European Journal of Nutrition (v.23, #1)

Energiewechsel bei Nüchterung und anschließender Realimentation by H. L. Müller; M. Kirchgeßner (12-19).
In einem Gesamtstoffwechselversuch mit 6 ausgewachsenen Sauen wurden Wärmeproduktion und Energieretention bei Nüchterung und nachfolgender kontrollierter Realimentation untersucht. Die quantitative Stoffwechselmessung mit Hilfe der indirekten Kalorimetrie (CN-Methode und RQ-Methode) fand am 8.–10. Hungertag und am 1.–7. sowie 33.–36. Tag der Wiederfütterung statt. Die Nahrungszufuhr war vor und nach der Hungerphase auf den energetischen Erhaltungsbedarf ausgerichtet.Die Wärmeproduktion lag in der Realimentation gegenüber der Hungerphase um 20% höher. Dieser Wärmezuwachs entsprach 2,2 MJ/kg Futtertrockenmasse bzw. 12% der Energieaufnahme. Der Energiewechsel adaptierte sich innerhalb eines Tages an die Situation der Wiederfütterung. Danach blieb die Wärmebildung bzw. die Energieretention bis Ende des Versuchs auf einem konstanten Niveau. Nachwirkungen der Nüchterung im Sinne einer kompensatorisch veränderten Wärmeproduktion traten nicht auf. Die energetische Verwertung der umsetzbaren Energie für Erhaltung berechnete sich auf 82%. Die über die gesamte Versuchszeit erstellte Energiebilanz ergab ein Defizit der Körperenergie von 198 MJ, entsprechend etwa 5% des Körpergewichtes.A metabolism trial with six adult sows was conducted to study the effect of fasting and realimentation on heat production, energy retention, and utilization of energy. Complete balance measurements by indirect calorimetry (CN-method, RQ-method) were carried out from the 8th to the 10th day of fasting, and thereafter from the 1st to the 7th day and from the 33rd to the 36th day of the realimentation phase. Previous to fasting and during the time of refeeding the energy supply was adapted to maintenance requirement.Heat production rose by 20% after refeeding the animals. This heat increment corresponded to 2.2 MJ/kg feed dry matter, or 12% of the energy intake, respectively. The stimulation of heat production induced by refeeding occurred spontaneously within one day. After the first day of refeeding a plateau was reached, which in the course of the steady energy supply was still present even after the 5th week of realimentation. Residual effects of fasting in the mode of a compensatory heat production were not observed. Therefore, a constant utilization of efficiency of metabolizable energy for maintenance was estimanted at 82%. The change of body energy during the entire experimental period resulted in a loss of 198 MJ corresponding to about 5% of the body weight.
Keywords: Energie; Wärmeproduktion; Realimentation; Nüchternumsatz; Erhaltungsumsatz

