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Einführung in die Nutztierwissenschaften 1 (Fach) / Zusammenfassung Vorlesung Nutztierbiologie (Lektion)

Vorlesung Nutztierbiologie

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  • Evolutionsbiologische Vorteile der Laktation für Muttertier und Nachkommen: Mutter                                            NachkommeFutter-unabhängig (±)                         bedarfsgerechte NahrungFortbewegung, Nahrungssucheungestört                                        geringerer EnergieaufwandWeniger Nachkommen nötig            passive Immunität
  • Woraus ist die Mlchdrüse entstanden? Aus der Haut entwickelt, Hautanhangsdrüse
  • Welche verschiedenen antimikrobielle Proteine enhält Mlch? - Lactoferrin- Lysozym- Lactoperoxidase- Sekretorische Immunoglobuline (v.a. IgA and IgM)
  • Synthese von Lactose Synthese der Lactose (= Glucose + Galactose)im Golgi Apparat:Bildung aus Glucose:Aufnahme der Glucose mittels Carrier (GLUT1), Synthese:1. Glucose UDP-Galactose2. UDP-Galactose + Glucose-1-P =Lactose
  • Womit und wo kann Lactose gespalten werden ? Enzymatisch spaltbar durch die ß-Galactosidase (Lactase),im Dünndarm von Säuglingen und Erwachsenen.
  • Was fördern Oligosaccharide in der Milch ? die Besiedlung mit Bifidus- und Milchsäurebakterien. ⇒ Resistenz gegenüber darmpathogenen Keimen
  • Evolutiv entwickelte Unterschiede (zwischen den Tierarten) in der Laktation: • biochemische Unterschiede hinsichtlich Fett, Protein und Kohlenhydraten• strukturelle und anatomische Unterschiede der Milchdrüse• Physiologische Unterschiede: Modifikationen der endokrinen Regulation• Verhalten von Muttertier und Jungtier
  • Zwei wesentliche Laktationsstrategien: • Polytoke Spezies mit hilflosen Jungtieren (Nesthocker):erste selbständige Futteraufnahme erst kurz vor demAbsetzenHohe energetische Anforderungen an die Laktation• Monotoke Spezies mit frühreifen Jungtieren(Nestflüchter): erste selbständige Futteraufnahme langevor dem Absetzengeringere energetische Anforderungen an die Laktation
  • Niedrigster Milchfettgehalt bei welcher Kuhrasse? Holstein
  • Die wichtigsten laktations-assozierten Stoffwechselveränderungen Milchsynthese : Verstärkter Nährstoffbedarf ( Milchdrüse)Fettstoffwechsel Erhöhte Lipolyse, Reduzierte Lipogenese  (Fettgewebe)Glucosestoffwechsel: erhöhte Gluconeogenese,erhöhte Glycogenolyse (leber)Reduzierter Glucoseverbrauch vermehrte Nutzung von Lipiden als Energiequelle (alle Gewebe außer Mamma)Proteinstoffwechse:l Mobilisierung von Proteinreserven (Muskel u.a.Gewebe)Mineralstoffwechse:l erhöhte Absorption und Mobilisierung von Ca (Leber, Knochen Darm, Niere,)
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  • teleophoretische Närstoffvertelung: GenotypGenetischer Drive“Teleophoretische VerteilungZuleitung an verschiedene LebensfunktionenVerteilung entsprechend demgenetischen Drive“
  • Homöostatische Nährstoffvertelung Veränderung der „Nährstoff- Umwelt“Homöostatische VerteilungErhalt der physiologischen BalanceVeränderung der Output-Verteilungzur Anpassung
  • • Stadien der Laktation MammogeneseLactogeneseGalactopoeseMilchejektionInvolution der Milchdrüse
  • Was ist die Mammogenese ? morphologische Entwicklung, Ausbildung derMilchdrüse für Milchsynthese und -sekretion (Fetal,Pupertät,Trächtgkeit und Laktation)
  • Mammogenese –fetal (Rind) 1 MonatMilchleiste 3Mammarknospeund Primärsproß 4 MonateDrüsen- undZitzenzisterne(wird durch Testosteron gehemmt)  
  • was ist Galaktopoese? Aufrechterhalten der Lakation
  • Zusammensetzung der Milch Inhaltsstoffe: Organische und anorganische Inhaltstoffe undZellenMengenmäßig dominierend: Milchfett, -proteine und LactoseDaneben: Mengen- und Spurenelemente, Vitamine, niedermolekulareorganische VerbindungenMilchplasma: Milch OHNE Milchfettkügelchen (Magermilch)Milchserum: Milchplasma ohne Caseinmicellen (Molke)
  • Der Ejektionsreflex Die Milchejektion wird durch (manuelle) Stimulierung der Zitzen ausgelöst.
