Dr. Saara J. Sander

Institut für Tierernährung

Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Ernährungsphysiologische

Auswirkungen

strukturierten Mischfutters

auf die Gesundheit von Schweinen

Gliederung

Was bedeutet „Futterstruktur“?

Einfluss der Futterstruktur auf…

… die Entstehung von Magengeschwüren,

… immunologische Einrichtungen im MDT,

… die gastrointestinale Mikroflora,

… pathogene Keime.

Diskussion

Was bedeutet „Futterstruktur“?

CP

CM

Bestimmung der „Futterstruktur“

CM

Geometric

Mean

Diameter

Magengesundheit

Magengesundheit

Mageninhalt

Schrot TS-Gehalt: 270 ± 65 g/kg uS

Pellets TS-Gehalt: 140 ± 64 g/kg uS

Betscher 2010

Mageninhalt

Pellet - fein Schrot- grob Pellet - grob Extrudat

TS-Gehalt (g/kg) 195a ± 54,2 299b ± 31,7 220a ± 56,2 228a ± 47,8

3,79 5,15 4,00 3,79 3,76 2,83 3,62 3,31 0

1

2

3

4

5

6

Pellet - fein Schrot - grob Pellet - grob Extrudat

pH-Wert

Kardia Fundus a

b

Bullermann 2012

Magengesundheit

Betscher 2010 Wintermann 2011 Arlinghaus 2012

Intensität der Veränderungen an der Magenschleimhaut

in Abhängigkeit von der Futterstruktur

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1

Schrot, grob Pellet, fein

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1

Schrot, grob Schrot, fein

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1

Schrot, grob Pellet, grob Pellet, fein

Magen

Relative Masse von Magen- und Darmwand sowie vom Pankreas in

Abhängigkeit von der Futterstruktur

Magen Dünndarm Zäkum Kolon Pankreas Autor

Schrot ,

fein --- --- 2,36 12,7 ---

Brunsgaard

1998 Schrot,

grob --- --- 2,32 12,2 ---

Pellet,

fein 7,26a 27,2a 2,20a 13,0 ---

Hedemann

et al. 2005 Schrot,

grob 8,24b 26,8b 2,43b 13,3 ---

Pellet,

fein 5,67a 27,8 1,86 11,2 ---

Betscher

2010 Schrot,

grob 7,78b 27,6 2,02 11,9 ---

Pellet,

fein 6,20a --- --- --- 1,88a

Arlinghaus

2012 Schrot,

grob 8,80b --- --- --- 2,05b

Morphologie

funktionale Zusammenhänge

Masse der Magenwand

vermehrte Muskelarbeit zur Durchmischung der Ingesta

feine Struktur: Magen eher ein „Durchgangsorgan“?

Masse des Pankreas

einhergehend mit einer vermehrten Sekretion?

Reaktion auf den Trockensubstanzgehalt und

den pH-Wert der Ingesta?

Einfluss auf Verdauungsprozesse

Speichelsekretion, Verweildauer der Ingesta,

Durchsäuerung der Ingesta, Pepsinaktivität

Die Mukusschicht

besteht aus neutralen und sauren Muzinen

→ sehr heterogene Gruppe von Glykoproteinen

Gleitschicht für den Chymus

Teil des angeborenen Immunsystems

physikalische Barriere für Pathogene

Abbaubarkeit: saure

neutrale Muzine saure Muzine

Die Mukusschicht

Duodenum Jejunum Ileum Zäkum Kolon

Schrot

grob 1,08 ± 0,213

1,09 ± 0,220

1,04a ± 0,145

1,00a ± 0,296

0,988a ± 0,142

Pellet

fein 1,25 ± 0,318

1,22 ± 0,307

1,34b ± 0,200

1,29b ± 0,278

1,13b ± 0,110

0

5

10

15

20

25

30

35

40

grob fein grob fein grob fein grob fein grob fein

Be

ch

erz

ell

en

je

10

0 E

pit

he

lze

lle

nneutral sauer

Die Mukusschicht

Betscher 2010

Die Mukusschicht

funktionale Zusammenhänge

verändertes Sekretionsmuster

mehr saure Muzine

→ höherer Schutz gegen eindringende Pathogene (Deplanke & Gaskins 2001)

Hinweise auf vermehrte Mukussekretion

Höhere endogene Verluste und damit höherer Protein- und

Energiebedarf für das Tier? (Callies 2012)

Reduzierte in vitro-Adhäsion von Salmonellen (Hedemann et al. 2005)

konnte von Callies (2012) nicht bestätigt werden.

