Die Abdeckung des Energiebedarfs ist insbesondere bei Sport- und Zuchtpferden mit einer Aufnahme hoher Stärkemengen gekoppelt. Daraus können jedoch sowohl fermentative Störungen, bedingt durch das Abfluten von Stärke in den Dickdarm, als auch metabolische Veränderungen resultieren, wobei letztere insbesondere in Form von gesteigerten Glucose- und Insulinreaktionen zum Ausdruck kommen und nicht zuletzt in der Entstehung einer Insulinresistenz münden können. In der vorliegenden Arbeit sollte der Einfluss verschiedener Nährstoffe bzw. Futtermittel in Kombination mit der Aufnahme einer stärkereichen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion bei gesunden Pferden überprüft werden. Für die Versuche standen insgesamt zwölf Wallache (Alter: 6 ± 4 Jahre, Gewicht: 552 ± 84 kg) zur Verfügung. Die Untersuchungen unterteilten sich in drei Fragestellungen, bei denen die jeweiligen Futtermittel randomisiert oder blockweise angeboten wurden. Als stärkereiche Mahlzeit wurde einmal täglich morgens Bruchmais in einer Dosierung von 2 g Stärke / kg KM verfüttert. Im ersten Versuchsabschnitt erhielten die Pferde verschiedene Heuzuteilungsformen (ad libitum oder restriktiv (0,6 kg / 100 kg KM)) in der Nacht vor Bruchmaisaufnahme sowie nach der Fütterung des Bruchmaises. Im zweiten Versuch wurde der Bruchmais in Kombination mit extrahierten Rohfaserquellen (0,2 g / kg KM Cellulose / Hemicellulose oder 0,1 g / kg KM Apfelpektin) oder 0,2 g Rohprotein / kg KM (in Form von Maiskleber) verfüttert. Im dritten Versuchsabschnitt erfolgte die Zulage von 0,2 ml Soja- oder Fischöl / kg KM zum Bruchmais. Je nach Fragestellung durchliefen die Pferde eine acht- bis elftägige Adaptationsphase, nach welcher sich ein- bis zweitägige Blutprobenentnahmetage anschlossen. Hierbei wurde den Pferden über einen Venenverweilkatheter bis 510 Minuten ppr. jeweils in halbstündigen Abständen Blut entnommen. Im Plasma wurden die Blutparameter Glucose (GOD-Methode) und Insulin (Radioimmunoassay) bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass die Zufuhr von Rohfaser in Form von Heu vor und nach Aufnahme einer stärkereichen Ration keinen wesentlichen Einfluss auf die Glucosereaktion hatte. Hierbei wurden die Glucosekonzentrationen nach zwölfstündiger Nüchterung durch die Heufütterung während der Blutentnahme nicht beeinflusst (AUCHeu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags 132 ± 72,5 mmol x min / l, AUCHeu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags 144 ± 114 mmol x min / l, Behandlung p > 0,05). Die Heuaufnahme während der Blutentnahme führte zu signifikant höheren Glucosekonzentrationen (Behandlung p = 0,02) wenn die Pferde vor der Bruchmaisaufnahme ad libitum Zugang zu Heu hatten (Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags). Die Flächen unter den Glucosekurven wiesen jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Behandlungen auf (AUCHeu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags 89,5 ± 50,5 mmol x min / l, AUCHeu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags 113 ± 62,7 mmol x min / l, Behandlung p > 0,05). Die Heufütterung während der Blutentnahme ließ nach zwölfstündiger Nüchterung signifikant höhere Insulinkonzentrationen (AUCHeu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags 5996 ± 4460 µU x min / ml) erkennen als ohne Heufütterung (AUCHeu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags 1626 ± 1040 µU x min / ml, Behandlung p = 0,02). Die Pferde zeigten weiterhin signifikant höhere Insulinwerte, wenn nach der Fütterung des Bruchmaises Heu ad libitum aufgenommen werden konnte (AUCHeu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags 1275 ± 845 µU x min / ml, AUCHeu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags 3701 ± 2163 µU x min / ml, Behandlung p = 0,04). Die Zugabe extrahierter Rohfaserquellen wie Cellulose / Hemicellulose sowie Pektin zu einer definierten Maisaufnahme zeigte keinen signifikanten Einfluss auf die Glucose- (AUCBruchmais 230 ± 163 mmol x min / l, AUCCellulose / Hemicellulose 259 ± 215 mmol x min / l, AUCPektin 274 ± 106 mmol x min / l, Behandlung p > 0,05) und Insulinreaktion (AUCBruchmais 8885 ± 4024 µU x min / ml, AUCCellulose / Hemicellulose 8767 µU x min / ml, AUCPektin 10657 µU x min / ml, Behandlung p > 0,05). Durch die additive Supplementierung von Sojaöl- und Fischöl zu einer stärkehaltigen Mahlzeit ließen sich keine signifikanten Unterschiede in der Glucose- (AUCSojaöl 268 mmol x min / l, AUCFischöl 234 mmol x min / l, AUCBruchmais 257 ± 113 mmol x min / l) und Insulinreaktion (AUCSojaöl 4640 µU x min / ml, AUCFischöl 3653 µU x min / ml, AUCBruchmais 4703 ± 3365 µU x min / ml) im Vergleich zur isolierten Bruchmaisaufnahme erkennen. Die Ergänzung von Protein zu