  • Folgen der Involution Synthese geht zurück --->weniger Lactose, Milchfett und CaseinPermeabilität der Blut-Euter-Schranke steigt----->mehr Blutserumalbumin, Immunglobuline
  • Erhöhte parazelluläre Passage auch bei: MastitisOxytocingabelangen Zwischenmelkzeitenaltmelkenden KühenLactose- , NaCl+
  • Wichtige Funktionssysteme des Nutztierorganismus: VerdauungWachstumReproduktionLaktationHaarwachstum)
  • Ernährung ist Voraussetzung für die Energiegewinnung des Organismusdie Synthese von Körpersubstanz und Wirkstoffen den Ersatz von Körpersubstanz und Wirkstoffen
  • Zusammenhang zwischen Bruttoenergie und Nettoenergie Bruttoenergie-Energie im Kot=Verdauliche Energie -Fermentationswärme -Energie in Gasen=Resorbierbare Energie-Energie im Harn=Umsetzbare Energie-Extrawärme=Nettoenergie
  • Vereinfachte Darstellung der Priorisierung des Energieverbrauchs Erhalt Reproduktion Laktation Speicher
  • Tractus alimentarius Mund Mundhöhle Schlundkopf Speiseröhre Magen Dünndarm Dckdarm Anus
  • Verdauungsdrüsen Kopfspeicheldrüsen Bauchspeicheldrüse Leber
  • Mundhöhle (Cavum oris): • Mundhöhle mit ihren Wandungen• Hilfseinrichtungen, die in die Höhlung vordringen• Zähne• Zunge• Hilfseinrichtungen, die in die Höhlung einmünden• Speicheldrüsen
  • Die Speicheldrüsen Kleine Speicheldrüsen:in Lippen, Backen, Zunge, weichem Gaumen, Pharynxund ÖsophagusGroße Speicheldrüsen:• Ohrspeicheldrüse, Parotis: seröses Sekret• Unterkieferdrüse, Glandula mandibularis: seromukösesSekret• Unterzungendrüse, Glandula sublingualis: seromukösesSekret
  • Funktionen des Speichels 1. Verdauungsphysiologische Funktionen des Speichels:- Schutz der Mundschleimhaut u.d. Zähne vor Austrocknungund Säurewirkung- Durchfeuchten und Erhöhung der Gleitfähigkeit desBissens- z.T. Beginn der KH-Verdauung (Schwein, Mensch)- Wiederkäuer: Regulation des Pansen –pHs, Sekretion vonPhosphat, Bicarbonat und Harnstoff2. Sekundäre Speichelfunktionen:- bakterizide Wirkungen- Beteiligung an der Thermoregulation (Hund!)
