Untersuchungen zum ruminalen Biotinumsatz beim Rind
Studies to ruminal biotin conversion in cattle
by Benjamin Schröder
Date of Examination:2004-07-15
Date of issue:2006-01-11
Advisor:Prof. Dr. Hansjörg Abel
Referee:Prof. Dr. Hansjörg Abel
Referee:Prof. Dr. Gerhard Flachowsky
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1756
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Format:PDF
Description:Dissertation
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Abstract
English
The aim of this study was to investigate in systematic examinations with the rumen simulation technique RUSITEC and in vivo with cows cannulated in the proximal duodenum whether and how the biotin turnover gets influenced by the roughage/concentrate ratio of the fed ration, by the quality of degradation kinetics of the used feed carbohydrates and by the protozoa population.For the in vitro investigations there were used three rations with different hay/concentrate ratios (1/1 hay; 2/3 hay + 1/3 concentrate; 1/3 hay + 2/3 concentrate) for substrate, the rations with concentrates were tested in variants with wheat or maize as carbohydrate carriers. Besides each feed variant was incubated in faunated and defaunated inoculum.For the in vivo examinations to determine the flooding of biotin at the duodenum with the digesta there were fed 4 different rations to the cows fitted with duodenum cannulae. They were thus chosen to make possible the comparison between the effect of roughages based on grass or maize on one hand and the effects of concentrates based on wheat or maize in combination to gras silage as roughage on the other hand.Beside differences in parameters of fermentation there were great differences relative to the amount of biotin synthesized from the microbes in the rumen simulation and flooding at the duodenum under in vivo conditions, originating from rumen metabolism. Relative to microbially fixed nitrogen the amounts of biotin were multiple higher in vivo.Altogether the results of both the simulation and in vivo investigations show that there is no direct relation between the biotin input by provided feed and biotin output from rumen respectively its duodenal flooding. Tendentiously high consumption of supplied feed biotin in microbial rumen metabolism occurring after high roughage feeding leads to a lower flooding of biotin at the duodenum. The results from the in vivo investigations show that there can occur big ration- and grain-specific differences in duodenal biotin flooding that render the judgement of providing situation for dairy cows with biotin more difficult, but that should be payed attention for to meet the individual pretensions of the animals resulting from their performances.
Keywords: Biotin conversion cattle rumen RUSITEC biotin balances
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Für die vorliegende Arbeit wurden systematische Untersuchungen mit der Pansensimulationstechnik RUSITEC und an duodenalkanülierten Tieren durchgeführt, um zu bestimmen, ob und inwieweit der Biotinumsatz durch das Verhältnis von Grundfutter zu Konzentrat der gefütterten Ration, durch die abbaukinetischen Eigenschaften der eingesetzten Futterkohlenhydrate im Pansen sowie durch die Protozoenpopulation beeinflusst wird.Bei den in vitro-Untersuchungen wurden 3 Rationen mit unterschiedlichen Heu/Konzenrat-Verhältnissen (1/1Heu; 2/3 Heu + 1/3 Konzentrat; 1/3 Heu + 2/3 Konzentrat) als Substrat eingesetzt, die Rationen mit Konzentratanteil wurden in Varianten mit Weizen und Mais als Kohlenhydratträger getestet. Außerdem wurde jede Futtervariante in fauniertem und defauniertem Medium inkubiert.Für die in vivo-Untersuchungen zur Bestimmung der duodenalen Anflutung von Biotin mit dem Chymus wurden 4 verschiedene Rationen an duodenalkanülierte Tiere verfüttert. Die Rationen wurden so gewählt, dass ein annähernder Vergleich zwischen den Wirkungen der Grundfuttermittel auf Grasbasis und Maisbasis einerseits und der Wirkung von weizen- bzw. maisbetontem Kraftfutter in Kombination mit Grassilage als Grundfutter andererseits ermöglicht wurde.Neben Abweichungen in Fermentationsparametern traten große Unterschiede bezüglich der von den Mikroorganismen in der Pansensimulation gebildeten und unter in vivo-Bedingungen aus dem Pansenstoffwechsel stammenden, am Duodenum anflutenden Biotinmengen auf. Bezogen auf den mikrobiell gebundenen Stickstoff lagen die Biotinmengen in vivo um ein Vielfaches höher.Die Ergebnisse der Simulations- und der in vivo-Untersuchungen zeigen, dass keine direkte Beziehung zwischen dem Biotineintrag über das Futter und dem Austrag des Vitamins aus dem Pansen bzw. seiner Anflutung am Duodenum besteht. Tendenziell führt ein hoher Verbrauch an zugeführtem Futterbiotin im mikrobiellen Pansenstoffwechsel, der bei grundfutterreicher Fütterung auftritt, zu einer niedrigen Biotinanflutung am Duodenum. Die Ergebnisse der in vivo-Untersuchungen verdeutlichen, dass rations- und getreidespezifische Unterschiede in der duodenalen Biotinanflutung die Beurteilung der Versorgungslage von Milchkühen mit Biotin erschweren, jedoch hinsichtlich einer leistungsgerechten Versorgung der Tiere beachtet werden sollten.
Schlagwörter: Biotin Umsatz Rind Pansen RUSITEC Biotin-Bilanz