einer stärkehaltigen Mahlzeit zeigte sehr variable Reaktionen innerhalb der Einzelpferde, wobei zwei Pferde keine Reaktion und zwei Pferde erhöhte Insulinreaktionen zeigten. Unterschiede in den Glucosereaktionen wurden nicht beobachtet. Zusammenfassend ist hervorzuheben, dass die gewählten Fütterungskonzepte (Zulage extrahierter Faserquellen, Protein oder Fett) bei einer Stärkezufuhr von 2 g Stärke / kg KM keinen signifikanten Einfluss auf die Glucose- und Insulinreaktionen hatten. Dagegen führte die Fütterung von Heu ad libitum nach Aufnahme einer stärkereichen Ration zu erhöhten Insulinkonzentrationen. Um die Glucose- und Insulinreaktion nachhaltig abschwächen zu können, ist als effiziente Maßnahme eine Reduktion der aufgenommenen Stärkemenge pro Mahlzeit zu empfehlen, wohingegen die Zulage von Rohfaser und Fett bei standardisierter Stärkeaufnahme keine Abschwächung der postprandialen Glucose- und Insulinreaktion bewirkt. / In order to meet horses’ requirements of work and exercise feeding high amounts of starch is common practice. However, a high intake of starch can increase the risk of either fermentative disorders due to an overload of starch in the hindgut, or of metabolic disorders leading to exaggerated blood glucose and insulin concentrations which possibly could induce insulin resistance. The aim of this study was to investigate the effects of different nutrients in combination with the intake of a starchy meal on blood glucose and insulin concentrations in healthy horses. Twelve geldings (age: 6 ± 4 years, body weight (BW): 552 ± 84 kg) were fed the respective diets either in a randomized order or in a block design. The experiment was divided into three feeding trials. In each trial, horses received cracked corn (2 g starch / kg BW) in the morning (0800 h). In the first trial horses were fed cracked corn and grass hay in four different orders (hay ad libitum or hay restrictive (0.6 kg / 100 kg BW)), in the night before and after the intake of cracked corn. In the second trial cracked corn was mixed with extracted diatary fibers (cellulose / hemicellulose (0.2 g / kg BW) or apple pectin (0.1 g / kg BW)) or with corn gluten (2 g crude protein / kg BW). In the third trial cracked corn was fed either in combination with soybean oil (0.2 ml / kg BW) or in combination with fish oil (0.2 ml / kg BW). Each feeding period consisted of eight to eleven days of acclimatization to the different diets followed by one or two blood collection days. Blood samples were taken via a venous catheter in half-hour intervals up to 510 minutes ppr. Plasma glucose concentrations were measured by a glucose oxidase assay, and insulin levels were determined using a radioimmunoassay. There was no influence of hay feeding during blood collection after a 12 h overnight fast on plasma glucose concentrations (AUChay restriktive night, hay restriktive day 132 ± 72.5 mmol x min / l, AUChay restriktive night, hay ad libitum day 144 ± 114 mmol x min / l, treatment p > 0.05). In contrast, hay feeding during the blood collection period led to significant higher plasma glucose concentrations (treatment p = 0.02) when horses had ad libitum access to hay in the night before the intake of cracked corn. There was no significant difference in the AUC (AUChay ad libitum night, hay restriktive day 89.5 ± 50.5 mmol x min / l, AUChay ad libitum night, hay ad libitum day 113 ± 62.7 mmol x min / l, treatment p > 0.05). Furthermore, horses which were fed hay ad libitum after the intake of cracked corn demonstrated significant higher insulin concentrations (AUChay restriktive night, hay ad libitum day 5996 ± 4460 µU x min / ml) than horses without hay feeding (AUChay restriktive night, hay restriktive day 1626 ± 1040 µU x min / ml, treatment p = 0.02). In case of ad libitum hay feeding during the night significant higher insulin concentrations were found in horses which had ad libitum access to hay after intake of cracked corn when compared to horses without hay feeding during blood collection (AUChay ad libitum night, hay restriktive day 1275 ± 845 µU x min / ml, AUChay ad libitum night, hay ad libitum day 3701 ± 2163 µU x min / ml, treatment p = 0.04). The addition of extracted cellulose / hemicellulose and extracted apple pectin did not change the glycaemic (AUCcracked corn 230 ± 163 mmol x min / l, AUCcellulose / hemicellulose 259 ± 215 mmol x min / l, AUCpectin 274 ± 106 mmol x min / l, treatment p > 0,05) and insulinaemic responses (AUCcracked corn 8885 ± 4024 µU x min / ml, AUCcellulose / hemicellulose 8767 µU x min / ml, AUCpectin 10657 µU x min / ml, treatment p > 0.05) in comparison to isolated intake of cracked corn. There were no differences in postprandial glucose (AUCsoybean oil 268 mmol x min / l, AUCfish oil 234 mmol x min / l, AUCcracked corn 257 ± 113 mmol x min / l, treatment p > 0,05) and insulin responses (AUCsoybean oil 4640 µU x min / ml, AUCfish oil 3653 µU x min / ml, AUCcracked corn 4703 ± 3365 µU x min / ml, treatment p > 0.05) between feeding either cracked corn alone or in combination with soybean oil or fish oil. Protein supplementation of a starchy meal resulted in highly individual insulin responses. Two horses showed higher insulin concentrations after addition of protein to the corn meal, whereas two horses showed no reaction to the respective diet. There were no differences in the glycaemic responses. In conclusion, the results demonstrated no influence of the applied feeding strategies including supplementation of a starchy meal (2 g / kg BW) by extracted dietary fibers, protein or fat on postprandial glucose and insulin responses. In contrast, hay feeding increased the plasma insulin concentrations after the intake of cracked corn. To attenuate the glycaemic and insulinaemic responses in the horse efficiently, a reduction of starch intake per meal to quantities below 1 g starch per kg BW and meal is recommended, whereas feeding strategies like the addition of fiber or fat to a standardised starch intake do not improve glucose metabolism in healthy horses.

Die Abdeckung des Energiebedarfs ist insbesondere bei Sport- und Zuchtpferden mit einer Aufnahme hoher Stärkemengen gekoppelt. Daraus können jedoch sowohl fermentative Störungen, bedingt durch das Abfluten von Stärke in den Dickdarm, als auch metabolische Veränderungen resultieren, wobei letztere insbesondere in Form von gesteigerten Glucose- und Insulinreaktionen zum Ausdruck kommen und nicht zuletzt in der Entstehung einer Insulinresistenz münden können. In der vorliegenden Arbeit sollte der Einfluss verschiedener Nährstoffe bzw. Futtermittel in Kombination mit der Aufnahme einer stärkereichen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion bei gesunden Pferden überprüft werden. Für die Versuche standen insgesamt zwölf Wallache (Alter: 6 ± 4 Jahre, Gewicht: 552 ± 84 kg) zur Verfügung. Die Untersuchungen unterteilten sich in drei Fragestellungen, bei denen die jeweiligen Futtermittel randomisiert oder blockweise angeboten wurden. Als stärkereiche Mahlzeit wurde einmal täglich morgens Bruchmais in einer Dosierung von 2 g Stärke / kg KM verfüttert. Im ersten Versuchsabschnitt erhielten die Pferde verschiedene Heuzuteilungsformen (ad libitum oder restriktiv (0,6 kg / 100 kg KM)) in der Nacht vor Bruchmaisaufnahme sowie nach der Fütterung des Bruchmaises. Im zweiten Versuch wurde der Bruchmais in Kombination mit extrahierten Rohfaserquellen (0,2 g / kg KM Cellulose / Hemicellulose oder 0,1 g / kg KM Apfelpektin) oder 0,2 g Rohprotein / kg KM (in Form von Maiskleber) verfüttert. Im dritten Versuchsabschnitt erfolgte die Zulage von 0,2 ml Soja- oder Fischöl / kg KM zum Bruchmais. Je nach Fragestellung durchliefen die Pferde eine acht- bis elftägige Adaptationsphase, nach welcher sich ein- bis zweitägige Blutprobenentnahmetage anschlossen. Hierbei wurde den Pferden über einen Venenverweilkatheter bis 510 Minuten ppr. jeweils in halbstündigen Abständen Blut entnommen. Im Plasma wurden die Blutparameter Glucose (GOD-Methode) und Insulin (Radioimmunoassay) bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass die Zufuhr von Rohfaser in Form von Heu vor und nach Aufnahme einer stärkereichen Ration keinen wesentlichen Einfluss auf die Glucosereaktion hatte. Hierbei wurden die Glucosekonzentrationen nach zwölfstündiger Nüchterung durch die Heufütterung während der Blutentnahme nicht beeinflusst (AUCHeu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags 132 ± 72,5 mmol x min / l, AUCHeu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags 144 ± 114 mmol x min / l, Behandlung p > 0,05). Die Heuaufnahme während der Blutentnahme führte zu signifikant höheren Glucosekonzentrationen (Behandlung p = 0,02) wenn die Pferde vor der Bruchmaisaufnahme ad libitum Zugang zu Heu hatten (Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags). Die Flächen unter den Glucosekurven wiesen jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Behandlungen auf (AUCHeu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags 89,5 ± 50,5 mmol x min / l, AUCHeu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags 113 ± 62,7 mmol x min / l, Behandlung p > 0,05). Die Heufütterung während der Blutentnahme ließ nach zwölfstündiger Nüchterung signifikant höhere Insulinkonzentrationen (AUCHeu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags 5996 ± 4460 µU x min / ml) erkennen als ohne Heufütterung (AUCHeu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags 1626 ± 1040 µU x min / ml, Behandlung