  • Steuerung der Speichelsekretion: Die Speicheldrüsen sind parasympathisch und sympathischinnerviertParasympathikus: Zunahme der SpeichelsekretionSympathikus: Abnahme der SpeichelsekretionReflektorische Steuerung, bedingt und unbedingtUnbedingt: Chemo- und MechanorezeptorenBedingt, konditioniert (Pawlow)
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  • Was gehört zum Kauapparat? ZähneZahnfleischGelenke der KiefernknochenKaumuskeln
  • Aufgaben der Mundhöhle 1. Maulverdauung: Aufnahme fester und flüssiger Nahrung Bildung abschluckbarer Bissen Abschlucken des Bissens2. ggf. Rolle in aggressiven/defensiven Verhalten,beteiligt an Lautäusserung3. Luftweg (falls die Nase verlegt
  • Aufbau Speseröhe (von Außen nach Innen) Adventna Muskelschlauch Schleimhaut
  • Wie ist der Der obere Verdauungstrakt bei Geflügel aufgebaut? Mund- und Schlundkopfhöhle (Oropharynx)- gemeinsam ausgebildet, dorsal und ventral vom Schnabelumgeben- Schnabel wird von Hornscheiden des Ober – bzw. Unterkieferknochensgebildet- Tastkörperchen an der Schnabelspitze bilden Tastorgan(Schnabelspitzenorgan)- Verbindung zu den Nasenhöhlen über die Choanenspalte (keinRachensegel bei Vögeln!)- verschiedene Speicheldrüsen- Zunge und Kehlkopfwulst (beweglich) befördern Nahrungschlundwärts
  • Aufbau Speiseröhre und Kropf bei Geflügel Speiseröhre ist kurz vor Eintritt in die Brusthöhle zum Kropferweitert; Form des Kropf variiert abhängig von der Art (beikörnerfressenden Arten besonders groß).Funktion: Speicher, Quellen des FuttersAufbau: wie Ösophagus (Schleimdrüsen, Muskelschichten)Bei Tauben (♀ und ♂) wird im Kropf die sog. KROPFMILCH(Lipide, Proteine, Zucker, Casein und Epithelzellen) gebildet,die der Ernährung der Nestjungen dient.Durch Kontraktion der Kropfmuskulatur gelangt das Futter inden Magen.
  • Unterschiedliche Mägenarten? einhöhliger, einfacher Magen(Mensch, Fleischfresser)- einhöhliger, zusammengesetzterMagen (mit Vormagenabteilung, Proventriculus, Parsoesophaga (Pferd, Schwein)- mehrhöhliger Magen, (Wiederkäuer)Vormagenabteilung zu Vormägen erweitert- Drüsen- und Muskelmagen der Vögel
  • Fundusdrüsen:? Nebenzellen (Halszellen): muköses SekretBelegzellen (Parietalzellen): Salzsäure (HCl)Intrinsic factor ( Vit. B12)Hauptzellen: Enzyme- Pepsinogen- Prochymosinogen, Prorennin( = Labferment beim Jungtier)- gastrale Lipase
  • Funktionen der Salzsäure im Magen 􀂙 Überführen von Pepsinogen in aktives Pepsin􀂙 Einstellen eines optimalen pH-Wertes für diePepsinwirkung􀂙 Denaturierung von Proteinen (u.a. Abtöten vonBakterien)
  • Gastrointestinale Hormone Gewebshormone (Mediatoren)werden im GI-Trakt produziertbeeinflussen die Funktion der VerdauungsorganeStruktur: Proteohormone Zwei Gruppen: Gastrine und Cholecystokinin (CCK)  Sekretingruppe  
  • Regulation der Magensaftsekretion 1. Kephalische Phase: Sekretion, die unter Einflussvon ZNS-Impulsen steht.Auslöser: Geruch, Geschmack, Anblick und Vorstellungvon SpeisenEfferenzen: N. vagus: Acetylcholin 2. Gastrische Phase: lokale (intramurale Reflexe)Auslöser: mechanische Dehnungsreizechemische Reize (z.B. Proteinabbauprodukte)Reizantwort: Sekretionssteigerung undGastrinausschüttung 3. Intestinale Phase:Auslöser: Übertritt von frisch aufgenommenem, nichtsauremChymus in den DünndarmGastrinausschüttung (G-Zellen des Duodenums)Sekretinausschüttung, hemmt HCL, stimuliertPepsinogen
  • Magenmotilität und –entleerung Leerer Magen: Kontrahierter Muskelschlauch Beginnende Füllung: Ausdehnung der Magenwände ohne Drucksteigerung im Lumen., rezeptive Relaxation (N. vagus: inhibitorische Fasern),plastische Verlängerung der Muskelfasern Durchmischung des Speisebreis: peristaltische Kontraktionen(ringförmige Einschnürungen richtung Plyorus Magenentleerung: peristaltische Kontraktionen im Antrum, gleichzeitige Öffnung des Pylorus.
