Use of supplementary tryptophan to modify the behavior of pigs

Aktiengesellschaft für Dienstleistungen in der Schweineproduktion
Geschäftsbereich SGD-SSP
Literaturrecherche
Use of supplementary tryptophan to modify the behavior of pigs
Y. Z. Li et al.
Journal of Animal Science 84, 2006, 212-220
Tryptophan (Trp) ist eine essentielle limitierende Aminosäure, die im Futter in maximalen Mengen
zugegeben wird, um das Wachstum zu optimieren. Ein Überschuss an Trp, welcher nicht mehr für die
Proteinsynthese genutzt wird, kann therapeutisch genutzt werden. Die Therapie basiert auf der
Tatsache, dass Veränderungen im Trp-Gehalt im Hirn einen Einfluss auf die Serotonin-Synthese
haben. Bei Serotonin handelt es sich um einen inhibitorischen Neurotransmitter im
Zentralnervensystem. Trp ist der hauptsächliche Präkursor von Serotonin. Serotonin hat eine sedative
Wirkung wie Unterdrückung von Aufwachmechanismen, Temperaturregulation,
Schmerzempfindlichkeit und Aggressionsverhalten. Da Serotonin die Blut-Hirn-Schranke nicht
durchdringt, hängt dessen Effekt im ZNS ab vom Transfer von Trp durch die Schranke. Ist der
Durchtritt erfolgt, wird Trp sofort in Serotonin umgewandelt. Das Enzym Trp-Hydroxylase wird durch
sein Substrat nur zur Hälfte gesättigt, so dass ein Anstieg an Trp zu einer Verdoppelung der Serotonin
Synthese führen kann.
Bei Haustieren umfasst die therapeutische Wirkung von Trp eine Drosselung der Futteraufnahme,
Modifizierung der Aggression, Unterdrückung von Angstzuständen und Hemmung von
Stressreaktionen.
Das beschriebene Projekt befasste sich mit der Wirkung von kurzzeitiger Trp Supplementierung auf
Verhalten und Fleischqualität bei Mastschweinen in einer stabilen Gruppe, beim Regruppieren und
beim Handling. Es wurden 3 Versuche durchgeführt.
Experiment 1: 100 Mastschweine (Cambrough 15 x Canabrid) wurden nach Geschlecht zufällig in 20
Gruppen unterteilt. Das durchschnittliche Körpergewicht zu Beginn des Versuchs betrug 70 kg. Der
Gesundheitsstatus wurde als exzellent beschrieben. Die Buchtenmasse betrugen 1.8 m x 2.4 m und
waren mit Vollspaltenböden, einer Nippeltränke und einem single space feeder ausgerüstet. Alle
Buchten befanden sich in der gleichen Kammer. Das Kontrollfutter basierte auf einer Korn-GlutenMehl Mischung und wurde nach den Empfehlungen der NRC ergänzt mit 13.7% Rohprotein und
0.11% Trp. Die Versuchsfutter 2x und 4x entsprachen dem Futter der Kontrollgruppe, ausser dass
kristallines L-Trp beigefügt wurde um 0.23% bzw. 0.43% Trp zu erreichen. Anfänglich wurde allen
Tieren das Kontrollfutter für 7 Tage verfüttert. Anschliessend wurden die Gruppen zufällig einer der
drei Fütterungen zugelost, 6 Gruppen wurde das Kontrollfutter und je 7 Gruppen das Versuchsfutter
2x oder 4x während den folgenden 7 Tagen verabreicht. Anschliessend erhielten alle 3 Gruppen
nochmals für weitere 7 Tage das Kontrollfutter. Das Futter wurde jeweils eingewogen und wenn nötig
wieder rückgewogen. Das Verhalten wurde jeweils am Morgen an den Tagen -4, -3, 0, 1, 2, 3, 4, 7, 8,
14 und 15 beobachtet, wobei der Tag 0 den Tag bezeichnet, an dem die Umstellung auf die
Versuchsfutter statt gefunden hat. Dabei wurde auf die Zeiteinheiten geachtet, die die Tiere mit Sitzen,
Stehen, Fressen und Trinken verbrachten. Aggression wurde definiert als Phase, in der die Schweine
mit offenem Mund Kontakt zueinander hatten und galt als abgeschlossen, wenn sich die Tiere für
mehr als 5 Sekunden getrennt haben. Ab dem Tag 0 wurde zusätzlich noch die Reaktion der Tiere auf
einen Angststimulus (z. B. Hupen) beobachtet. Die gesammelten Daten wurden in folgende Gruppen
unterteilt: Vor der Behandlung (Tage -4, -3 und 0), während der Behandlung (Tage 1, 2, 3, 4 und 7)
und nach der Behandlung (8, 14 und 15).