p = 0,02). Die Pferde zeigten weiterhin signifikant höhere Insulinwerte, wenn nach der Fütterung des Bruchmaises Heu ad libitum aufgenommen werden konnte (AUCHeu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags 1275 ± 845 µU x min / ml, AUCHeu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags 3701 ± 2163 µU x min / ml, Behandlung p = 0,04). Die Zugabe extrahierter Rohfaserquellen wie Cellulose / Hemicellulose sowie Pektin zu einer definierten Maisaufnahme zeigte keinen signifikanten Einfluss auf die Glucose- (AUCBruchmais 230 ± 163 mmol x min / l, AUCCellulose / Hemicellulose 259 ± 215 mmol x min / l, AUCPektin 274 ± 106 mmol x min / l, Behandlung p > 0,05) und Insulinreaktion (AUCBruchmais 8885 ± 4024 µU x min / ml, AUCCellulose / Hemicellulose 8767 µU x min / ml, AUCPektin 10657 µU x min / ml, Behandlung p > 0,05). Durch die additive Supplementierung von Sojaöl- und Fischöl zu einer stärkehaltigen Mahlzeit ließen sich keine signifikanten Unterschiede in der Glucose- (AUCSojaöl 268 mmol x min / l, AUCFischöl 234 mmol x min / l, AUCBruchmais 257 ± 113 mmol x min / l) und Insulinreaktion (AUCSojaöl 4640 µU x min / ml, AUCFischöl 3653 µU x min / ml, AUCBruchmais 4703 ± 3365 µU x min / ml) im Vergleich zur isolierten Bruchmaisaufnahme erkennen. Die Ergänzung von Protein zu einer stärkehaltigen Mahlzeit zeigte sehr variable Reaktionen innerhalb der Einzelpferde, wobei zwei Pferde keine Reaktion und zwei Pferde erhöhte Insulinreaktionen zeigten. Unterschiede in den Glucosereaktionen wurden nicht beobachtet. Zusammenfassend ist hervorzuheben, dass die gewählten Fütterungskonzepte (Zulage extrahierter Faserquellen, Protein oder Fett) bei einer Stärkezufuhr von 2 g Stärke / kg KM keinen signifikanten Einfluss auf die Glucose- und Insulinreaktionen hatten. Dagegen führte die Fütterung von Heu ad libitum nach Aufnahme einer stärkereichen Ration zu erhöhten Insulinkonzentrationen. Um die Glucose- und Insulinreaktion nachhaltig abschwächen zu können, ist als effiziente Maßnahme eine Reduktion der aufgenommenen Stärkemenge pro Mahlzeit zu empfehlen, wohingegen die Zulage von Rohfaser und Fett bei standardisierter Stärkeaufnahme keine Abschwächung der postprandialen Glucose- und Insulinreaktion bewirkt.:INHALTSVERZEICHNIS ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS V 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 2 2.1 Einfluss verschiedener Getreidearten und deren Bearbeitungsformen auf die präcaecale Stärkeverdaulichkeit beim Pferd 2 2.2 Einfluss verschiedener Getreidearten und deren Bearbeitungsformen auf die Glucose- und Insulinreaktion beim Pferd 4 2.3 Einfluss von Rohfaser auf die Glucose- und Insulinreaktion beim Pferd 6 2.3.1 Definition und Eigenschaften von Rohfaser 6 2.3.2 Effekte löslicher Fasern auf Verdauungsvorgänge im Magen-Darm-Trakt 8 2.3.3 Effekte unlöslicher Fasern auf Verdauungsvorgänge im Magen-Darm-Trakt 10 2.3.4 Effekte von löslichen und unlöslichen Fasern auf die Glucose- und Insulinreaktion 11 2.4 Einfluss von Fett auf die Glucose- und Insulinreaktion 15 2.4.1 Klassifizierung und Eigenschaften von Fetten 15 2.4.2 Fette in der Pferdefütterung 16 2.4.3 Kurzfristige Effekte von Fettzulagen auf die Glucose- und Insulinreaktion 17 2.4.4 Langfristige Effekte von Fettzulagen auf die Glucose- und Insulinreaktion 18 2.5 Einfluss von Protein auf die Glucose- und Insulinreaktion 20 2.6 Zusammenfassung 23 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 24 3.1 Versuchsplanung 24 3.2 Experimentelle Versuchsdurchführung 24 3.2.1 Einfluss von Raufutterzulagen vor und nach Aufnahme einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung I) 24 3.2.1.1 Versuchsaufbau 24 3.2.2 Effekte der Zulage unterschiedlicher extrahierter Rohfaserquellen (Pektine, Cellulose / Hemicellulose) und Protein zu einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung II) 28 3.2.2.1 Versuchsaufbau 28 3.2.3 Effekte unterschiedlicher Fettzulagen (Sojaöl, Fischöl) zu einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung III) 32 3.2.3.1 Versuchsaufbau 32 3.3 Verwendete Techniken der Futtermittelbearbeitung 34 3.3.1 Mechanische Futtermittelbearbeitung 34 3.3.2 Thermische Futtermittelbearbeitung 34 3.4 Messungen und Untersuchungsmethoden 35 3.4.1 Körpermasse der Pferde 35 3.4.2 Futteraufnahmegeschwindigkeit 35 3.4.3 Methode der Blutprobengewinnung 35 3.4.4 Untersuchungsmethoden der Futtermittel 36 3.4.4.1 Trockensubstanz und Rohnährstoffgehalte 36 3.4.4.2 Stärke 37 3.4.4.3 Zucker 37 3.4.4.4 Fettsäuren 37 3.4.5 Untersuchungsmethoden der Plasmaproben 38 3.4.5.1 Glucose 38 3.4.5.2 Insulin 38 3.4.5.3 Fettsäuren 39 3.4.6 Statistische Auswertung 39 4 ERGEBNISSE 40 4.1 Allgemeine Beobachtungen 40 4.1.1 Gesundheitszustand der Pferde 40 4.1.2 Gewichtsentwicklung