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

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.
Dafür wurden in diesem Versuch 336 männliche Eintagsküken der Zuchtlinie Cobb500 in sieben Versuchsgruppen unterteilt. Durch eine Phasen- Fütterung mit drei unterschiedlichen, auf Weizen und Sojamehl basierenden, Basisrationen während der Tage 1-10, 11-21 und 22-35 wurde der Erhaltungs- und Wachstumsbedarf gedeckt. Lediglich der Gehalt an Methionin lag ungefähr 15% unter den Empfehlungen der NRC. Die Basisrationen wurden jeweils mit 0,1, 0,25 oder 0,4% Methionin in Form von DLM oder MHA supplementiert (äquimolar vergleichbar). Die Körpergewichte und die Futteraufnahme wurden aufgezeichnet und an Tag 10, 21 und 35 wurden Tiere jeder Versuchsgruppe geschlachtet, um Proben von Plasma, Leber, Niere und Jejunummucosa zu entnehmen. Die Wachstumsleistung und die Schlachtkörpergewichte waren geringer, wenn die Methioninkonzentration im Futter unter den Empfehlungen der NRC war (Kontrollgruppe) und stiegen mit Erhöhung der Methioninkonzentration (Gruppen mit Methioninzulage). Der antioxidative Status wurde durch die Methionin-Supplementierung in Relation zur unsupplementierten Kontrolle in den meisten Geweben in allen drei Fütterungsphasen positiv beeinflusst. Die Parameter des antioxidativen Status, deren Werte signifikante Unterschiede aufwiesen, variierten dabei je nach Gewebe und Fütterungsphase. Zusätzlich wirkte sich eine Methioninzulage über den empfohlenen Bedarf hinaus bei einigen Parametern positiv im Vergleich zur bedarfsgerechten Gruppe mit 0,1% Methionin aus. Die Methioninquelle (DLM oder MHA) hatte dabei großteils keinen Einfluss.
Die Glutathionkonzentrationen (GSH) in der Leber war nach allen Fütterungsphasen in der Kontrollgruppe niedriger als in den Gruppen mit Methioninzulage. Die Tocopherolgehalte in Plasma, Leber und Jejunum waren im Vergleich zur Kontrollgruppe nach allen Fütterungsphasen, mit Ausnahme von Plasma Starter und Jejunum Grower, höher, wenn eine Methioninzulage vorgenommen wurde. In der Jejunummucosa waren die relativen mRNA-Konzentrationen der CAT und der SOD nach Tag 10, der SOD nach Tag 21 und der GPx nach Tag 35 sowie die Aktivitäten der SOD und CAT nach der Grower-Phase in der Kontrollgruppe höher als in den Behandlungsgruppen mit Methionin. Im Leber- und Nierengewebe gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den sieben Versuchsgruppen bezüglich der antioxidativen Enzyme. Die Oxidationsprodukte TBA- RS und PC im Plasma waren im Vergleich zur Kontrollgruppe nach der Starter- und nach der Finisher-Phase in den Broilern niedriger konzentriert, deren Ration mit Methionin supplementiert wurde. Im Lebergewebe zeigte sich der gleiche Effekt nur bezogen auf die PC nach der Finisher- Phase.
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.