin product (creon®; PL C8, enzyme activity in I.U. FIP: protease 6044; amylase 93696; lipase 106523; PL C24= 3-fold dose) or a noncoated enzyme product of microbial origin (product m; PL M8, enzyme activity in I.U. FIP: amylase 89631, protease 1778, lipase 115145; PL M24/40= 3/5 fold-dose). Ileal chyme was collected for 12 h (over the day) on each of four days, to allow determination of pre-caecal digestibility, while total digestibility was determined from a five day faeces collection. The following analyses were made: crude nutrients (Weende analysis), starch (polarimetry), sugar (jodometry), amino acids (ion exchange chromatography), Cr2O3 (photometry), pH-value (pH-metry), lipopolysaccharides (LPS; LAL-test), viscosity (viscosimetry), l-lactate (enzymatic determination), volatile fatty acids (gas chromatography), ammonia (sensitive electrode), germ counts: E. coli, lactobacilli, Cl. perfringens, Gram-negative anaerobic bacteria, strepto-/enterococci. The energetic value of the diet to the animal was calculated following the official formula for determination of energy content in feedstuffs for pigs (estimation of metabolizable energy on the basis of digestible nutrients, with or without correction for bacterial fermentable matter). The essential results can be summarized as follows: technical and analytical advantages of the high starch diet compared to the previously used high fat diet: The high starch diet resulted in markedly lower amounts of faeces. Because of the reduced fat content in chyme and faeces there were no analytical interferences (simplified fat analysis) and there was an improved shelf life (in consequence of lower susceptibility to autoxidative processes). specific effects on quality of chyme and faeces: Compared to control animals the ileal chyme of PL-pigs showed a significantly higher DM-content, a reduced pH-value and ammonia concentration and an increase in germ counts of Cl. perfringens. In contrast, the faeces of PL-pigs showed a reduced DM-content, together with an increased LPS-content and higher germ counts of E. coli, Cl. perfringens and strepto-/enterococci compared to control pigs. During enzyme supplementation, the values of DM- and LPS-content in chyme and faeces approached those of the control pigs. Under the influence of enzyme substitution, germ counts in ileal chyme did not change but faecal germ counts of strepto-/enterococci were reduced significantly. localization of digestibility and influences: Ligation of the pancreatic duct was followed by a markedly reduced pre-caecal digestibility of organic matter of the high starch diet but total digestibility was less affected (due to the high digestibility caused by the intestinal flora in the hindgut).The main difference to the previous results using a high fat diet is that there is a very high post-ileal digestibility of the carbohydrates that reach the hindgut whereas the fat that arrived at the colon was completely excreted via the faeces. Digestibility values (pre-caecal and total) are listed in the following table according to treatment and enzyme supplementation: Digestibility (pre-caecal and total) of organic matter, crude protein and starch using a high starch diet (%)   organic matter crude protein starch (1) treatment pre-caecal total pre-caecal total pre-caecal group mean ± SD mean ± SD mean ± SD mean ± SD mean ± SD control 85.8 ± 0.85 95.6 ± 0.57 81.3 ± 2.56 91.7 ± 1.53 99.7 ± 0.39 PL-0 46.9 ± 6.01 87.6 ± 2.74 30.5 ± 6.82 67.5 ± 8.74 63.5 ± 8.12 PL M8 56.5 ± 5.58 89.9 ± 1.97 55.2 ± 6.52 74.8 ± 5.45 65.9 ± 8.23 PL M24 (2) 60.2 ± 6.15 91.8 ± 1.01 66.1 ± 2.88 84.4 ± 2.45 68.2 ± 11.7 PL M40 64.1 ± 4.75 90.2 ± 1.00 68.8 ± 3.34 86.4 ± 1.45 74.9 ± 8.93 PL K8 (2) 76.0 ± 1.97 93.0 ± 1.07 71.5 ± 4.15 83.8 ± 2.86 88.9 ± 2.95 PL K24 77.1 ± 2.87 93.3 ± 1.15 76.3 ± 2.83 87.2 ± 2.86 89.8 ± 4.37 (1) total starch digestibility was almost 100 % in all groups (2) because of the lower amounts of protease in the product m (1/3 of creon®) pre-caecal digestibility values of crude protein have to be compared between PLM24 and PL K8 energetic value of the high starch diet in PL-pigs: Digestion and absorption of nutrients of a high starch diet without or with enzyme substitution resulted in an energetic gain of 7.76 or 13.2 MJ ME/kg DM diet in the small and 11.6 or 14.7 MJ ME/kg DM in the sum of the small and large intestine. In PL-pigs the total digestibility of organic matter of a high starch diet was much higher than that of the previously used high fat diet. If there is no enzyme substitution following pancreatic duct ligation a high starch diet is advantageous in terms of energy supply. On the other hand, if effective enzyme preparations are administered, the previously used high fat diet supplies greater amounts of energy due to the higher amounts of pre-caecally digested nutrients, especially fat. Both enzyme products administered caused an increase in the digestibilty of the high starch diet, although creon® led to a significantly higher starch digestibility (improvement of pre-caecal digestibility of crude protein by the two enzyme products was similar).  