der Pferde 40 4.2 Einfluss von Raufutterzulagen vor und nach Aufnahme einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung I) 42 4.2.1 Futteraufnahmeverhalten 42 4.2.2 Futteraufnahmedauer 42 4.2.3 Glucosekonzentrationen im Plasma 43 4.2.3.1 Effekte einer zwölfstündigen Nüchterungsphase vor Maisaufnahme, ohne Heufütterung während der Blutentnahme (Heu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags) 43 4.2.3.2 Effekte einer zwölfstündigen Nüchterungsphase vor Maisaufnahme in Kombination mit Heufütterung während der Blutentnahme (Heu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags) 44 4.2.3.3 Vergleich der Fütterungsvarianten Heu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags und Heu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags 46 4.2.3.4 Effekte der Heufütterung vor Maisaufnahme ohne Heufütterung während der Blutentnahme (Heu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags) 47 4.2.3.5 Effekte der Heufütterung vor Maisaufnahme in Kombination mit Heufütterung während der Blutentnahme (Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags) 48 4.2.3.6 Vergleich der Fütterungsvarianten Heu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags und Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags 50 4.2.4 Insulinkonzentrationen im Plasma 51 4.2.4.1 Effekte einer zwölfstündigen Nüchterungsphase vor Maisaufnahme, ohne Heufütterung während der Blutentnahme (Heu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags) 51 4.2.4.2 Effekte einer zwölfstündigen Nüchterungsphase vor Maisaufnahme in Kombination mit Heufütterung während der Blutentnahme (Heu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags) 52 4.2.4.3 Vergleich der Fütterungsvarianten Heu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags und Heu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags 54 4.2.4.4 Effekte der Heufütterung vor Maisaufnahme, ohne Heufütterung während der Blutentnahme (Heu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags) 55 4.2.4.5 Effekte der Heufütterung vor Maisaufnahme in Kombination mit Heufütterung während der Blutentnahme (Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags) 56 4.2.4.6 Vergleich der Fütterungsvarianten Heu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags und Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags 58 4.3 Effekte der Zulage unterschiedlicher extrahierter Rohfaserquellen (Pektine, Cellulose / Hemicellulose) und Protein (Maiskleber) zu einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung II) 59 4.3.1 Futteraufnahmeverhalten 59 4.3.2 Futteraufnahmedauer 59 4.3.3 Einfluss der Zulage unterschiedlicher extrahierter Rohfaserquellen (Pektin, Cellulose / Hemicellulose) 61 4.3.3.1 Glucosekonzentrationen im Plasma 61 4.3.3.2 Insulinkonzentrationen im Plasma 63 4.3.4 Einfluss der Zulage von Protein (Maiskleber) 65 4.3.4.1 Glucosekonzentrationen im Plasma 65 4.3.4.2 Insulinkonzentrationen im Plasma 67 4.4 Effekte unterschiedlicher Fettzulagen zu einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung III) 69 4.4.1 Futteraufnahmeverhalten 69 4.4.2 Futteraufnahmedauer 69 4.4.3 Fettsäuren im Plasma 69 4.4.4 Glucosekonzentrationen im Plasma 70 4.4.5 Insulinkonzentrationen im Plasma 72 4.5 Zusammenfassung der Ergebnisse 74 5 DISKUSSION 76 5.1 Kritik der Methoden 76 5.1.1 Auswahl der Versuchstiere 76 5.1.2 Versuchsdesign 76 5.1.3 Auswahl der Futtermittel 76 5.1.4 Dosierung der Futtermittel 77 5.1.4.1 Stärkegehalt in der Ration 77 5.1.4.2 Quantität der Zulagen 77 5.2 Erörterung der eigenen Ergebnisse 79 5.3 Schlussbetrachtung 89 6 ZUSAMMENFASSUNG 91 7 SUMMARY 93 8 LITERATURVERZEICHNIS 95 9 TABELLENANHANG 110 10 DANKSAGUNG 123 / In order to meet horses’ requirements of work and exercise feeding high amounts of starch is common practice. However, a high intake of starch can increase the risk of either fermentative disorders due to an overload of starch in the hindgut, or of metabolic disorders leading to exaggerated blood glucose and insulin concentrations which possibly could induce insulin resistance. The aim of this study was to investigate the effects of different nutrients in combination with the intake of a starchy meal on blood glucose and insulin concentrations in healthy horses. Twelve geldings (age: 6 ± 4 years, body weight (BW): 552 ± 84 kg) were fed the respective diets either in a randomized order or in a block design. The experiment was divided into three feeding trials. In each trial, horses received cracked corn (2 g starch / kg BW) in the morning (0800 h). In the first trial horses were fed cracked corn and grass hay in four different orders (hay ad libitum or hay restrictive (0.6 kg / 100 kg BW)), in the night before and after the intake of cracked