Veränderung der Fettsäurenverteilung im Milchfett und in Gewebeproben durch gestaffelte CLA-Supplemente und Auswirkungen auf Peroxidation und Genexpression
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Konjugierte Linolsäuren (CLA) werden eingesetzt um das in der frühen Laktation auftretende Energiedefizit bei Milchkühen durch eine Reduktion des Milchfettgehaltes zu mindern und somit Folgeerkrankungen zu vermeiden. Studien haben gezeigt, dass CLA in Form von Futterzusätzen oder nach abomasaler Infusion eine dosisabhängige Reduktion des Milchfettes bewirkt. Vergleichsweise dazu führt eine CLA-Supplementation beim Nager zu einer Reduktion des Fettgewebes bzw. zu einer Erhöhung der Muskelmasse. Diese Veränderungen der Körperzusammensetzung werden teilweise begleitet von Hepatomegalie, Lipodystrophie sowie verminderter Insulinsensitivität Sie werden dem t10,c12-CLA-lsomer zugeschrieben. Untersuchungen zu diesen Aspekten wurden bisher bei Wiederkäuern kaum durchgeführt. Daher bestand das Hauptziel des Projektes darin, die Wirkungen der beiden applizierten CLA-Isomere (c9,t11 und t10,c12) auf metabolischer und genomischer Ebene zu untersuchen. Im Detail sollte geprüft werden, inwieweit die venwendeten CLA-Isomere den Stoffwechsel anderer Fettsäuren beim Wiederkäuer beeinflussen sowie an der Regulation bestimmter Kandidaten-Gene beteiligt sind. Für diesen Zweck wurden zwei unabhängige Versuche durchgeführt. In Versuch 1 (Leistungsversuch) galt es, den Einfluss zweier CLA-Dosierungen (ca. 4 g/d und 8 g/d) auf die Fettsäurenvertellung unterschiedlicher Matrizes (Serum, Leber, Fett und Erythrozytenmembran) im Zeltraum von 21 Tagen ante partum bis 182 Tage post partum zu untersuchen. In Versuch 2 (Schlachtversuch) wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten (1, 42 und 105 Tagen post partum) Milch, Leber, Milchdrüse, Fettund Muskelgewebe nach Supplementation von ca. 6 g/d beider CLA-Isomere auf Veränderungen der Fettsäurenvertellung untersucht. Zusätzlich sollte mit Hilfe eines bovinen Microarrays der Einfluss der CLA-Supplementation auf vorselektierte Kandidaten-Gene, die an Fettstoffwechsel und Fettsynthese beteiligt sind, analysiert werden. Die höchsten prozentualen Anteile beider supplementierter CLA-Isomere sind im Milchfett zu finden. Die signifikante Verringerung des Anteils der de novo-synthetisierten Fettsäuren und speziell der Palmitinsäure (C16:0) in den Milchlipiden resultiert in einer signifikanten Reduktion des Gesamtfettgehaltes der Milch. Begleitet wird dies durch signifikant höhere Gehalte an trans-C18:1 Monoenfettsäuren, wie z.B. t10-C18:1 und t11-C18:1. Dieser Anstieg deutet auf einen geringen Pansenschutz des applizierten Präparates hin. Eine Verbesserung der Energiebilanz konnte nicht erreicht werden, da die durch den reduzierten Milchfettgehalt eingesparte Energie für eine gesteigerte Milchmenge Verwendung fand. Die Fettsäurenvertellung in Lipiden der Milchdrüse unterscheidet sich nur unwesentlich von denen der Milchlipide, mitbegründet durch residuale Milch. Ein Einfluss auf die Lipide der Leber als zentrales Stoffwechselorgan konnte nicht nachgewiesen werden. Auch hier konnten wir einen erhöhten prozentualen Anteil an trans-C18:1 Monoenfettsäuren nachweisen. Das Fehlen des t10,c12-CLA-lsomers in der Leber deutet auf eine schnelle Fettsäuren-Oxidation hin, so das nur geringe Einflüsse auf die Fettsäurenvertellung zu erwarten sind. Andere Gewebe blieben durch die CLA-Supplementation unbeeinflusst. Das Screening diverser Kandidaten-Gene mittels Microarray ergab, dass drei Gene durch die CLA-Intervention signifikant beeinflusst wurden. Als ein wichtiges Enzym der Triglyceridsynthese wird AGPAT6 durch die CLA-Supplementation hochreguliert. Folglich wird der Fettsynthese-hemmende Effekt von CLA nicht durch AGPAT6 vermittelt. Andere, an der Milchfettsynthese beteiligten Gene/Enzyme rücken somit in den Fokus weiterer Untersuchungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2010. Effects of long-term supplementation of dairy cow rations with rumen-protected conjugated linoleic acids (CLA) on fatty acid distribution in milk fat. Proc Soc Nutr Physiol 19
Pappritz J, Meyer U, Jahreis G, Dänicke S
- 2010. Supplementation effects of rumen protected conjugated linoleic acids on fatty acid distribution of liver and adipose tissue in dairy cows during lactation. Proc Soc Nutr Physiol 19
Kramer R, Dänicke S, Jahreis G
- 2011. Duodenal availability of conjugated linoleic acids after supplementation to dairy cow diets. EurJ Lip Sci Technol 113: 1443-1455
Pappritz J, Lebzien P, Meyer U, Jahreis G, Kramer R, Flachowsky G, Dänicke S
- 2011. Effects of long-term supplementation of dairy cow diets with rumen-protected conjugated linoleic acids (CLA) on perfomiance, metabolic parameters and fatty acid profile in milk fat. Arch Anim Nutr 65: 89-10
Pappritz J, Meyer U, Kramer R, Weber EM, Jahreis G, Rehage J, Flachowsky G, Dänicke S
- 2011. Effects of rumen protected conjugated linoleic acids (CLA) on fatty acid distribution of selected tissues of dairy cows. Proc Soc Nutr Physiol 20
Kramer R, Dänicke S, Jahreis G
- 2012. Effects of conjugated linoleic acids fed to dairy cows during early gestation on hematological, immunological, and metabolic characteristics of cows and their calves. J Dairy Sci 95: 3938-3953
Dänicke S, Kowalczyk J, Renner L, Pappritz J, Meyer U, Kramer R, Weber E-M, Doli S, Rehage J, Jahreis G
(Siehe online unter https://doi.org/10.3168/jds.2011-4879) - 2012. Effects of dietary rumen-protected conjugated linoleic acids on fatty acid composition of lipids of milk, liver, muscle and adipose tissue of dairy German Holstein heifers in early lactation. Proceedings of the British Society of Animal Science and the Association of Veterinary Teaching and Research Work
Kramer R, Soosten v. D.
- 2012. Effects of long term supplementation of dairy cow rations with conjugated linoleic acids on proliferation of peripheral blood mononuclear cells and their fatty acid profile. Proc Soc Nutr Physiol 21
Renner L, Pappritz J, Kramer R, Doll S, Jahreis G, Dänicke S
- 2012. Fatty acid profile and proliferation of bovine blood mononuclear cells after conjugated linoleic acid supplementation. Lipids Health Dis 11:63 [Epub ahead of print]
Renner L, Pappritz J, Kramer R, Doll S, Jahreis G, Dänicke S
(Siehe online unter https://doi.org/10.1186/1476-511X-11-63)