Ziel der vorliegenden Studie am pankreasgangligierten Schwein war es, die Verdau-lichkeit einer stärkereichen Ration ohne bzw. mit oraler Enzymergänzung (zwei Produkte) zu testen. Dabei interessierten insbesondere mögliche Vor- und Nachteile einer stärkereichen Fütterung im Vergleich zu einer fettreichen Ration (geprüft von TABELING 1998, FASSMANN 2001 und HELDT 2001). Die Untersuchungen wurden an 10 weiblichen Göttinger Miniaturschweinen (35-42 kg KM) durchgeführt, die alle eine ileocaecale Umleitungsfistel trugen. Mit Ausnahme von vier Kontrolltieren erfolgte bei sechs Schweinen zusätzlich eine Ligatur des Pankreasganges (PL) zur Simulation einer exokrinen Pankreasinsuffizienz. Zweimal täglich erhielten die Tiere 250 g ursprüngliche Substanz [uS] einer stärkereichen Diät (% der Trockensubstanz [TS]: 56,2 Stärke [St], 21,2 Rohprotein [Rp], 2,21 Rohfett [Rfe], 92,0 organische Substanz [oS]; Marker: 2,5 g Cr2O3/kg uS). Die PL-Tiere erhielten nach einer Phase ohne jede Enzymergänzung entweder ein gecoatetes Pankreatinprodukt (Kreon®; PL K8, Enzymaktivität in I.E. FIP: Protease 6044; Amylase 93696; Lipase 106523; PL K24= 3-fache Dosis) oder ein nichtgecoatetes mikrobielles Produkt (Produkt M; PL M8, Enzymaktivität in I.E. FIP: Amylase 89631, Protease 1778, Lipase 115145; PL M24/40: 3/5= fache Dosis). Zur Bestimmung der praecaecalen Verdaulichkeit wurde Ileumchymus an vier Tagen über 12 h (tagsüber) gewonnen. Für Aussagen zur Verdaulichkeit über den gesamten Verdauungstrakt erfolgte eine Sammlung der Faeces für fünf Tage. Analysen: Rohnährstoffe (Weender Analyse), Stärke (Polarimetrie), Zucker (Jodo-metrie), Aminosäuren (Ionenaustauscherchromatographie), Cr2O3 (Photometrie), pH-Wert (pH-Meter), Lipopolysaccharide (LPS; LAL-Test), Viskosität (Viskosimetrie), L-Laktat (enzymatische Bestimmung), flüchtige Fettsäuren (Gaschromatographie), NH3 (sensitive Elektrode), Keimzahlen: E. coli, Laktobazillen, Cl. perfringens, gramnegative Anaerobier, Strepto-/Enterokokken. Die Kalkulation des energetischen Nutzens der Diät für das Tier erfolgte in Anlehnung an die offizielle Formel zur Ermittlung des Energiegehaltes in Futter-mitteln für Schweine (Schätzung der umsetzbaren Energie auf Basis der ver-daulichen Nährstoffe, ohne bzw. mit Berücksichtigung der bakteriell fermentierbaren Substanz). Die wesentlichen Ergebnisse können wie folgt zusammengefasst werden: Versuchstechnische/laboranalytische Vorteile der stärkereichen Diät im Vergleich zur früher verwendeten fettreichen Diät: Mit der Verwendung einer stärkereichen Diät traten deutlich geringere Faecesmengen auf. Aufgrund des verminderten Fettgehaltes der Chymus- und Kotproben waren vereinfachte Analyseverfahren (keine Vorentfettung) sowie eine bessere Lagerfähigkeit (infolge geringerer Anfälligkeit für autoxidative Prozesse) zu beobachten. Besondere Effekte auf die Chymus- und Kotqualität: Im Ileumchymus zeigten PL-Schweine gegenüber Kontrolltieren einen deutlich höheren TS-Gehalt, einen geringeren pH-Wert und eine verminderte NH3-Konzentra-tion sowie einen Anstieg in den Keimzahlen von Cl. perfringens. Dagegen wurden in den Faeces bei PL-Tieren im Vergleich zu Kontrolltieren neben einem reduzierten TS-Gehalt und einem höheren LPS-Gehalt auch höhere Werte für die Keimzahlen von E. coli, Cl. perfringens und Strepto-/Enterokokken ermittelt. Bei Einsatz beider Enzympräparate näherten sich die Werte für den TS- und LPS-Gehalt im Chymus und Kot dem Niveau der Kontrolltiere. Während im Chymus unter dem Einfluss der Enzymsubsitution die Keimzahlen nahezu