Experimentelle Untersuchungen zur Wirkung von Methionin auf den antioxidativen Status beim Broiler

Abstract

Methionin ist die erstlimitierende Aminosäure beim Geflügel und somit essenziell für verschiedenste Funktionen im Organismus. In der kommerziellen Broilermast ist dieser Aspekt sehr wichtig, da durch eine optimale Methioninzufuhr über das Futter die Leistung der Tiere gesteigert werden kann. In der Praxis werden die beiden Methioninprodukte DL- Methionin (DLM) oder das DL-2-hydroxy-4-(methythio) butanoic acid (DL-HMTBA; MHA) für die Supplementierung des Futters mit Methionin genutzt. DLM ist ein kristallines Pulver, welches mehr als 99% DL- Methionin enthält. MHA hingegen ist ein flüssiges Produkt, das eine Reinheit von lediglich 88% besitzt. Beide Methioninquellen wurden in den letzten Jahrzehnten in zahlreichen Studien verglichen.Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Hypothese zu untersuchen, dass sich eine Methionin-Supplementation positiv auf den antioxidativen Status in Plasma und Geweben beim Broiler auswirkt. Methionin übernimmt zahlreiche wichtige Funktionen im Organismus und kann als Vorstufe des Antioxidans Glutathion für die antioxidative Kapazität von Bedeutung sein. Aufgrund dessen sollte untersucht werden, wie sich eine suboptimale Methioninversorgung (Kontrollgruppe) bzw. eine Methioninzulage über den Bedarf hinaus (0,25% und 0,4%) im Vergleich zu einer bedarfsgerechten Methioninversorgung (0,1%), die als Kontrolle angesehen wurde, auf den antioxidativen Status der Broiler auswirkt. Außerdem wurden die beiden Methioninquellen DLM und MHA in der vorliegenden Studie, hinsichtlich ihrer Wirkung auf die Leistung und die antioxidative Kapazität der Broiler, verglichen.Zusammenfassend zeigten die Daten der vorliegenden Arbeit, dass die bedarfsgerechte Methionin- Supplementation des Futters gesunder Broiler, im Vergleich zu der Methioninzulage unter Bedarf in der Kontrollgruppe, zu einem Konzentrationsanstieg der Antioxidantien im Plasma und Geweben führte und diese teilweise sogar zusätzlich gesteigert wurden, wenn die Methioninzulage über die Empfehlungen hinaus ging. Außerdem ließen die verringerten mRNA- Konzentrationen der Enzyme und Enzymaktivitäten darauf schließen, dass der oxidative Stress in der Jejunummucosa durch die Methioninzulage reduziert wurde. Unterschiede zwischen den beiden Methioninquellen gab es dabei nicht. Die vermehrte Eliminierung von ROS durch nicht-enzymatische Antioxidantien, deren Konzentrationen durch die Methionin-Supplementierung gesteigert wurden, resultierte vermutlich in verminderter Synthese und höheren Aktivitäten von SOD, CAT und GPx. Der Grund dafür ist, dass ROS Transkriptionsfaktoren aktivieren, die für die Transkription der antioxidativen Enzyme verantwortlich sind. Methionine is the first limiting amino acid in poultry and is essential in a huge number of metabolic functions. This aspect is very important in the commercial production of broiler chickens because the optimal dietary supply with methionine increases the broilers performance and is therefore more economic. The Broiler diets are commonly supplemented with the two methionine sources DL- methionine (DLM) or DL-2-hydroxy-4-(methythio) butanoic acid (DL-HMTBA; MHA). DLM is a crystalline powder containing more than 99% DL- methionine whereas MHA is a liquid product with 88% of active substance. In recent decades, the investigation and comparison of these two methionine sources have been subject of many studies.This study hypothesized that dietary supplementation of methionine positively affects plasma and tissue antioxidant status of broilers. Methionine has plenty of functions in the organism, especially as precursor of the antioxidant glutathione, which can be important for the antioxidative capacity. Thus, it was investigated in which way a suboptimal methionine supplement (control) or a supplement higher than the recommended level (0,25% and 0,4%) would influence the antioxidative status in comparison to 0,1% methionine supplementation, which was regarded as the control level. Furthermore, the effect of the methionine sources DLM and MHA on the antioxidative status were supposed to be compared.In summary, these data indicate that dietary methionine supplementation in healthy broilers results in an increased antioxidant status in plasma and body tissues. The antioxidative status was partially even more increased when methionine supplementation was higher than the recommended level. In addition, methionine reduced oxidative stress in the jejunum mucosa as evidenced by reduced mRNA abundance and activities of antioxidant enzymes with no difference between methionine sources. The increased elimination of ROS by non-enzymatic antioxidants, which concentrations were increased by methionine-supplementation, probably resulted in a decreased syntheses and higher activities of SOD, CAT and GPx. ROS can activate transcription factors, which are responsible for transcription of antioxidative enzymes.