ІІІ Wirkungen von Pivalat und L-Carnitin sowie deren ... · PDF fileRiboflavin 800 mg 7,5...

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  • Materialien und Methoden Aufbau der Studie

    ІІІ Wirkungen von Pivalat und L-Carnitin sowie deren Interak- tion auf die reproduktive Leistung und den L-Carnitinstatus der Ratte

    4 Materialien und Methoden 4.1 Aufbau der Studie 4.1.1 Aufbau der Experimente

    Die zwei Experimente wurden mit weiblichen SPRAQUE-DAWLEY-Ratten (Charles River

    WIGA, Sulzfeld) durchgeführt. Zu Versuchsbeginn wurden die Tiere in Gruppen mit glei-

    chen mittleren Lebendmassen eingeteilt. Die Gruppen sind in Tabelle 31 dargestellt.

    In beiden Experimenten erhielten die Tiere eine halbsynthetische Diät, die entweder mit

    L-Carnitin supplementiert war oder eine Diät ohne L-Carnitinsupplement (Kontrolle). Zu-

    sätzlich wurde den Tieren mit Pivalat angereichertes Trinkwasser gegeben. Zum Aus-

    gleich der Elektrolytbalance erhielten die Tiere der Kontrollgruppe mit Natriumbicarbonat

    (NaHCO3) angereichertes Trinkwasser.

    Tabelle 31: Behandlungsgruppen in den Experimenten 1 und 2

    Experiment 1 Experiment 2

    Gruppe Behandlunga Gruppe Behandlunga

    1 Kontrolle + NaHCO3 1 Kontrolle + NaHCO3 Kontrolle + Pivalat 2 Kontrolle + Pivalat 2

    3 5 g L-Carnitin/kg Diät + NaHCO3 3 1 g L-Carnitin/kg Diät + Pivalat 4 5 g L-Carnitin/kg Diät + Pivalat 4 3 g L-Carnitin/kg Diät + Pivalat 5 5 g L-Carnitin/kg Diät + Pivalat

    a Dosierung Pivalat und NaHCO3 jeweils 20 mmol/l

    Die Experimente begannen mit einer einwöchigen Adaptationsphase. Danach erfolgte die

    Verpaarung mit männlichen SPRAQUE-DAWLEY-Ratten (Charles River WIGA, Sulzfeld)

    über eine Woche. Nicht tragende Tiere wurden aus den Experimenten genommen.

    Innerhalb einer Stunde nach der Geburt wurde die Anzahl und das Gewicht (Messgenau-

    igkeit ± 0,1 g) der Neugeborenen, sowohl lebend als auch tot geborener, erfasst. Die Be-

    rechnung der Wurfmassen erfolgte aus den einzelnen Gewichten der lebend geborenen

    Ratten. Die Laktation wurde nur im Experiment 1 betrachtet. Dafür erfolgte eine Standar-

    disierung der Wurfgröße auf 11 Nachkommen pro Ratte, um den Einfluss

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  • Materialien und Methoden Aufbau der Studie

    unterschiedlicher Wurfgrößen auf das Wachstum der Nachkommen auszuschließen. Eine

    Ratte pro Gruppe diente als Amme für die überzähligen Neugeborenen. Bei einer mortali-

    tätsbedingten Verminderung der Wurfgröße wurden Nachkommen aus der gleichen Grup-

    pe mit ähnlichem Gewicht zugesetzt. Das Experiment 1 endete am 15. Lebenstag der

    Nachkommen. Das Experiment 2 endete mit der Geburt. Einen Überblick über die Tierbe-

    stände geben die Tabellen 32 und 33.