Experiment 2: Es wurden 2 Durchgänge mit jeweils 120 Jagern mit einem durchschnittlichen Gewicht
von 28.5 kg durchgeführt. Die Tiere wurden in 6-er Gruppen in 2.8 m x 4 m grossen
Vollspaltenbuchten nach Geschlecht unterteilt. Während einer 2-wöchigen Vorbereitungsphase
bekamen alle Tiere das Kontrollfutter, anschliessend wurde wie in Experiment 1 die entsprechenden
Versuchsfutter für 4 Tage eingesetzt. Um die Aggressivität der Tiere zu bestimmen wurden sie in einer
separaten Kammer zu zweit (jeweils Tiere mit dem gleichen Futter, nicht aus dem gleichen Wurf,
unterschiedliches Geschlecht) in Buchten mit Vollspaltenböden, 1.8 m x 2.4 m umgestallt. Zwischen
Ersteller : Riccarda Ursprung
Datum : 28.02.2006
Seite 1 von 3
den einzelnen Gruppen wurden die Buchten jeweils gewaschen. Anschliessend an die Untersuchung
wurden die Jager in eine dritte Kammer umgestallt. Als aggressives Verhalten wurden folgende
Vorgänge bezeichnet: Paralleles Pressen (Tiere stehen parallel und pressen die Schultern
gegeneinander), inverses paralleles Pressen (Tiere stehen sich gegenüber), paralleles Pressen und
Beissen, einseitiges Beissen, gegenseitiges Beissen (auf einen Biss folgt innerhalb von 5 Sek. ein
Zurückbeissen), Anheben des anderen Tieres mit dem Rüssel unter dem Bauch durch, Kopf an
Körper schlagen und Kopf an Kopf schlagen.
Experiment 3: 120 Jager im Alter zwischen 140-150 Tagen wurden in 20 Buchten zu je 6 Tieren (1.8
m x 2.4 m) eingestallt und während 2 Wochen mit dem Kontrollfutter versorgt. Anschliessend erhielten
sie eines der Versuchsfutter während 4 Tagen. Bereits nach 3 Tagen wurden pro Bucht die grössten
Tiere ausgesucht und für die Schlachtung markiert. Die Tiere wurden in Gruppen verladen und dabei
mit einem kurzen Stromschlag versehen, um einen maximalen Stressfaktor beim Handling zu
erzeugen. Nach einem Transport von 40 km wurden die Tiere wieder abgeladen und geschlachtet.
Total dauerte der Vorgang vom Verladen bis zur Schlachtung ca. 1 Stunde. Die Schlachtkörper
wurden während 24 Stunden bei 2°C gekühlt und pH-Wert und Farbe bestimmt. Um den
Flüssigkeitsverlust zu bestimmen wurden die Proben während 48 Stunden bei 0°C gelagert und der
Gewichtsverlust bestimmt. Wenn der Flüssigkeitsverlust mehr als 5% betrug, wurde das Fleisch als
PSE gewertet.
Im ersten Versuch konnten keine Unterschiede im Verhalten während der Prä- und
Postbehandlungsphase festgestellt werden, während in der Zeit, in der das Trp-haltige Futter
eingesetzt wurde bei diesen beiden Gruppen vermehrtes Liegen und verkürzte Fressphasen
verzeichnet wurden. Weder die Frequenz noch die Dauer von Aggressionen variierten in den drei
Versuchsgruppen zu keiner Fütterungsperiode.
Im zweiten Versuch begannen die Jager innerhalb einer Minute nach der Regruppierung mit dem
Nasen-zu-Nasen-Kontakt. Die Latenzzeit, bis es zu Aggressionsverhalten gekommen ist variierte von
2 Sekunden bis mehr als 60 Minuten. Es konnten keine signifikanten Unterschiede in den 3 Gruppen
festgestellt werden. Beinahe 20% der Tiere haben innerhalb der ersten Stunde nach der
Umgruppierung kein Aggressionsverhalten gezeigt. Schweine, die in Kämpfe verwickelt waren hatten
meist eine starke Auseinandersetzung mit anschliessenden kurzen Rangeleien.
Hohe Gehalte an Trp senkten die Dauer der Aggressionen um rund 50%. Für keine der
Verhaltensweisen konnten Unterschiede zwischen den beiden Trp-Gruppen gefunden werden.
Im dritten Versuch führte das Handling vor der Schlachtung zu niedrigeren Fleisch pH-Werten und
höherem Flüssigkeitsverlust, als es in normalem Schweinefleisch erwartet wird. Es konnten keine
Unterschiede zwischen den 3 Gruppen festgestellt werden.
