Einleitung
Adipositas und die damit verbundenen Erkrankungen wie Hyperlipidämie, Insulindysregulation und Hufrehe stellen ein großes gesundheitliches Problem domestizierter Pferde und Ponys dar. Besonders Ponys, die als „leichtfuttrig“ gelten, sind öfter von Adipositas und den damit verbundenen Erkrankungen betroffen. Aktuelle Untersuchungen der intestinalen Mikrobiota bei Mäusen, Menschen und Pferden deuten darauf hin, dass es einen Zusammenhang zwischen der Mikrobiota und der Gewichtsentwicklung gibt und bei adipösen Individuen eine andere Zusammensetzung der Mikrobiota als bei normalgewichtigen Individuen vorliegt. Untersuchungen zu den Veränderungen der fäkalen equinen Mikrobiota während einer mehrmonatigen Gewichtszunahme bei Pferden und Ponys fehlen.
Ziele der Untersuchungen
Zweck der vorliegenden Studie war die Überprüfung der Effekte einer zweijährigen energiereichen Fütterung auf die fäkale Mikrobiota bei Pferden und Ponys. Dabei sollten folgende Hypothesen geprüft werden: (1) Die equine fäkale Mikrobiota verändert sich im Laufe der Gewichtszunahme hin zu einer Zusammensetzung wie sie für adipöse Individuen beschrieben ist. (2) Ponys besitzen eine andere Zusammensetzung der fäkalen Mikrobiota als Pferde.
Tiere, Material und Methoden
Zehn Shetlandponys (Alter 6 ± 3 Jahre) und zehn Warmblutpferde (Alter 10 ± 3 Jahre) erhielten zwei Jahre 200 % ihres Erhaltungsbedarfs an umsetzbarer Energie. Monatlich wurde der Energiebedarf an die aktuelle Körpermasse (KM) angepasst. Die Ration bestand zu 60 % aus Heu und zu 40 % aus einem Ergänzungsfutter (Rohprotein 13,4 %, Rohfett 14,4 %, Rohfaser 9,8 %, stickstofffreie Extraktstoffe 54,3 %). Morphometrische Daten (Body Condition Score (BCS), Cresty neck score (CNS) und Körpermasse (KM) wurden wöchentlich erfasst. Kotproben wurden 5 (t1), 11 (t2) und 23 (t3) Monate nach Beginn der energiereichen Fütterung bei den Pferden und Ponys gewonnen. Aus den Kotproben wurde die DNA extrahiert und die V3-V4 Region auf der 16S rRNA wurde mittels PCR vervielfältigt. Die PCR Produkte wurden mit Ilumina MiSequ sequenziert. Die Sequenzierungsdaten wurden mit FROGS ausgewertet und zur Beurteilung der Zusammensetzung der fäkalen Mikrobiota wurden die Diversität mittels Shannon und Simpson Index sowie das beobachtete Artenreichtum kalkuliert. Die Konzentrationen der gesamten
kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) sowie von Azetat, Propionat, Butyrat, Isobutyrat, Valerat und Isovalerat wurden mittels flüssig Gaschromatographie bestimmt. Der Laktatgehalt im Kot wurde mittels enzymatisch kolorimetrischer Messung ermittelt.
Die statistische Auswertung erfolgte mit der Software Statistica ©. Der Zeiteffekt wurde mit einer Friedmanns ANOVA und anschließendem Wilcoxen Rangsummentest mit Bonferroni Korrektur ermittelt. Für die Rasseneffekte wurde ein Mann- Whitney- U Test verwendet. Das Signifikanzniveau lag bei p < 0,05.
Ergebnisse
KM, BCS und CNS stiegen signifikant während der zweijährigen hochkalorischen Fütterung an. Beim Pony kam es zu einem Anstieg des Phylums Firmicutes (p = 0,025) zwischen t2 und t3 und bei beiden Rassen wurde ein signifikanter Anstieg des Phylums Actinobacteria in der fäkalen Mikrobiota zwischen t1 und t3 beobachtet. Bei Pferden konnte während der größten Gewichtszunahme zwischen t1 und t2 ein Abfall des Phylums Fibrobacteres (p = 0,028) beobachtet werden. In der fäkalen Mikrobiota der Ponys zeigte sich ein signifikanter Anstieg des Phylums Proteobacteria zwischen t1 und t2, gefolgt von einem Abfall zwischen t2 und t3. Der einzige signifikante Unterschied zwischen der fäkalen Mikrobiota der Pferde und der Ponys zum Zeitpunkt t1 war ein vermehrtes Vorkommen der Familie F082 in der fäkalen Mikrobiota der Ponys. Zum Zeitpunkt t2 wurde das Phylum Proteobacteria seltener in der Mikrobiota der Ponys beobachtet (p = 0,01). Die größten Unterschiede in der fäkalen Mikrobiota von Pferden und Ponys konnten zum Zeitpunkt t3 beobachtet werden. Dort kam das Phylum Fibrobacteres (p = 0,026) häufiger in der fäkalen Mikrobiota der Pferde vor und 5 Bakterienfamilien unterschieden sich signifikant in ihrem Vorkommen bei Pferden und Ponys.Während der größten Gewichtszunahme zwischen t1 und t2 zeigte sich ein signifikanter Abfall in der Artenvielfalt in der fäkalen Mikrobiota der Ponys. Im Kot der Pferde konnten,
verglichen mit dem der Ponys, signifikant höhere SCFA Konzentrationen gemessen werden: t1: Isobutyrat, t2: Isobutyrat und Azetat und t3: gesamt SCFA, Propionat und Isovalerat. Zwischen t1 und t2 zeigte sich ein signifikanter Anstieg der Laktat Konzentration in den Fäzes der Pferde und Ponys, der bei den Pferden anschließend von einem Abfall zwischen t2 und t3 begleitet wurde.
Schlussfolgerungen
Während der energiereichen Fütterung konnte ein Abfall der Artenvielfalt sowie
Änderungen in den Phyla Firmicutes, Actinobacteria und Fibrobacteres beobachtet werden. Unterschiede in der Mikrobiota von Pferden und Ponys konnten vor allem gegen Ende der 23-monatigen hochkalorischen Fütterung beobachtet werden. Während beim Pony die Bakterienfamilien F082, Bacteroidales UCG- 001,
Rikenellaceae und Ruminococcaceae vermehrt in der fäkalen Mikrobiota auftraten, kam beim Pferd das fibrolytischen Phylum Fibrobacteres und die fibrolytische Familie Fibrobacteraceae sowie verschiedene SCFAs häufiger vor. Dies könnte ein Hinweis auf eine verbesserte Faserfermentation der Pferde sein. Die funktionellen Konsequenzen dieser Mikrobiota Verschiebungen sollten zukünftig über Metabolomanalysen weiter abgeklärt werden.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:79046 |
| Date | 04 May 2022 |
| Creators | Langner, Katharina |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 10.1371/journal.pone.0230015, 10.1055/a-0824-5210 |
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