    In beiden Experimenten wurden Plasma- und Gewebeproben der Ratten zur Geburt sowie

    Proben der Neugeborenen gewonnen. Im Experiment 1 richtete sich die Auswahl der Tie-

    re nach der Reihenfolge der Geburten. Nachdem 6 Tiere innerhalb einer Gruppe gewor-

    fen hatten, wurden die folgenden 5 Ratten und jeweils 2 Nachkommen getötet. Diese Vor-

    gehensweise wurde gewählt, um eine ausreichende Anzahl an laktierenden Ratten zu ge-

    währleisten. Da in Gruppe 2 nur 9 Tiere trächtig wurden, konnten nur Proben von 3 Ratten

    gewonnen werden. In Gruppe 4 zeichnete sich anhand der Lebendmassezunahmen der

    Ratten eine geringe Trächtigkeitsrate ab, weshalb Proben von vier Tieren genommen wur-

    den. Ein Tier dieser Gruppe wurde aufgrund einer deutlich verspäteten Geburt aus dem

    Experiment genommen. Im Experiment 2 wurden alle Ratten nach Abschluss der Geburt

    und deren Neugeborene getötet.

    Der Aufbau der Experimente, die Fütterung und die Probennahmen sind in Tabelle 34

    dargestellt.

    Tabelle 32: Tierbestand im Experiment 1 (Ratte)

    Gruppe 1 2 3 4

    Kontrolle Kontrolle + 5 g L-Carnitin

    + 5 g Behandlung L-Carnitin

    NaHCO3 Pivalat NaHCO3 Pivalat

    Adaptation [n] 16 16 16 16 Verpaarte Ratten [n] 16 14* 16 15* Trächtige Ratten [n] 15 9 13 5

    Nicht trächtige Ratten [n] 1 5 3 10 Laktierende Ratten [n] 9 5 7 0 Ammen [n] 1 1 1 0

    n = Anzahl, * in Gruppe 2 verstarben zwei Tiere und in Gruppe 4 ein Tier in der Adaptationsphase

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  • Materialien und Methoden Aufbau der Studie

    Tabelle 33: Tierbestand im Experiment 2 (Ratte)

    Gruppe 1 2 3 4 5

    Behandlung Kontrolle Kontrolle + 1 g L-Carnitin

    + 3 g L-Carnitin

    + 5 g L-Carnitin

    NaHCO3 Pivalat Pivalat Pivalat Pivalat

    Adaptation [n] 14 14 14 14 14 Verpaarte Ratten [n] 14 12* 14 14 14 Trächtige Ratten [n] 12 8 10 12 9

    Nicht trächtige Ratten [n] 2 4 4 2 5

    n = Anzahl, * 2 Tiere wurden aufgrund einer geringen Futteraufnahme aus dem Experiment ge- nommen

    Tabelle 34: Schematischer Aufbau der Experimente, Fütterung und Probennahmen (Ratte)

    Experimente 1 2

    Mittlere Lebendmasse zu Beginn der Adaptationsphasea

    257 ± 17 g 253 ± 14 g

    Fütterung kontrolliert: 18 g/Ratte und Tag

    Adaptation

    Verpaarung

    Trächtigkeit wöchentliche Erfassung der Lebendmassen

    Gewichtserfassung aller Neugeborenen (lebend und tot geboren) Geburt

    Probennahme

    Ratte: Plasma Leber

    a Daten = Mittelwerte ± Standardabweichung

    Mit Pivalat- oder NaHCO3-angereichertes Trinkwasser stand ad libitum zur Verfügung. Bis

    zur Geburt erfolgte die Fütterung der Tiere kontrolliert, um eine einheitliche Futteraufnah-

    me zu gewährleisten und mögliche Einflüsse der Futteraufnahme auf die reproduktive Lei-

    stung der Ratten auszuschließen. In der Laktation wurde den Ratten ad libitum Futter an-

    geboten.

    Herz Skelettmuskel Neugeborene: Gesamtkörper

    Ratte: Plasma Leber Neugeborene: Gesamtkörper

    Fütterung: ad libitum Laktation

    Tägliche Gewichtserfassung der Würfe

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  • Materialien und Methoden Aufbau der Studie

    4.1.2 Haltungsbedingungen der Versuchstiere

    Die Experimente wurden im Institut für Ernährungswissenschaften der Martin-Luther-Uni-

    versität Halle-Wittenberg durchgeführt. Die Haltung der Tiere erfolgte nach den Richtlinien

    für den Umgang mit Labortieren (Weihe 1987) in einem klimatisierten Versuchsstall bei

    einer Raumtemperatur von 23° C und einer relativen Luftfeuchte von 50-60 % individuell

    in Makrolonkäfigen. Die Käfige waren mit Sägespänen ausgestreut und mit einem Metall-

    gitter abgedeckt. Die Beleuchtung erfolgte in einem 12 Stunden Hell/Dunkel Rhythmus

    (6.00 Uhr/18.00 Uhr). Die Tiere wurden täglich zwischen 8.00 und 9.00 Uhr gefüttert. Die

    tägliche Wasseraufnahme wurde von jeweils 4 Tieren pro Gruppe erfasst.