Die beobachteten Verhaltensänderungen im ersten Experiment (vermehrtes Liegen, kürzere
Futteraufnahmezeiten) traten schon am ersten Tag der Futterumstellung auf und verschwanden 3
Tage nach der erneuten Futterumstellung wieder. Es konnten keine Unterschiede zwischen den
beiden Trp-Konzentrationen nachgewiesen werden. Die Resultate sprechen dafür, dass die Trp
Zufütterung innerhalb kurzer Zeit eine Wirkung entfaltet.
Die Resultate des zweiten Versuchs zeigen, dass Aggressionen bei beiden Futtervarianten mit
erhöhtem Trp Gehalt erniedrigt waren. Betroffen waren vor allem die Phasen mit inversem parallelen
Pressen, welches die intensivste Form des Kampfes darstellt. Somit waren die Länge und die Stärke
der Aggressionen beeinflusst. Keine Effekte konnten in der vorgängigen Untersuchungsphase
(Nosing) beobachtet werden.
Im dritten Versuch führte der Einsatz von erhöhten Trp Mengen zu keinen Verbesserungen in der
Fleischqualität und im Stressverhalten beim Verladen und Transport zum Schlachthof.
Die Reaktion der Tiere auf den Trp Gehalt scheint situationsabhängig zu sein. Wenn Schweine in
einer Situation sind, die sie selber kontrollieren können wie z. Bsp. Verhalten in den Buchten,
Beenden von Kampfsituationen oder wenn die Tiere mit minimalem Druck gehandelt werden, so
konnte festgestellt werden, dass die Tiere mit einem höheren Trp-Anteil im Futter sich ruhiger
verhielten. Gab es jedoch keine Möglichkeit dem Stress auszuweichen, wie z.Bsp. beim Einsatz von
Elektrotreibern, so konnte kein Unterschied bei den verschiedenen Fütterungstypen beobachtet
werden. Dies konnte auch bei früheren Versuchen festgestellt werden, wo durch die Trp Erhöhung
eine Modulation des Serotonin-Spiegels im ZNS nachgewiesen wurde, jedoch nur geringe
Veränderungen im Verhalten und in der Cortisolproduktion nach erfolgtem Stress zu verzeichnen
waren.
Ersteller : Riccarda Ursprung
Datum : 28.02.2006
Seite 2 von 3
Wegen der Zusammenhänge zwischen Futter-Trp und Serotonin, Verhalten und Serotoninproduktion,
Stress bei der Schlachtung und hypothalamischer Neurotransmitter Konzentration sowie Stress bei
der Schlachtung und der Bildung von PSE Fleisch kann vermutet werden, dass eine
Supplementierung von Trp die negativen Effekte von Stress bei der Schlachtung vermindert und somit
einen positiven Einfluss auf die Fleischqualität hat. In diesem Versuch konnten keine Auswirkung
einer Trp Erhöhung auf die Fleischqualität verzeichnet werden. Als mögliche Erklärungen hierfür
werden angefügt, dass zum einen die stressauslösende Behandlung der Tiere zu intensiv war, und so
keine Möglichkeit für unterschiedliche Reaktionen ermöglichte. Als zweiter Grund wird angefügt, dass
Trp effektiv ist in nicht forcierten bzw. tierkontrollierten Situationen. Dafür spricht die Beobachtung,
dass die Jager aus den Trp Gruppen, wenn sie nicht unter Druck waren, sich langsamer fortbewegten
als die Tiere aus der Kontrollgruppe. Wenn die Bewegung jedoch forciert wurde (Verladen) bewegten
sich alle Tiere in der gleichen Geschwindigkeit.
-
Innerhalb weniger Tage konnte eine offensichtliche Verhaltensänderung in den
Gruppen mit erhöhter Trp Supplementierung beobachtet werden.
Diese Verhaltensänderungen umfassten länger Zeiten in ruhenden Positionen und
kürzere Fresszeiten.
Aggressionen unter nicht vertrauten Tieren waren vermindert in Länge und Intensität
aber nicht in der Frequenz.
Das Verhalten, das durch Stressoren beim Handling, inklusive Elektroschock,
ausgelöst wurde, war durch die erhöhte Trp Gabe unbeeinflusst.
Erhöhte Gaben von Trp über eine kurze Zeitspanne können eingesetzt werden, um
Aggressionen zu vermindern.
Die hohen Gaben hatten keinen Einfluss auf die Fleischfarbe, pH Wert und
Flüssigkeitsverlust.
Ersteller : Riccarda Ursprung
Datum : 28.02.2006
Seite 3 von 3