unverändert blieben, wurde in den Faeces eine signifikante Reduktion der Keimzahlen von Strepto-/Enterokokken festgestellt. Lokalisation und Beeinflussung der Verdaulichkeit: Nach Ligatur des Pankreasganges war die Verdaulichkeit der organischen Substanz der stärkereichen Ration im praecaecalen Bereich deutlich reduziert, über den gesamten Verdauungstrakt waren die Einbußen in der Verdaulichkeit jedoch wesentlich geringer (Folge der im Dickdarm mikrobiell bedingt hohen Verdaulichkeit). Der wesentliche Unterschied zu früheren Ergebnissen mit dem Einsatz einer fettreichen Diät liegt also in der hohen postilealen Verdaulichkeit der den Dickdarm erreichenden Kohlenhydrate, während das in den Dickdarm gelangte Fett vollständig mit den Faeces ausgeschieden wurde. Die in Abhängigkeit von Behandlung und Enzymeinsatz erreichten Verdaulichkeitswerte (praecaecal bzw. über den gesamten Verdauungstrakt) sind nachfolgend aufgeführt: Verdaulichkeit (praecaecal/in toto) von organischer Substanz, Rohprotein und Stärke bei Verwendung einer stärkereichen Diät (%)   organische Substanz Rohprotein Stärke (1) Behandlung praecaecal total praecaecal total praecaecal Gruppe MW ± SD MW ± SD MW ± SD MW ± SD MW ± SD Kontrolle 85,8 ± 0,85 95,6 ± 0,57 81,3 ± 2,56 91,7 ± 1,53 99,7 ± 0,39 PL-0 46,9 ± 6,01 87,6 ± 2,74 30,5 ± 6,82 67,5 ± 8,74 63,5 ± 8,12 PL M8 56,5 ± 5,58 89,9 ± 1,97 55,2 ± 6,52 74,8 ± 5,45 65,9 ± 8,23 PL M24 (2) 60,2 ± 6,15 91,8 ± 1,01 66,1 ± 2,88 84,4 ± 2,45 68,2 ± 11,7 PL M40 64,1 ± 4,75 90,2 ± 1,00 68,8 ± 3,34 86,4 ± 1,45 74,9 ± 8,93 PL K8 (2) 76,0 ± 1,97 93,0 ± 1,07 71,5 ± 4,15 83,8 ± 2,86 88,9 ± 2,95 PL K24 77,1 ± 2,87 93,3 ± 1,15 76,3 ± 2,83 87,2 ± 2,86 89,8 ± 4,37 (1) Stärkeverdaulichkeit über den gesamten Verdauungstrakt in allen Gruppen nahezu 100% (2) Aufgrund des geringeren Proteasegehaltes im Produkt M (1/3 von Kreon) müssen die Ergebnisse zur Verdaulichkeit von Rohprotein aus den Versuchen PL M24 und PL K8 verglichen werden Energetischer Wert der stärkereichen Diät unter den Bedingungen einer Ligatur des ausführenden Pankreasganges: Aus der Verdauung und Absorption im Dünndarmbereich resultierte bei der stärkereichen Diät ohne bzw. mit Enzymsubstitution (hier PL K24) ein energetischer Nutzen von 7,76 bzw. 13,2 MJ ME/kg TS, in der Summe aus praecaecaler und postilealer Verdauung entsprechend 11,6 bzw. 14,7 MJ ME/kg TS. Die stärkereiche Diät zeigte bei PL-Tieren im Vergleich zur früher verwendeten fettreichen Ration eine deutlich höhere oS-Verdaulichkeit über den gesamten Verdauungstrakt. Erfolgt unter den Bedingungen der Pankreasgangligatur keine Enzymsubstitution, so ist die stärkereiche Ration unter energetischen Gesichtspunkten vorteilhafter. Bei Zulage eines adäquaten Enzympräparates ist jedoch die früher verwendete fettreiche Diät aufgrund des Anstiegs in der praecaecal verdauten Nährstoff- und insbesondere Fettmenge hinsichtlich der Energieversorgung deutlich überlegen. Beide Enzymprodukte bewirkten eine höhere Verdaulichkeit der stärkereichen Ration, wobei Kreon® das mikrobielle Produkt M hinsichtlich der Stärkeverdauung erheblich übertraf (aber ähnliche Verbesserung der praecaecalen Rp-Verdaulichkeit durch beide Produkte).  

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Mandischer, Christian: Untersuchungen am pankreasgangligierten Schwein zur Verdaulichkeit (praecaecal/in toto) eines stärkereichen Mischfutters unter dem Einfluss zwei verschiedener oral verabreichter Enzympräparationen. Hannover 2002. Tierärztliche Hochschule.

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