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Zum Einfluss von Nahrungslipiden bei marginaler Zinkversorgung auf den Zinkstatus, Lipidstoffwechsel und antioxidative Merkmale der wachsenden Laborratte

Bösch-Saadatmandi, Christine


Originalveröffentlichung: (2004) Wettenberg : VVB Laufersweiler 2004
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (3.433 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-16203
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2004/1620/

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Universität Justus-Liebig-Universit√§t Gie√üen
Institut: Institut f√ľr Tierern√§hrung und Ern√§hrungsphysiologie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 3-89687-685-6
Sprache: Deutsch
Tag der m√ľndlichen Pr√ľfung: 27.05.2004
Erstellungsjahr: 2004
Publikationsdatum: 21.07.2004
Kurzfassung auf Deutsch: Auswirkungen einer mangelnden Zinkversorgung wurden sowohl auf den Zinkstoffwechsel als auch auf den Metabolismus essentieller Fetts√§uren beschrieben. Nahrungslipiden werden je nach aufgenommener Menge und dem spezifischen Fetts√§urenmuster, √ľber eine Beeinflussung des Lipidstoffwechsels hinaus, differierende Effekte auf die Metabolisierung des Spurenelementes Zink zugesprochen. Des Weiteren werden hohe Fettaufnahmen in Abh√§ngigkeit vom S√§ttigungsgrad der zugef√ľhrten Fetts√§uren mit einer erh√∂hten oxidativen Belastung assoziiert, wohingegen dem essentiellen Spurenelement Zink antioxidative Eigenschaften zugesprochen werden. Beispielsweise wird die Entstehung bzw. der Verlauf einer Reihe von Erkrankungen, wie Arteriosklerose und Krebs, mit einer vermehrten Radikalgenese in Verbindung gebracht.
Die vorliegende Studie hatte daher zum Ziel, den Einfluss fettreicher Di√§ten mit unterschiedlichem Fetts√§urenmuster unter Ber√ľcksichtigung der Zinkversorgung auf Merkmale des Zink- und Lipidstoffwechsels sowie des hepatischen antioxidativen Stoffwechsels am Modelltier der wachsenden Ratte zu untersuchen. Rindertalg (RT) wurde als Quelle √ľberwiegend langkettig ges√§ttigter Fetts√§uren ausgew√§hlt, w√§hrend Sonnenblumen√∂l (SB) mit seinem hohen Gehalt an Linols√§ure ein Spektrum vorwiegend langkettig unges√§ttigter Fetts√§uren repr√§sentierte. In zwei tierexperimentellen Versuchsans√§tzen wurden fettreiche Di√§ten mit Gesamtfettgehalten von 25 %, bei marginaler und hoher Zinkversorgung, verf√ľttert. Zn-Zulagen in H√∂he von 7 mg Zink je kg Di√§t definierten einen marginalen Versorgungsbereich, w√§hrend die Zulage von 100 mg Zink je kg Di√§t als Kontrolle eine hohe Zinkversorgung gew√§hrleistete.
In Versuch 1 wurden 48 m√§nnliche Albinoratten (Wistar) mit einer durchschnittlichen initialen Lebendmasse von 48 g in sechs Versuchsgruppen eingeteilt, welche sich sowohl in der Zinkversorgung (Zn7, Zn100) als auch der zugelegten Fettart (22 % SB bzw. RT) unterschieden. Als Kontrollen auf niedriger Fettstufe wurden Di√§ten mit einem Basisfettgehalt von 3 % auf beiden Zinkstufen verf√ľttert (Zn7-KO, Zn100-KO), wobei diese 3 %ige Fettzulage in Form von Soja√∂l in allen Di√§ten die Versorgung der Tiere mit essentiellen Fetts√§uren sicherstellte. Die semisynthetischen Di√§ten wurden auf der Basis von Eiklarprotein, Saccharose und Maisst√§rke hergestellt. In den fettangereicherten Di√§ten wurde zum energetischen Ausgleich ein Teil der St√§rke durch Cellulose ersetzt. Die Di√§ten wurden den einzeln in Stoffwechselk√§figen gehaltenen Tieren w√§hrend des vierw√∂chigen F√ľtterungsversuches zur freien Aufnahme vorgelegt.
Um Stoffwechseleffekte aufgrund unterschiedlicher Futteraufnahmen von den Auswirkungen einer reduzierten Zinkzufuhr bei ad libitum-F√ľtterung eindeutig unterscheiden zu k√∂nnen, wurden in einem zweiten Versuch 36 m√§nnliche Albinoratten mit einem initialen Lebendgewicht von 50 g in sechs Gruppen eingeteilt und mit fettangereicherten Di√§ten nach dem Prinzip des Pairfeeding gef√ľttert. Jeder Fettgruppe auf niedriger Zinkstufe (Zn7-SB ad lib, Zn7-RT ad lib) wurde eine mit Zink supplementierte pair fed-Gruppe zugeordnet (Zn100-SB pair fed, Zn100-RT pair fed). Zus√§tzlich wurde der SB-Gruppe auf der niedrigen Zinkversorgungsstufe (Zn7-SB ad lib), welche die geringste Futteraufnahme aufwies, eine entsprechende pair fed-RT-Gruppe (Zn7-RT pair fed) zugeordnet. Als ad libitum-Kontrollgruppe auf hohem Zinkversorgungsniveau wurde in Versuch 2 eine SB-Gruppe (Zn100-SB ad lib) mitgef√ľhrt. Die Vitamin E-Zulage wurde in Versuch 2 auf 34 mg all-rac-Tocopherylacetat festgelegt.
Das Zinkversorgungsniveau wurde anhand des Zinkgehaltes in Plasma und Femur und der Aktivit√§t der Alkalischen Phosphatase im Plasma bestimmt. Des Weiteren wurden die Konzentrationen an Zink, Eisen und Kupfer sowie der Gehalt an Metallothionein (MT) in verschiedenen Organen erfasst. Zur Charakterisierung des Lipidstoffwechsels wurden im Plasma die Gehalte an Triglyceriden, Cholesterin und HDL-Cholesterin ermittelt und in der Leber die Gehalte an Gesamtlipiden, Triglyceriden, Cholesterin und Phospholipiden quantitativ erfasst. In Extrakten der hepatischen Gesamtlipide und der Gesamtphospholipide wurde das Fetts√§urenmuster bestimmt. Zur Charakterisierung des antioxidativen Stoffwechsels wurden die Aktivit√§ten der Superoxid-Dismutase, Glutathion-Peroxidase, Glutathion-Reduktase, Glutathion-S-Transferase und Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase in Homogenaten der Rattenleber erfasst. Thiobarbiturs√§ure-reaktive Substanzen (TBA-RS) sowie die Aktivit√§t der g-Glutamin-Synthetase wurden als Indices f√ľr eine Sch√§digung zellul√§rer Lipide bzw. Proteine analysiert. Eine m√∂gliche Sch√§digung auf DNA-Ebene wurde mit dem Comet-Assay untersucht.
Folgende Ergebnisse wurden zusammenfassend in beiden Versuchen erzielt:

¬∑ Die marginale Zinkversorgung junger Ratten resultierte bereits ab der ersten Woche der vierw√∂chigen F√ľtterungsversuche in einer deutlichen Reduktion von Futteraufnahme und Lebendmasseentwicklung. W√§hrend Effekte unterschiedlicher Zinkversorgung bei den fettarm ern√§hrten Ratten moderat ausfielen, erreichte die Verf√ľtterung der fettreichen Di√§ten mit Sonnenblumen√∂l und Rindertalg eine deutliche Beeintr√§chtigung der zootechnischen Merkmale.

¬∑ Die scheinbare Zinkabsorption sowie die Zinkkonzentrationen in Plasma und Femurknochen best√§tigten die schlechtere Zinkversorgungslage bei marginaler Zinkzulage. Weichgewebe wie Leber und Testes zeigten erwartungsgem√§√ü, mit Ausnahme der Niere, geringe Reaktionen auf eine ver√§nderte Zinkversorgung. Hohe Fettzulagen in der Di√§t f√ľhrten auf beiden Zinkstufen offensichtlich zu einer Reduktion des Zinkstatus, was ausgehend von einer beeintr√§chtigten intestinalen Zinkkabsorption auch der Organebene zugeordnet werden k√∂nnte. Die Aktivit√§t der Alkalischen Phosphatase wurde nicht nur von der Zinkzufuhr, sondern m√∂glicherweise auch von der H√∂he der Futteraufnahme und der Fettzufuhr beeinflusst.

¬∑ Bei marginaler Zinkversorgung wurden in Leber und Testes h√∂here Eisenkonzentrationen beobachtet. Des Weiteren resultierte die Verf√ľtterung von Rindertalg in einer deutlichen Erh√∂hung der hepatischen und renalen Eisengehalte, die Kupferkonzentrationen blieben jedoch weitgehend unbeeinflusst.