  • Mikrobielle Besiedelung des Vormagens und gegenseitige Leistungen Symbiose zwischen Wirt und einer vielfältigen Mikroflora und –fauna ( Ökosystem mit wechselseitigen Abhängigkeiten)Leistungen des Wirts für die MOs:• Temperatur• Substratlieferung (Futteraufnahme, Speichel)• Abpufferung von Säuren durch Speichel• Abfluss von Gärungsendprodukten kontinuierlicheFermentation Leistungen der MOs für den Wirt:• Abbau pflanzliche KHs (z.B. Zellulose)• Synthese von Aminosäuren auch von essentielle AS auseinfachsten N-Quellen• Synthese aller wasserlöslichen Vitamine
  • Chemische Verdauung im Vormagen Weitestgehend anaerobe BedingungenSubstrate werden durch MOs nicht veratmet, sondern vergorenCa. 50 – 75 % der Gesamtverdauung findet im Vormagen statt,v.a. im Hauben-Pansen-Bereich, im Psalter nur begrenzteNachgärung
  • Motorik des Vormagens: Volumen und Kompartimentierung des Vormagensystemsermöglichen:lange Verweilzeiten von Futterpartikelneffektive mikrobielle VerdauungIntensive Resorptionsvorgänge im Retikulorumen und Psalter ! Die Vormagenmotorik erlaubt eine intensive Durchmischung derIngesta, die Abgabe der Pansengase (Ruktus) und dengeregelten Weitertransport von Ingesta aus dem Retikulorumen inden Psalter
  • Das Wiederkauen Stimulation von Mechanorezeptoren in Haube und Pandenvorhof„Rejektionskontraktion“ der HaubeIngesta-Bolus aus dem Bereich von Haube und Pansenvorhof wird vordie Cardia gehoben, deren untere Sphinkter sich weit öffnenInspiration bei angehobenem weichem GaumenUnterdruck im thorakalen ÖsophagusAnsaugen des Bolus in den ÖsophagusAntiperistaltische Ösophagus-Kontraktion, Schließen der EpiglottisAuspressen der Flüssigkeit mit der Zunge, abschlucken der FlüssigkeitKauen (ca. 1 min, ca. 50 Kieferschläge), intensiver SpeichelflußAbschlucken Vorgang nach 5 – 10 sec wiederholt
  • Aufbau Drüsenmagen: innen durch Schleimhautschicht (Tunica mucosa) ausgekleidet, inden Papillae proventriculares enden die Magendrüsen.Die Gänge der Magendrüsen (Halszellen, oberflächlichePropriadrüsen) produzieren oberflächenschützendenMagenschleimDie tiefen Propriiadrüsen produzieren den Magensaft (HCl,Pepsinogen
  • Aufbau Muskelmagen: • bei körner- und pflanzenfressenden Arten zur Zerkleinerung derNahrung• besteht aus 2 Hauptmuskeln, die in einem Sehnenspiegelzusammenlaufen• innere Auskleidung: Tunica serosa, in der Lamina propriaschlauchförmige Drüsen, die bei körner- und pflanzenfressendenArten ein Sekret bilden, das an der Oberfläche erstarrt und dasMageninnere so mit einer festen Schicht, der Cuticula gastricaauskleidet (= Reibefläche, Schutz der Magenwand vor HCl)• mit der Nahrung aufgenommene Steinchen (= Grit) helfenzudem bei der Zerkleinerung der Nahrung• Ort der Proteinverdauung
  • Darm Anatomie bei Säufetieren? Dünndarm (small intestine):Duodenum (Zwölffingerdarm)Jejunum (Leerdarm)Ileum (Hüftdarm)Dickdarm (large intestine):Caecum (Blinddarm)Colon (Grimmdarm)Rektum (Mastdarm
  • Darmperistaltik und Bewegung Kontraktion und Entspannung erfolgen bei Bewegungen des Inhaltesin einer aboralen Richtung Neue Ausdehnungpunkte initialisieren einen neuen Ort der Kontraktion und des Entspannens, kontinuierlich wie eine Welle
  • Dünndarmmotilität,Auftretende Bewegungsformen: 􀂙 Peristaltische Wellen􀂙 rhythmische Einschnürungen (Segmentationen)􀂙 Pendelbewegungen (Längsmuskulatur)􀂙 stempelartige Bewegungen der Darmzotten

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