Jane Doberenz

Experimentelle Untersuchungen zur Wirkung von L-Carnitin auf die Trächtigkeit und die Laktation bei Sauen und Ratten

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Ernährungswissenschaften (Dr. troph.) vorgelegt an der Naturwissenschaftlichen Fakultät III der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 27.11.2006

Abstract
Eine L-Carnitinsupplementation bei Sauen steigert die reproduktive Leistung und das Wachstum der Ferkel. Die zugrunde liegenden Ursachen dieser Effekte sind nicht bekannt. Deshalb war das Ziel des ersten Teils dieser Arbeit, die biochemischen Wirkungen von L-Carnitin auf die reproduktive Leistung der Sauen und das Wachstum der Ferkel zu untersuchen. Dafür wurden vier Experimente mit trächtigen, laktierenden Sauen und deren Ferkeln durchgeführt. Die Untersuchungen ergaben, dass eine L-Carnitinzulage den L-Carnitinstatus der Tiere verbessert und sehr wahrscheinlich durch erhöhte IGF-1-, IGF-2-Konzentrationen im Plasma die Chorionentwicklung steigert. Erhöhte GLUT1-Konzentrationen in den Chorion von mit L-Carnitin supplementierten Sauen weisen auf eine gesteigerte intrauterine Glucoseversorgung der Feten hin. Diese kann ursächlich für einen verbesserten intrauterinen Ernährungsstatus und in dessen Folge ein verstärktes fetales Wachstum sein. Bei laktierenden Sauen hatte die L-Carnitinsupplementation lediglich bei energie- und proteinarmer Fütterung einen Einfluss auf endokrinologische Parameter und Parameter des Lipidstoffwechsels im Plasma und Serum. Der aufgrund der gesteigerten Milchproduktion erhöhte Energiebedarf der mit L-Carnitin supplementierten Sauen wurde vermutlich durch eine erhöhte β-Oxidation gedeckt. Ein Effekt der maternalen L-Carnitinzulage auf den Energie- und Lipidstoffwechsel der Ferkel zur Geburt und in der Säugeperiode wurde nicht festgestellt.
Das Ziel des zweiten Teils dieser Arbeit war, die Wirkung eines Pivalat induzierten L-Carnitinmangels sowie einer L-Carnitinzulage auf die reproduktive Leistung und den L-Carnitinstatus der Ratte und deren Neugeborenen zu untersuchen. Es wurden zwei Experimente durchgeführt und festgestellt, dass Pivalat die reproduktive Leistung und den L-Carnitinstatus der Ratten und Neugeborenen vermindert. Während die L-Carnitinzulage den Pivalat induzierten L-Carnitinmangel ausglich, wurde die reproduktive Leistung nicht verbessert.

Supplementation of sow diets with L-carnitine increases their reproductive performance and the postnatal growth of piglets. The reasons for these phenomena are largely unknown. Therefore, the first part of this work aimed to investigate the biochemical effects of L-carnitine on the reproductive performance of sows and the growth of their piglets. Four experiments with pregnant and lactating sows and their piglets were conducted. The investigations showed that L-carnitine supplementation improved the L-carnitine status of animals and presumably increased the development of chorion by increasing concentrations of IGF-1, IGF-2 in plasma and serum. The higher GLUT1 concentration in the chorion of L-carnitine supplemented sows indicates an improved intrauterine glucose supply to the foetus. This could be causative for an improved intrauterine nutrition status and consequently improved foetal growth. During lactation, L-carnitine supplementation influenced only endocrine parameters and parameters of lipid metabolism in plasma and serum in sows fed a low-energy, low-protein diet. The increased energy requirement of sows supplemented with L-carnitine for surplus milk production is presumable covered by increased β-oxidation. Maternal L-carnitine supplementation did not influence the energy and lipid metabolism of piglets at birth and during suckling period.
The second part of this work aimed to investigate the effects of pivalate induced L-carnitine deficiency as well as L-carnitine supplementation in the case of L-carnitine deficiency on the reproductive performance and L-carnitine status of rats and their newborns. Two experiments were conducted and showed that pivalate supplementation in pregnant rats decreased the reproductive performance and L-carnitine status of rats and their newborns. L-carnitine supplementation compensates for pivalate induced L-carnitine deficiency in rats and their newborns but did not improve their reproductive performance.

Keywords:
L-Carnitin, Pivalat, reproduktive Leistung, Sau, Ferkel, Ratte, Chorion, IGF, GLUT1

L-carnitine, pivalate, reproductive performance, sow, piglet, rat, chorion, IGF, GLUT1

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungsverzeichnis, Tabellenverzeichnis, Abbildungsverzeichnis (1, I-VIII)
I Einleitung und Versuchsziele (1-4)
II Wirkungen von L-Carnitin auf die Trächtigkeit und die Laktation bei Sauen (5-68)
III Wirkungen von Pivalat und L-Carnitin sowie deren Interaktion auf die reproduktive Leistung und den L-Carnitinstatus der Ratte (69-89)
IV Zusammenfassung (90-92)
V Summary (93-95)
Literaturverzeichnis (96-105)
Anhangsverzeichnis (106-156)