Einflüsse einer pansengeschützten Methionin- und Lysin-Supplementation der Futterration auf die Entwicklungskompetenz boviner Kumulus-Oozyten-Komplexe

Abstract

Als Bausteine von Proteinen sind Aminosäuren wichtige Nahrungsbestandteile und von großer Bedeutung für die Reproduktionsleistung von Milchkühen. Ziel der Arbeit war es, darzustellen, inwieweit sich die Supplementation pansengeschützten Methionins und Lysins auf die Entwicklungskompetenz boviner Kumulus-Oozyten-Komplexe (KOK) auswirkt, da sie als die am stärksten limitierenden Aminosäuren für Milchkühe gelten. Für den Versuch wurden 30 pluripare Holstein-Kühe in zwei Gruppen unterteilt, wobei 14 von ihnen post partum eine Supplementation der Futterration mit pansengeschütztem Methionin und Lysin erhielten. Ab dem 40. Tag post partum erfolgte die KOK-Gewinnung mittels Ovum Pick-Up (OPU) achtmal im wöchentlichen Abstand. Vor dem OPU wurden Blutproben zur Bestimmung der Plasma-Aminosäurekonzentration genommen. Begleitende Milchuntersuchungen dienten der Leistungskontrolle der Kühe. Bei dem durchgeführten OPU ergaben sich Wiederfindungsraten von 61,3 ± 29,4 % für die Versuchsgruppe (RPAA) und 62,6 ± 33,5 % für die Kontrollgruppe (CON). Die gewonnenen Oozyten von RPAA (n=240) und CON (n=299) wurden zu einem großen Teil der In-vitro Produktion zugeführt. Hierbei erwiesen sich die Teilungsraten (RPAA: 84,1 ± 5,9 %; CON: 81,9 ± 8,6 %) und die Entwicklungsraten (Tag 7: 18,3 ± 4,4 % vs.15,4 ± 8,9 %) beider Gruppen als ähnlich. Der Milchproteingehalt (RPAA 3,15 ± 0,25 %; CON 3,05 ±0,22 %; p = 3,3 x 10-5) und der Milchfettgehalt (RPAA 4,18 ± 0,5 %; CON 4,01 ±0,5 %; p = 0,001) von Kühen der RPAA-Gruppe zeigten eine geringfügige Erhöhung im Vergleich zu den Kühen der CON-Gruppe. Bezüglich der Milchmenge und des Milchharnstoffgehaltes wurden keine Unterschiede zwischen den Gruppen festgestellt. Insgesamt sanken die Aminosäurekonzentrationen im Plasma durch die Supplementation pansengeschützten Methionins und Lysins (p = 0,005). Dieser Effekt spiegelte sich vor allem bei den essenziellen Aminosäuren wider (p = 0,04), wobei auch die nicht-essenziellen Aminosäuren eine Tendenz dazu zeigten. Zudem war der Gehalt von Threonin, Glutamin und Valin bei RPAA signifikant niedriger. Bei der RT-qPCR konnte eine signifikant geringere Expression von HSPA1A, DNMT1 und MAT2B bei expandierten Blastozysten der RPAA-Gruppe von Tag 7 im Vergleich zu denen der CON-Gruppe nachgewiesen werden. Die Lipidanalyse ergab vor allem bei unreifen Oozyten Unterschiede, die sich als Veränderungen des Fettsäuremusters der eingelagerten Triacylglyceride (TAGs) darstellten. Insbesondere ließ sich ein erhöhter Gehalt an Ölsäure (18:1) in unreifen Oozyten von Kühen, die die Kontrollration erhielten, nachweisen. In reifen Oozyten zeigten sich diese Unterschiede lediglich bei einer Komponente (TAG (60:4) FA 18:1), es fanden sich allerdings größere Mengen an Etherlipiden in den reifen Oozyten der CON-Gruppe. Expandierte Blastozyten wiesen einen höheren Gehalt der Phosphatidylcholine (34:1) und (34:2) in der RPAA-Gruppe auf. O-Behenoylcarnitin kam hingegen vermehrt in Embryonen der CON-Gruppe vor. Die Metabolomanalyse deckte lediglich Unterschiede bei den unreifen Oozyten auf. Diese stellten sich als erhöhte Gehalte an Laurinsäure, Thymidin, Erythrosephosphat und Acetylcarnitin in Oozyten der RPAA-Gruppe dar. Abschließend kann festgehalten werden, dass die Supplementation pansengeschützten Methionins und Lysins keinen signifikanten Einfluss auf die Entwicklungsraten von Oozyten in der In-vitro Produktion hat, jedoch vermutlich zu einer Reduktion der DNA-Methylierung und des oxidativen Stresses von Oozyten und Embryonen führt und die Qualität verbessert.