Adaptation des Fettsäurestoffwechsels während der Laktation bei der Sau und mögliche Rolle des Peroxisomenproliferator-aktivierten Rezeptor alpha (PPAR alpha)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Projekt beschäftigte sich mit der Bedeutung des Peroxisomenproliferatoraktiviertem Rezeptor (PPAR)-α während der Laktation beim Schwein. Untersuchungen an Nagern hatten vorher gezeigt, dass es während der Laktation durch eine Herunterregulierung des PPARα zu einer verminderten Oxidation von Fettsäuren und einer Verringerung der Theromogenese kommt, mit dem Ziel, Fettsäuren und Energie für die Produktion von Milch einzusparen. Im vorliegenden Projekt wurde die Hypothese verfolgt, (I) dass ähnliche Adaptationsmechanismen auch beim Schwein während der Laktation einsetzen und (II) dass eine Störung dieser Adaptation durch eine Aktivierung des PPARα während der Laktation durch synthetische (Clofibrat) oder nutritive (n-3 Fettsäuren) PPARα-Agonisten oder eine physiologische Situation, die zu einer Aktivierung des PPARα führt (Energierestriktion) zu einer Reduktion des Fettgehaltes und einer Beeinträchtigung des Wachstums der säugenden Würfe führt. Es konnte eindeutig belegt werden, dass die bei Nagern beobachtete physiologische Anpassungsreaktion während der Laktation beim Schwein nicht auftritt. Vielmehr kommt es beim Schwein während der Laktation zu einer Aktivierung des PPARα, verbunden mit einer gesteigerten β-Oxidation von Fettsäuren und einer gesteigerten Thermogenese. Aus diesen Untersuchungen wir auch klar, dass das Schwein sich in dieser Hinsicht physiologisch ähnlich verhält wie das Rind, bei dem während der Laktation ebenfalls eine Aktivierung des PPARα, verbunden mit einer gesteigerten Fettsäureoxidation und Carnitinsynthese in der Leber zu beobachten ist. Wir konnten weiterhin zeigen, dass Faktoren, die beim Nager zu einer deutlichen Aktivierung des PPARα führen (Clofibrat, n-3 Fettsäuren, Energierestriktion), beim Schwein nur zu einer moderaten Aktivierung des PPARα führen und in keiner Weise zu einer Beeinträchtigung des Fett- oder Energiegehaltes der Milch oder den Wurfzunahmen (als Maß für die Milchleistung der Sau) führen. Insgesamt ist es damit erstmals gelungen, die Bedeutung des PPARα für die Regulation des Stoffwechsels beim laktierenden Schwein zu beschreiben. Zusätzlich zu den im Antrag formulierten Zielen des Projektes wurden mit Hilfe einer Transkriptomanalyse die während der Laktation differentiell regulierten Gene identifiziert. Dadurch gelang es, Stoffwechselwege zu identifizieren, die während der Laktation aktiviert werden. Diese erstmals durchgeführten Analysen helfen, die Stoffwechselveränderungen in der Leber beim Schwein während der Laktation besser zu verstehen. Schließlich konnte gezeigt werden, dass beim Schwein – in Analogie zum Rind – während der Laktation eine pro-inflammatorische Situation in der Leber auftritt, die mit einer Aktivierung zellulärer Anpassungsmechanismen einhergeht (UPR, Nrf2). Wir konnten zeigen, dass dieser pro-inflammatorische Zustand besonders durch Gabe von Fischöl abgeschwächt werden kann. Dieser Befund deutet darauf hin, dass die Gabe von Fischöl oder anderer Öle mit hohen Gehalten an n-3 PUFA geeignet sein könnte, die Tiergesundheit bei der laktierenden Sau zu verbessern.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2012): Genome-wide transcript profiling indicates induction of energygenerating pathways and an adaptive immune response in the liver of sows during lactation. Comp Biochem Physiol Part D Genomics Proteomics 4:370-81
Rosenbaum S, Ringseis R, Hillen S, Becker S, Erhardt G, Reiner G, Eder K
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.cbd.2012.09.001) - (2012): The stress signalling pathway nuclear factor E2-related factor 2 is activated in the liver of sows during lactation. Acta Vet Scand 54:59
Rosenbaum S, Ringseis R, Hillen S, Becker S, Erhardt G, Reiner G, Eder K
(Siehe online unter https://doi.org/10.1186/1751-0147-54-59) - (2013): Genes involved in carnitine synthesis and carnitine uptake are up-regulated in the liver of sows during lactation. Acta Vet Scand 55:24
Rosenbaum S, Ringseis R, Most E, Hillen S, Becker S, Erhardt G, Reiner G, Eder K
(Siehe online unter https://doi.org/10.1186/1751-0147-55-24) - (2013): „Untersuchungen zu genomweiten Veränderungen der Genexpression in der Leber von Sauen während der Laktation“
Susann Rosenbaum
