Investigations of the use of rumen-protected niacin for modulating muscle fiber type composition and improvement of oxidative metabolism in skeletal muscle of high-yielding dairy cows during the periparturient phase
Final Report Abstract
Die zentralen Hypothesen dieses Projektes waren, dass der Einsatz hoher Dosen von Niacin bei der Milchkuh zu einem Muskelfaser-Switching in Richtung erhöhter Anteile von Typ I und verringerter Anteile von Typ II Fasern im Skelettmuskel führt, die Verwertung von Fettsäuren im Muskel erhöht, und u. a. über diesen Weg zu einer Entlastung der Leber beiträgt, was sich u. a. durch verringerte Leber-TG-Gehalte und verringerte Ketogenese zeigen sollte. Diese Hypothesen konnten jedoch nicht bestätigt werden. Die Ergebnisse des Fütterungsexperiments legen nahe, dass ein niacinbedingtes Muskelfaser-Switching nicht oder – was die relativen Anteile von oxidativ-glykolytischen IIa und glykolytischen IIx Fasern betrifft – nur in Ansätzen erfolgt. Auch die oxidative Kapazität zur Verstoffwechselung von Fettsäuren sowie die Angiogenese im Muskel wurden nicht beeinflusst. Die Ergebnisse zeigen außerdem, dass der Einsatz hoher Dosen pansengeschützten Niacins bei der Milchkuh nicht oder kaum zu einer Entlastung der Leber führt. Einzig die verringerte Expression von FGF21 deutet darauf hin, dass der in der Frühlaktation bestehende ER- Stress in der Leber der mit Niacin supplementierten Tiere schwächer ausgeprägt war. Mittels GeneArray Analysen konnte außerdem gezeigt werden, dass der Einsatz hoher Dosen pansengeschützen Niacins in der Leber der Milchkuh zur verstärkten Expression von Genen führt, die für die Immunantwort zentral sind. Dies könnte ein erster Hinweis darauf sein, dass Niacin der typischerweise während der Frühlaktation bestehenden Immunsuppression bei der Milchkuh entgegenwirken könnte. Im Rahmen dieses Projektes konnte zudem erstmals bei der Milchkuh gezeigt werden, dass mit Einsetzen der Laktation im Skelettmuskel sämtliche untersuchte Transkriptionsfaktoren (PPARA, PPARD, PGC-1a, PGC-1b) und deren Zielgene, die u. a. in Fettsäurentransport und Fettsäurenoxidation involviert sind, sowie Gene, die in Glucosetransport und – verwertung involviert sind, herunterreguliert werden. Dies deutet darauf hin, dass während der Laktation vom Muskel sowohl Glucose als auch Fettsäuren eingespart werden, damit diese in der Milchdrüse zur Verfügung stehen. Damit ergeben sich neue Einblicke in die Stoffwechselregulation bei der Kuh während der Laktation, die wir weiter untersuchen wollen.
Publications
- Effect of a dietary niacin supplementation on muscle fibre composition and related metabolism in dairy cows (Effekte einer Niacinsupplementierung auf die Muskelfaserzusammensetzung und den damit verbundenen Stoffwechsel von Milchkühen). Proc. Soc. Nutr. Physiol. 26, 110 (Abstr.) (2017)
J.O. Zeitz, Weber, A., Koch, C., Most, E., Windisch, W., Eder, K.
