Langzeiteinfluß der früh-postnatalen Ernährung auf den Körperfettgehalt von adulten Wildtyp- und heterozygoten Zuckerratten
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Zusammenfassung
Die Langzeitwirkung von Manipulationen der Wurfgröße auf den Körperfettgehalt sowie den Plasmaleptin- (PLS) und Plasmainsulinspiegel (PIS) von Wildtyp- (+/+) und heterozygoten (+/fa) Zuckerratten zu ermitteln, war Hauptziel dieser Untersuchung. Hierfür erfolgte die Aufzucht der Welpen entweder im kleinen (KN, je 3-4 Welpen), im normalen (NN, je 10-12 Welpen) oder im normalen Nest, das sich als unterernährt herausstellte (UN, je 9-12 Welpen) bei täglicher 'Rotation' der Welpen, d. h., wenn jede Mutter abwechselnd an einem Tag ein NN und an ein bis zwei Tagen ein KN säugte. Zudem wurde untersucht, ob eine Überernährung der Adulten die Langzeitwirkungen der früh-postnatalen Ernährungseinflüsse akzentuiert. Nach dem Absetzen erhielten alle Tiere Standardfutter ad libitum und im Alter von 150 Tagen wurde die Körperzusammensetzung an lebenden Tieren mittels TOBEC® sowie der PLS und PIS bestimmt. Anschließend bekamen die Tiere sechs Wochen lang hochkalorisches Zusatzfutter neben dem Standardfutter angeboten. Am Versuchsende, im Alter von 190 Tagen, wurde die Bestimmung der Körperzusammensetzung mittels TOBEC® wiederholt und neben den Hormonspiegeln auch die Körperzusammensetzung durch Trocknung bis Gewichtskonstanz und anschließender Chloroform-Extraktion ermittelt. Andererseits wurde das Körperfett mit dem individuell gemessenen Körperwasser und dem Hydrationsfaktor der durchschnittlichen fettfreien Körpermasse (FFM) berechnet. Nach Geschlechtern getrennt wurde neben der zweifaktoriellen ANOVA mit den Faktoren Aufzuchtart und Genotyp die Korrelation der untersuchten Parameter mit der Körpermasse beim Absetzen untersucht. Ergänzend wurde die Auswirkung der Interaktion zwischen Reduktion der Wurfgröße und dem Brutpflegeverhalten des Muttertiers auf die Adiposität beim Absetzen durch Austausch von Zuckerratten- bzw. Wistarrattenmüttern mit Ammen des anderen Stammes ermittelt, um zu testen, inwieweit in späteren Untersuchungen größere initiale Unterschiede im Körperfettgehalt beim Absetzen erzeugt werden können. Überraschenderweise trat durch die 'Rotation' der Welpen keine verstärkte Überernährung der KN-Welpen auf. Dagegen resultierte aus der alternierenden Versorgung der normalen Würfe im Wechsel mit 1-2 kleinen Würfen eine unerwartet große Unterernährung. Ursachen hierfür können sein, daß die Milch schneller als erwartet reduziert wurde, und der Milchfettgehalt nicht kompensatorisch angestiegen war. Weiterhin könnte die Mutter-Wurf-Interaktion durch die 'Rotation' gestört worden sein. Die signifikanten Unterschiede in der Körpermasse von männlichen und weiblichen Zuckerratten aus verschiedenen Nesttypen am d21 (KN>NN>UN) waren bereits am d60 zwischen KN- und NN-Tieren verschwunden, so daß bis d150 KN=NN>UN. Ebenso zeigten Männchen und Weibchen am d150 signifikante Unterschiede in FFDM, Fettmasse und Fettgehalt zwischen NN- und UN-Tieren, nicht aber zwischen KN- und NN-Tieren. Ein Genotypunterschied (+/fa > +/+) zeigte sich bei den Weibchen ab d120 in der Körpermasse ebenso wie am d150 auch in FFDM, Fettmasse, Fettgehalt und PLS. Bei den Männchen galt nur am d150 PLS +/fa > +/+. Nach der sechswöchigen hochkalorischen Zusatzfütterung bis zum Alter von 190 Tagen war bei den Weibchen der Unterschied zwischen den Aufzuchtarten in Körpermasse, FFDM, Fettmasse und Fettgehalt unverändert (KN=NN>UN), jedoch zeigte sich nun auch im PLS ein signifikanter Einfluß der Aufzuchtart (KN=NN>UN). Bei den Männchen ergab sich nach der hochkalorischen Zusatzfütterung zwar weiterhin in Körpermasse und FFDM KN=NN>UN, doch zeigte sich nun auch ein Unterschied zwischen KN und NN in Fettmasse und Fettgehalt, so daß KN>NN>UN. Der bei den Weibchen an d150 vorhandene Genotypunterschied in der Körpermasse bestand nach der hochkalorischen Zusatzfütterung weiterhin, doch war er in FFDM, Fettmasse und PLS nur noch tendenziell und im Fettgehalt nicht mehr erkennbar. Auch bei den Männchen ergab sich an d190 kein Genotypunterschied mehr im PLS. PLS und PIS korrelierten bei beiden Geschlechtern sowohl am d150 wie d190 miteinander. Regressionsanalysen zeigten, daß die Körpermasse beim Absetzen (d21) einen signifikanten Einfluß auf die Körpermasse des adulten Tieres hat. Während bei den Weibchen die hochkalorische