    4.1.3 Zusammensetzung und Herstellung der Diäten und des angereicherten

    Wassers

    Die Zusammensetzung der halbsynthetischen Diät ist Tabelle 35 zu entnehmen. Sie

    orientierte sich an den Empfehlungen des American Institute of Nutrition (Reeves et al.

    1993) sowie des National Research Council (1995). Aufgrund des geringen nativen L-Car-

    nitingehaltes diente Sojaproteinisolat als Proteinquelle. Die Zusammensetzung der Vita-

    min- und Mineralstoffvormischungen ist in Tabelle 36 dargestellt. Diese Vormischungen

    wurden mit Saccharose aufgefüllt und zu der Grundfuttermischung gegeben.

    Tabelle 35: Zusammensetzung der Diäten in Experiment 1 und 2

    Rationskomponenten [g/kg Diät]

    Maisstärke 400 Saccharose 240 Sojaproteinisolat 200 Sojabohnenöl 50

    Cellulose 50 DL-Methionin 5

    Die Diäten wurden zweimal pro Woche hergestellt, indem 945 g Grundfuttermischung,

    50 ml Sojaöl und 5 g L-Carnitin/Cellulose vermischt und unter Zugabe von Wasser zu

    einem festen Teig verarbeitet wurden. Die anschließende Gefriertrocknung (Christ BETA

    L-Tryptophan 0,2 Vitaminvormischung 14,8 Mineralstoffvormischung 40

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  • Materialien und Methoden Aufbau der Studie

    1-8, Martin Christ Gefriertrocknungsanlagen GmbH, Osterode) und Lagerung der Diäten

    bei -20° C ermöglichte einen Schutz vor Zerfallsprozessen.

    Tabelle 36: Mineralstoff- und Vitaminkonzentrationen in den Diäten

    Komponenten Substanzgehalt Menge/kg Diät

    Mineralstoffe Mengenelemente Dicalciumphosphat Ca 16 %, P 23 % 16,3 g Calciumcarbonat Ca 38 % 10,3 g Kaliumsulfat K 40 % 9,0 g Natriumchlorid Na 40 % 2,6 g Magnesiumoxid Mg 50 % 1,2 g

    Spurenelemente Eisensulfathydrat Fe 20 % 250 mg Zinkoxid Zn 79 % 38 mg Kupfersulfatpentahydrat Cu 25 % 32 mg Manganoxid Mn 62 % 16,1 mg Chromchloridhexahydrat Cr 20 % 5,1 mg Nickelsulfathexahydrat Ni 22 % 2,2 mg Natriumselenitpentahydrat Se 45 % 0,67 mg Calciumjodat J 62 % 0,32 mg Ammoniumheptamolybdattetrahydrat Mo 54 % 0,28 mg Vitamine Konzentration/g Cholinchlorid 980 mg 1020 mg All-trans-Retinol 5000 IE 800 mg Cholecalciferol 5000 IE 200 mg All-rac-α-tocopherylacetat 75 IE (50 %) 150 mg Nikotinsäure 990 mg 30,3 mg Cyanocobalamin 1 mg 25 mg Calciumpantothenat 1000 mg 15 mg Biotin 20 mg 10 mg Riboflavin 800 mg 7,5 mg Pyridoxinhydrochlorid 1000 mg 6,0 mg Thiaminhydrochlorid 1000 mg 5,0 mg Folsäure 1000 mg 2,0 mg Menadion-Natriumbisulfit 510 mg 1,5 mg

    IE = Internationale Einheit

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  • Materialien und Methoden Gewinnung und Aufarbeitung des Probenmaterials

    Die Bestimmung der Trockenm