corn. In the second trial cracked corn was mixed with extracted diatary fibers (cellulose / hemicellulose (0.2 g / kg BW) or apple pectin (0.1 g / kg BW)) or with corn gluten (2 g crude protein / kg BW). In the third trial cracked corn was fed either in combination with soybean oil (0.2 ml / kg BW) or in combination with fish oil (0.2 ml / kg BW). Each feeding period consisted of eight to eleven days of acclimatization to the different diets followed by one or two blood collection days. Blood samples were taken via a venous catheter in half-hour intervals up to 510 minutes ppr. Plasma glucose concentrations were measured by a glucose oxidase assay, and insulin levels were determined using a radioimmunoassay. There was no influence of hay feeding during blood collection after a 12 h overnight fast on plasma glucose concentrations (AUChay restriktive night, hay restriktive day 132 ± 72.5 mmol x min / l, AUChay restriktive night, hay ad libitum day 144 ± 114 mmol x min / l, treatment p > 0.05). In contrast, hay feeding during the blood collection period led to significant higher plasma glucose concentrations (treatment p = 0.02) when horses had ad libitum access to hay in the night before the intake of cracked corn. There was no significant difference in the AUC (AUChay ad libitum night, hay restriktive day 89.5 ± 50.5 mmol x min / l, AUChay ad libitum night, hay ad libitum day 113 ± 62.7 mmol x min / l, treatment p > 0.05). Furthermore, horses which were fed hay ad libitum after the intake of cracked corn demonstrated significant higher insulin concentrations (AUChay restriktive night, hay ad libitum day 5996 ± 4460 µU x min / ml) than horses without hay feeding (AUChay restriktive night, hay restriktive day 1626 ± 1040 µU x min / ml, treatment p = 0.02). In case of ad libitum hay feeding during the night significant higher insulin concentrations were found in horses which had ad libitum access to hay after intake of cracked corn when compared to horses without hay feeding during blood collection (AUChay ad libitum night, hay restriktive day 1275 ± 845 µU x min / ml, AUChay ad libitum night, hay ad libitum day 3701 ± 2163 µU x min / ml, treatment p = 0.04). The addition of extracted cellulose / hemicellulose and extracted apple pectin did not change the glycaemic (AUCcracked corn 230 ± 163 mmol x min / l, AUCcellulose / hemicellulose 259 ± 215 mmol x min / l, AUCpectin 274 ± 106 mmol x min / l, treatment p > 0,05) and insulinaemic responses (AUCcracked corn 8885 ± 4024 µU x min / ml, AUCcellulose / hemicellulose 8767 µU x min / ml, AUCpectin 10657 µU x min / ml, treatment p > 0.05) in comparison to isolated intake of cracked corn. There were no differences in postprandial glucose (AUCsoybean oil 268 mmol x min / l, AUCfish oil 234 mmol x min / l, AUCcracked corn 257 ± 113 mmol x min / l, treatment p > 0,05) and insulin responses (AUCsoybean oil 4640 µU x min / ml, AUCfish oil 3653 µU x min / ml, AUCcracked corn 4703 ± 3365 µU x min / ml, treatment p > 0.05) between feeding either cracked corn alone or in combination with soybean oil or fish oil. Protein supplementation of a starchy meal resulted in highly individual insulin responses. Two horses showed higher insulin concentrations after addition of protein to the corn meal, whereas two horses showed no reaction to the respective diet. There were no differences in the glycaemic responses. In conclusion, the results demonstrated no influence of the applied feeding strategies including supplementation of a starchy meal (2 g / kg BW) by extracted dietary fibers, protein or fat on postprandial glucose and insulin responses. In contrast, hay feeding increased the plasma insulin concentrations after the intake of cracked corn. To attenuate the glycaemic and insulinaemic responses in the horse efficiently, a reduction of starch intake per meal to quantities below 1 g starch per kg BW and meal is recommended, whereas feeding strategies like the addition of fiber or fat to a standardised starch intake do not improve glucose metabolism in healthy horses.:INHALTSVERZEICHNIS ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS V 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 2 2.1 Einfluss verschiedener Getreidearten und deren Bearbeitungsformen auf die präcaecale Stärkeverdaulichkeit beim Pferd 2 2.2 Einfluss verschiedener Getreidearten und deren Bearbeitungsformen auf die Glucose- und Insulinreaktion beim Pferd 4 2.3 Einfluss von Rohfaser auf die Glucose- und Insulinreaktion beim Pferd 6 2.3.1 Definition und Eigenschaften von Rohfaser 6 2.3.2 Effekte löslicher Fasern auf Verdauungsvorgänge im Magen-Darm-Trakt 8 2.3.3 Effekte unlöslicher Fasern auf Verdauungsvorgänge im Magen-Darm-Trakt 10 2.3.4 Effekte von löslichen und