Zusatzfütterung keinen Einfluß auf die Steilheit der Regressionsgeraden ausübte, bewirkte die Schokoladenfütterung bei den Männchen einen signifikant steileren Anstieg der Geraden (P < 0,001). Zudem korrelierte nicht nur der Körperfettgehalt der adulten Männchen und Weibchen mit dem Absetzgewicht, sondern im besonderen Maße auch die FFDM, wobei für die Männchen (0,63 & #61603; r & #61603; 0,86) die jeweilige Relation enger war als für die Weibchen (0,48 & #61603; r & #61603; 0,59). Die Körperzusammensetzung war bei lebenden adulten Zuckerratten eines Versuchskollektivs sowohl mittels TOBEC®-Messung (0,83 kleinergleich r kleinergleich 0,94) als auch Wägung (0,88 kleinergleich r kleinergleich 0,97) gut vorhersagbar. Die finale physikalisch-chemische Bestimmung konnte mit Hilfe des FFM-Hydrationsfaktors (r = 0,99 für den Zusammenhang der berechneten und gemessenen Körperzusammensetzungsparameter) erheblich vereinfacht werden. Dabei waren Unterschiede zwischen Männchen und Weibchen, zwischen Wildtyp- und heterozygoten Tieren sowie zwischen den verschiedenen Aufzuchtarten vernachlässigbar gering. Die Ammenaufzucht im KN durch Ammen des anderen Stammes hatte auf die Entwicklung der juvenilen Zucker- bzw. Wistarratten einen deutlichen Einfluß. So hatten von Wistarratten-Ammen aufgezogene Zuckerrattenwelpen eine signifikant höhere Körpermasse, FFDM und besonders Körperfettmasse im Vergleich zu Zuckerrattenwelpen, die von Zuckerrattenmüttern im KN aufgezogen wurden. Die von einer Zuckerratten-Amme im KN aufgezogenen Wistarrattenwelpen hatten dagegen niedrigere Werte für FFDM und Fettmasse, jedoch in gleicher Relation zur Feuchtmasse, wie die von Wistarrattenmüttern im kleinen Nest aufgezogenen Tiere. Bei ähnlicher Feuchtmasse zeigten sie aber eine fast doppelt so hohe Fettmasse im Vergleich zu den im NN von ihrer eigenen Mutter aufgezogenen Tieren. Somit zeigt diese Arbeit, daß die frühpostnatale Ernährung sowohl Körpermasse, FFDM wie Fettgehalt von adulten männlichen und weiblichen Zuckerratten beeinflußt, der Einfluß der frühpostnatalen Überernährung im Laufe der Zeit jedoch nachläßt. Als Welpen überernährte Tiere unterscheiden sich im Alter von 150 Tagen in allen untersuchten Parametern nicht von den NN-Tieren, während eine frühpostnatale Unterernährung eine permanente Reduzierung aller untersuchten Parameter bewirkt. Weitere Untersuchungen sind wichtig um abzusichern, daß die Unterschiede in der Persistenz der Folgen einer früh-postnatalen Unter- bzw. Überernährung mit der Größe der bis zum Absetzen erzielten Unterschiede in Körpermasse und Körperfettgehalt zusammenhängen. Nach hochkalorischer Zusatzfütterung zeigten sich sechs Wochen später bei den Männchen wieder Unterschiede zwischen KN- und NN-Tieren in Fettmasse und Fettgehalt. Genotypunterschiede wurden nicht verstärkt, sondern verwischt. Versuche, die initialen Unterschiede im Körperfettgehalt der Absetzlinge aus kleinen und normalen Nestern durch Aufzucht von Ammen eines anderen Stammes zu vergrößern, waren vielversprechend. Die gemeinsame Betrachtung der eigenen Befunde und der anderer Autoren zeigte klar eine Langzeitwirkung der früh-postnatalen Ernährung auf die Körperzusammensetzung, wenn die Tiere nach dem Absetzen die Standardnagetierdiät erhielten. Doch scheint besonders der Einfluß der früh-postnatalen Überernährung nicht sehr robust zu sein, so daß er leicht durch methodische Variationen überdeckt werden kann. Folgeuntersuchungen müßten klären, inwieweit diese Befunde durch die verwendete Methodik des Welpenaustauschs beeinflußt wurden. Bei einer späteren Überernährung durch hochkalorisches Zusatzfutter scheint das Alter, in dem die Überernährung erfolgt, für die Persistenz der Effekte der früh-postnatalen Ernährung eine wichtige Rolle zu spielen. Bei Überernährung vom Absetzen an, nicht aber bei einer erst im adulten Tier beginnenden Überernährung bleiben die Folgen der früh-postnatalen Ernährung sichtbar oder verstärken sich sogar. Falls sich ein solcher Zusammenhang bestätigen ließe, wäre er besonders im Hinblick auf die Ernährungslage bei Kindern und Jugendlichen in Industrienationen von großem Interesse. Auch die Beobachtung, daß adulte Männchen und Weibchen mit gleicher früh-postnataler Ernährung unterschiedlich auf eine hochkalorische Diät reagieren, sollte in weiteren Untersuchungen aufgegriffen werden.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Wettenberg : VVB Laufersweiler 2005