¬∑ Metallothionein war in seiner Konzentration in den Organen Leber und Niere durch die marginale Zinkversorgung drastisch erniedrigt, w√§hrend der MT-Gehalt in Testes und Milz von der Zinkversorgung unbeeinflusst blieb. Die MT- und Zinkgehalte waren in der Niere positiv korreliert. Die in beiden Versuchen erh√∂hten hepatischen MT-Gehalte nach Gabe von Sonnenblumen√∂l weisen darauf hin, dass sich in diesem Organ Modulatoren, wie die unges√§ttigten Fetts√§uren, deren Metabolite oder Minorinhaltsstoffe pflanzlicher √Ėle, separat oder synergistisch mit Zink auf die zellul√§ren Gehalte an MT auswirken.

· Die hypotriacylglycerinämische Wirkung mehrfach ungesättigter Fettsäuren wurde nach Gabe von Sonnenblumenöl im Plasma ersichtlich. Die plasmatischen Cholesteringehalte wurden durch die Gabe fettreicher Diäten bei marginaler Zinkversorgung, wahrscheinlich als Folge einer reduzierten Futteraufnahme, verringert.

¬∑ Das unterschiedliche Fetts√§urenmuster der Di√§tfette resultierte in deutlich ver√§nderten Gehalten an Triglyceriden und Cholesterin in der Leber. Die linols√§urereichen Di√§ten f√ľhrten zu einem drastischen Anstieg der Gehalte dieser Lipide, was auf eine gest√∂rte Synthese bzw. Sekretion hepatischer triglycerid- und cholesterinreicher Lipoproteine hinweisen k√∂nnte. Die bei marginaler Zinkversorgung beobachteten niedrigeren Triglycerid- und Cholesteringehalte werden eher den reduzierten Futteraufnahmen zugeschrieben.

¬∑ Die Fetts√§urenzusammensetzung der hepatischen Gesamtlipide bzw. Phospholipide reflektierte deutlich das unterschiedliche Fetts√§urenspektrum der Di√§tfette, wobei sich die Aufnahme des linols√§urereichen Sonnenblumen√∂ls, √ľber eine gesteigerte Inkorporation der Linols√§ure und abgeleiteter n-6 Fetts√§ure-Metabolite, am markantesten darstellte. Leichte Ver√§nderungen der Fetts√§urenspektren bei marginaler Zinkversorgung deuten auf eine beeintr√§chtigte Fetts√§urendesaturierung hin.

· Die Merkmale des antioxidativen Stoffwechsels in der Leber wurden nicht durch die Zinkzufuhr, sondern durch die Verabreichung hoher Fettmengen beeinflusst. Da sich vor allem die Gabe linolsäurereicher Diäten auf die Aktivität der Glutathion-S-Transferase und der Glutathion-Peroxidase auswirkte, kann von einem hohen modulatorischen Potential langkettig ungesättigter Fettsäuren auch in dieser Hinsicht ausgegangen werden.

· Während der hepatische Gehalt an TBA-RS deutlich dem Einfluss des Sättigungsgrades der Nahrungslipid-Fettsäuren unterlag und somit auf eine erhöhte oxidative Anfälligkeit der Membranlipide schließen lässt, konnten anhand der Aktivität der g-Glutamin-Synthetase bzw. den Ergebnissen des Comet-Assays keine Protein- oder DNA-Schädigungen auf zellulärer Ebene nachgewiesen werden.


Aus den Ergebnissen dieser Studie kann geschlossen werden, dass eine hohe aliment√§re Zufuhr an Nahrungslipiden den Zinkstoffwechsel der Ratte beeintr√§chtigt, was m√∂glicherweise eine Beeinflussung sowohl der intestinalen Absorption als auch der organspezifischen Aufnahme an Zink beinhaltet. Die Aufnahme und organspezifische Akkumulation von Eisen scheint vor allem unter dem Einfluss ges√§ttigter Fetts√§uren forciert zu werden, wobei diese hinsichtlich ihres Einflusses auf die Plasmalipide eine ung√ľnstige Wirkung aufweisen. Eine hohe Aufnahme linols√§urereicher Di√§ten zeigte zwar die erwartete hypocholesterin√§mische Wirkung, aber die beobachtete hepatische Akkumulation von Lipiden k√∂nnte mit einer erh√∂hten Anf√§lligkeit f√ľr oxidative Ver√§nderungen assoziiert sein. Eine ausreichend hohe Aufnahme an antioxidativ wirksamen Substanzen wie Vitamin E oder Zink scheint unter diesem Aspekt essentiell. Die Relevanz und √úbertragbarkeit der gewonnenen Erkenntnisse auf die Humansituation bleibt zu √ľberpr√ľfen.

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