unlöslichen Fasern auf die Glucose- und Insulinreaktion 11 2.4 Einfluss von Fett auf die Glucose- und Insulinreaktion 15 2.4.1 Klassifizierung und Eigenschaften von Fetten 15 2.4.2 Fette in der Pferdefütterung 16 2.4.3 Kurzfristige Effekte von Fettzulagen auf die Glucose- und Insulinreaktion 17 2.4.4 Langfristige Effekte von Fettzulagen auf die Glucose- und Insulinreaktion 18 2.5 Einfluss von Protein auf die Glucose- und Insulinreaktion 20 2.6 Zusammenfassung 23 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 24 3.1 Versuchsplanung 24 3.2 Experimentelle Versuchsdurchführung 24 3.2.1 Einfluss von Raufutterzulagen vor und nach Aufnahme einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung I) 24 3.2.1.1 Versuchsaufbau 24 3.2.2 Effekte der Zulage unterschiedlicher extrahierter Rohfaserquellen (Pektine, Cellulose / Hemicellulose) und Protein zu einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung II) 28 3.2.2.1 Versuchsaufbau 28 3.2.3 Effekte unterschiedlicher Fettzulagen (Sojaöl, Fischöl) zu einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung III) 32 3.2.3.1 Versuchsaufbau 32 3.3 Verwendete Techniken der Futtermittelbearbeitung 34 3.3.1 Mechanische Futtermittelbearbeitung 34 3.3.2 Thermische Futtermittelbearbeitung 34 3.4 Messungen und Untersuchungsmethoden 35 3.4.1 Körpermasse der Pferde 35 3.4.2 Futteraufnahmegeschwindigkeit 35 3.4.3 Methode der Blutprobengewinnung 35 3.4.4 Untersuchungsmethoden der Futtermittel 36 3.4.4.1 Trockensubstanz und Rohnährstoffgehalte 36 3.4.4.2 Stärke 37 3.4.4.3 Zucker 37 3.4.4.4 Fettsäuren 37 3.4.5 Untersuchungsmethoden der Plasmaproben 38 3.4.5.1 Glucose 38 3.4.5.2 Insulin 38 3.4.5.3 Fettsäuren 39 3.4.6 Statistische Auswertung 39 4 ERGEBNISSE 40 4.1 Allgemeine Beobachtungen 40 4.1.1 Gesundheitszustand der Pferde 40 4.1.2 Gewichtsentwicklung der Pferde 40 4.2 Einfluss von Raufutterzulagen vor und nach Aufnahme einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung I) 42 4.2.1 Futteraufnahmeverhalten 42 4.2.2 Futteraufnahmedauer 42 4.2.3 Glucosekonzentrationen im Plasma 43 4.2.3.1 Effekte einer zwölfstündigen Nüchterungsphase vor Maisaufnahme, ohne Heufütterung während der Blutentnahme (Heu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags) 43 4.2.3.2 Effekte einer zwölfstündigen Nüchterungsphase vor Maisaufnahme in Kombination mit Heufütterung während der Blutentnahme (Heu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags) 44 4.2.3.3 Vergleich der Fütterungsvarianten Heu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags und Heu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags 46 4.2.3.4 Effekte der Heufütterung vor Maisaufnahme ohne Heufütterung während der Blutentnahme (Heu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags) 47 4.2.3.5 Effekte der Heufütterung vor Maisaufnahme in Kombination mit Heufütterung während der Blutentnahme (Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags) 48 4.2.3.6 Vergleich der Fütterungsvarianten Heu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags und Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags 50 4.2.4 Insulinkonzentrationen im Plasma 51 4.2.4.1 Effekte einer zwölfstündigen Nüchterungsphase vor Maisaufnahme, ohne Heufütterung während der Blutentnahme (Heu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags) 51 4.2.4.2 Effekte einer zwölfstündigen Nüchterungsphase vor Maisaufnahme in Kombination mit Heufütterung während der Blutentnahme (Heu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags) 52 4.2.4.3 Vergleich der Fütterungsvarianten Heu restriktiv nachts, Heu restriktiv tags und Heu restriktiv nachts, Heu ad libitum tags 54 4.2.4.4 Effekte der Heufütterung vor Maisaufnahme, ohne Heufütterung während der Blutentnahme (Heu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags) 55 4.2.4.5 Effekte der Heufütterung vor Maisaufnahme in Kombination mit Heufütterung während der Blutentnahme (Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags) 56 4.2.4.6 Vergleich der Fütterungsvarianten Heu ad libitum nachts, Heu restriktiv tags und Heu ad libitum nachts, Heu ad libitum tags 58 4.3 Effekte der Zulage unterschiedlicher extrahierter Rohfaserquellen (Pektine, Cellulose / Hemicellulose) und Protein (Maiskleber) zu einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung II) 59 4.3.1 Futteraufnahmeverhalten 59 4.3.2 Futteraufnahmedauer 59 4.3.3 Einfluss der Zulage unterschiedlicher extrahierter Rohfaserquellen (Pektin, Cellulose / Hemicellulose) 61 4.3.3.1 Glucosekonzentrationen im Plasma 61 4.3.3.2 Insulinkonzentrationen im Plasma 63 4.3.4 Einfluss der Zulage von Protein (Maiskleber) 65 4.3.4.1 Glucosekonzentrationen im Plasma 65 4.3.4.2 Insulinkonzentrationen im Plasma 67 4.4 Effekte unterschiedlicher Fettzulagen