Immunglobulin A

Sekretorischer Antikörper

von IgA-sezernierenden Plasmazellen in der

Lamina propria der Schleimhaut gebildet

Teil der sehr komplexen Immunabwehr im

Magen-Darm-Trakt

Mukusschicht dient als „Ankermatrix“

bindet Toxine und Pathogene

Schütt & Bröker 2009

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

Duodenum Jejunum Ileum Zäkum KolonIgA

-sezern

iere

nd

e P

lasm

azell

en

/10.0

00 µ

m2

Schrot, grob vermahlen Pellet, fein vermahlen

a b a b

Kein Einfluss der Futterstruktur auf das Vorkommen von Mastzellen

Immunglobulin A

Betscher 2010

Die Mikroflora

6,91 7,41 7,457,96 7,66 8,157,36 7,73 8,087,50 7,83 8,01

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

Magen kaudaler Dünndarm Zäkum

a a a b b b a b a a ab ab

2,34 6,10 6,274,40 4,96 5,992,46 5,68 6,051,84 5,33 5,83

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

Magen kaudaler Dünndarm Zäkum

a

b

a

a

a b ab ab a

a a a

2,34 6,10 6,274,40 4,96 5,992,46 5,68 6,051,84 5,33 5,83

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

Magen kaudaler Dünndarm Zäkum

Pellet - fein

Schrot - grob

Pellet - grob

Extrudat

Pellet

– fein

Schrot

– grob

Pellet

– grob

Extrudat

Magen kaudaler Dünndarm Zäkum

log

10 K

bE/g C

hym

us

coliforme

Keime

Laktobazillen

Bullermann 2012

Infektionen mit pathogenen Keimen

Überlebensrate im Mageninhalt

Salmonella Derby, Streptococcus suis Stamm 10 und A3286/94

Überlebensrate Mageninhalt Schrot grob

0

0,01

0,02

0,03

t = 0 t = 1 t = 2 t = 4

Üb

erl

eb

en

sra

te [

KB

E/g

Ch

ym

us

t =

x/ K

BE

/g C

hy

mu

s in

itia

l2

2,5

3

pH

-We

rt

S. Derby

Sc. suis

Stamm 10

Sc. suis A

3286/94

pH

Überlebensrate Mageninhalt Pellet fein

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

t = 3 t = 60 t = 120 t = 240

Zeit [min]

Üb

erl

eb

en

sra

te [

KB

E/g

Ch

ym

us

t =

x/ K

BE

/g C

hym

us in

itia

l

2

3

4

5

6

pH

-Wert

S. Derby Sc. suis Stamm 10 Sc. suis A3286/94 pH

Mageninhalt „Pellet fein“ Mageninhalt „Schrot grob“

Koop 2013

Magenbarriere

→ effektivere „Magenbarriere“ oral aufgenommene Pathogene werden überwiegend schon im Magen abgetötet

grob vermahlenes,

schrotförmiges Futter

5,00 ± 0,43

4,12 ± 0,99

2,95 ± 0,78

4,31 ± 0,78

4,82 ± 0,45

4,85 ± 0,49 4,82

± 0,43

4,78 ± 0,41

fein vermahlenes,

pelletiertes Futter

→ effektive pH-Wert-Absenkung

durch Schichtung des Futterbreis

→ viele Laktobazillen → Milchsäureproduktion ↑

→ einheitlicher pH-Wert im Mageninhalt

→ kaum Laktobazillen,

die z. B. Salmonellen verdrängen

Mikkelsen et al. 2004; Wintermann 2011

grobes Futter mehr Stärke gelangt

in den Dickdarm

Mikroorganismen verstoffwechseln

die Stärke u.a. zu Buttersäure

Manfred Rohde / HZI

Invasion von Salmonellen ↓

Elimination ↑

→ Reduktion des Auftretens

von Salmonelleninfektionen

höhere Lebensmittelsicherheit

Verbraucherschutz ↑

Salmonellenvorkommen

Fazit

Die Futterstruktur hat Einfluss auf zahlreiche

Faktoren im Magen-Darm-Trakt.

Eine gröbere Futterstruktur erscheint

vorteilhaft für das Tier, aber auch die

Lebensmittelsicherheit.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!