zu einer stärkehaltigen Mahlzeit auf die Glucose- und Insulinreaktion (Fragestellung III) 69 4.4.1 Futteraufnahmeverhalten 69 4.4.2 Futteraufnahmedauer 69 4.4.3 Fettsäuren im Plasma 69 4.4.4 Glucosekonzentrationen im Plasma 70 4.4.5 Insulinkonzentrationen im Plasma 72 4.5 Zusammenfassung der Ergebnisse 74 5 DISKUSSION 76 5.1 Kritik der Methoden 76 5.1.1 Auswahl der Versuchstiere 76 5.1.2 Versuchsdesign 76 5.1.3 Auswahl der Futtermittel 76 5.1.4 Dosierung der Futtermittel 77 5.1.4.1 Stärkegehalt in der Ration 77 5.1.4.2 Quantität der Zulagen 77 5.2 Erörterung der eigenen Ergebnisse 79 5.3 Schlussbetrachtung 89 6 ZUSAMMENFASSUNG 91 7 SUMMARY 93 8 LITERATURVERZEICHNIS 95 9 TABELLENANHANG 110 10 DANKSAGUNG 123

Die zunehmend kritische Betrachtung von Tierhaltungssystemen durch den Verbraucher erfordert eine wissenschaftliche Bewertung der Tiergerechtheit und der arteigenen Bedürfnisse von Nutztieren. Konventionelle ballaststoffarme Schweinemastfutter entsprechen nicht den ethologischen und ernährungsphysiologischen Ansprüchen der Tiere. Verhaltensstörungen sind daher bei Schweinen verbreitet. Der gewählte Forschungsansatz geht davon aus, dass eine erhöhte Befriedigung der Fressmotivation durch rohfaserreiche Futtermittel hier Abhilfe schaffen kann. Daher wurden je 14 Börge über eine Mastperiode mit einer lignocellulosehaltigen Ration gefüttert und mit einer konventionell gemästeten Tiergruppe verglichen. Die Futteraufnahme der Tiere wurde am Fressplatz mit RFID-Respondern registriert. Dabei zeigte sich, dass rohfaserreich gefütterte Schweine langsamer, länger und seltener fraßen und insgesamt weniger Futter aufnahmen. Das lässt auf ein erhöhtes Sättigungsgefühl der Tiere schließen. Das Aktivitäts- und Erkundungsverhalten wurde durch eine Kombination verschiedener Methoden gemessen. Videoanalysen belegten, dass die Tiere beider Gruppen etwa gleich lang ruhten. Die Rohfasertiere zeigten sich dabei weniger empfindlich gegenüber der Umgebungstemperatur. Die Erkundungsintensität, die mittels Respondern gemessen wurde, war ebenfalls nicht durch das Futter beeinflusst. Rohfaserreich gefütterte Schweine zeigten allerdings weniger Interesse an einem Spielzeug und weniger agonistische Auseinandersetzungen. Die Konkurrenz am Futterautomaten war wegen der längeren Fresszeit jedoch erhöht. Vermutlich war die Haltungsumwelt nicht geeignet, bestimmte Unterschiede im Verhalten der Schweine festzustellen. Die Rohfasertiere wuchsen langsamer als die Kontrolltiere, hatten jedoch Schlachtkörper mit erhöhtem Muskelfleischanteil. Die Futterverwertung unterschied sich nicht. Rohfaserreiches Futter verbessert offensichtlich beim Mastschwein die Sättigung und erhöht das Tierwohl. / Animal welfare is of growing importance to consumers of animal products. The development of animal-friendly housing systems and the research on the animal’s requirements are thus aspects of interest. Conventional feeds for fattening pigs are poor in dietary fibre and do not meet the ethologic and nutritional physiologic needs of pigs. This presumably this leads to misdirected behaviour and behavioural disorders, which are widespread in growing pigs. Numerous studies indicate that fibrous feed causes a higher satiation. The thesis on hand is based on the approach that a high level of crude fibre for fattening pigs leads to a reduced motivation to feed and to explore and thus provides relief to the animals. To investigate this, groups of 14 castrated male pigs were fed with a ration containing lignocelluloses during an entire fattening period and were compared to conventionally fed pigs. The feeding pattern of the animals was recorded using RFID responders. Pigs receiving high-fibre feed ate slower, longer and less often and consumed less feed than control pigs. This indicated an improved satiation. Activity and explorative behaviour was measured using various methods. Video analysis showed that both groups performed the same amount of resting behaviour. When choosing a place to rest, high-fibre pigs were less sensitive to their ambient temperature. The intensity of exploration, which was RFID-recorded, was not influenced by the feed. However, high-fibre pigs showed less interest in a toy and less agonistic behaviour. The competition at the feeders was higher, probably because of the prolonged feeding time. Presumably the housing conditions were not suitable for the detection of differences in explorative behaviour between high-fibre and control groups. High-fibre pigs fattened less than control pigs, but delivered better carcasses. The feed conversion was the same for both groups. Fibrous feed apparently enhances satiety in growing pigs and improves animal welfare.

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