Im Rahmen einer Versuchsreihe mit faktorieller Fe- und Cu-Versorgung wachsender Ratten (0, 25, 250 und 625 μg Fe-Zulage; 0, 10, 100 und 250 μg Cu-Zulage je g Diät) wurden die Fe- und Cu-Gehalte im Femur und Skelettmuskel untersucht. Zusätzlich wurde die Reaktion des Ganzkörpers auf die unterschiedliche Spurenelementzufuhr mit der Veränderung des Fe- und Cu-Gehaltes in Organen und Geweben verglichen.Im Femur steigen die Gehalte an Eisen bei allen Stufen der Cu-Versorgung deutlich mit der Fe-Zufuhr an. Bedingt durch die verringerte Lebendmasse der Versuchstiere ohne Fe-Zulage gilt dieser Zusammenhang erst ab 25 μg Fe/g Diät. Der Einfluß der Cu-Versorgung auf die Konzentration und den Gehalt an Kupfer ergibt für alle Fe-Stufen ein Plateau im Bereich von 10–100 μg Cu/g Diät, das bei Cu-Mangel in der Regel unter-, bei exzessiver Cu-Zufuhr (250 μg/g) überschritten wird.Im Muskel erfolgt ein deutlicher Anstieg der Fe-Konzentration erst bei einer Zufuhr von 250 μg Fe/g Diät. Durch 625 μg Fe/g tritt nur bei einer Cu-Zulage von 250 μg/g eine weitere Erhöhung auf. Im Cu-Mangel ist die Fe-Konzentration in der Regel erniedrigt. Die Cu-Konzentration im Muskel steigt in allen Fällen mit der Cu-Zufuhr an, wobei das Ausmaß dieses Anstiegs stark durch die Fe-Versorgung beeinflußt wird.Die Fe-Gehalte im Ganzkörper sind in erster Linie von der Fe-Dosierung abhängig. Für die Gesamtgehalte an Kupfer ergeben sich im Bereich von 10–100 μg Cu/g Hinweise auf eine homöostatische Regulation, die aber bei unzureichender Fe-Zufuhr (0 bzw. 25 μg/g) offensichtlich gestört ist.Der Vergleich der Fe- und Cu-Gehalte in Organen und Geweben mit denen im Gesamtkörper zeigt, daß die in einzelnen Geweben deutlich unterschiedlichen Reaktionen auf die einzelnen Versorgungsstufen durch die Spurenelementbestimmung im Ganzkörper nur sehr begrenzt wiedergegeben werden.The Fe and Cu contents in the femur and in the skeleton muscle were investigated in a trial series with factorial Fe and Cu supplies of growing rats (0, 25, 250, and 625 μg of Fe supply; 0, 10, 100, and 250 μg Cu supply per g of the diet). In addition, the reaction of the carcass to the different trace element supply was compared to the changes of the Fe and Cu contents in organs and tissues.In the femur, the Fe contents clearly increase in all grades of the Cu supply with increasing Fe supply. But because of the reduced live weight of the trial animals without Fe supply, this is valid only from 25 μg Fe/g diet on. For all Fe levels, the influence of the Cu supply on the concentration and the content of Cu results in a plateau in the range of 10–100 μg Cu/g diet; it is not reached with Cu deficiency and exceeded with an excessive Cu supply (250 μg/g).A clear increase of the Fe concentration in the muscle occurs only at a supply of 250 μg Fe/g diet. A further increase at 625 μg Fe/g only occurs at a Cu supply of 250 μg/g. Generally, the Fe concentration is reduced in the Cu deficiency. The Cu concentration in the muscle increases in all cases with the Cu supply, and the extent of this increase is strongly influenced by the Fe supply.The Fe contents in the carcass primarily depend on the Fe dosage. For the total contents of copper there are hints of a homeostatical regulation in the range of 10–100 μg Cu/g, but it seems to be disturbed if the Fe supply (0 or 25 μg/g) is insufficient.The comparison of the Fe and Cu contents in organs and tissues to those in the carcass shows that the reactions to the different supply levels, which are clearly different in the tissues, can be reproduced but insufficiently by the trace element analysis in the carcass.
Keywords: Cu-Versorgung; Fe-Versorgung; Cu-Fe-Wechselwirkungen; Cu-Fe-Gehalte in Organen und Geweben

Zur Bestimmung der endogenen Stickstoffausscheidung im Kot wurde acht jungen Ratten (90 bis 100 g Körpergewicht) eine orale Dosis von 75 mg15N-Glycin verabreicht. Vier Ratten erhielten eine 8%ige Guarmehldiät und vier Ratten eine Kontrolldiät ohne Guarmehlzusatz. Gegenüber der Kontrollgruppe wurde eine signifikante Verringerung der scheinbaren Proteinverdaulichkeit und der N-Bilanz in der Guarmehlgruppe festgestellt. Nach einem anfänglichen steilen Anstieg verlief die15N-Elimination in Kot und Urin vom 2. bis 8. Tag nach der15N-Glycin-Applikation exponentiell in mindestens zwei Phasen mit steigender Halbwertszeit. Aus den experimentell ermittelten Tageswerten des15N-Atom-%-Überschusses in Urin und Kot wurde der Anteil des endogenen Stickstoffs im gesamten Kotstickstoff berechnet. Hierbei wurde vorausgesetzt, daß die spezifische15N-Aktivität des Urins (15N-Atom-%-Überschuß) dem15N-Markierungsgrad des endogenen Stickstoff-Pools entspricht. Durch Guarmehlzusatz erhöhte sich der Anteil des endogenen Kotstickstoffs von 51% (Kontrollgruppe) auf 73%, was einem Anstieg von 10 mg N/Tag auf 32 mg N/Tag entspricht. Diese Differenz von 22 mg N/Tag ist vergleichbar mit dem um 24 mg/Tag erhöhten N-Verlust im Kot der Tiere in der Guarmehlgruppe. Demnach sind die durch Guarmehl verursachten erhöhten N-Verluste fast ausschließlich durch eine vermehrte endogene N-Sekretion und nicht durch unverdautes Nahrungsprotein bedingt.Mit Hilfe der 2,6-Diamino-pimelinsäure-Analyse des Kots von vier Ratten wurde der Anteil des aus Darmbakterien stammenden Kot-N bestimmt. Er betrug 19,8 % (Kontrollgruppe) bzw. 30,1% (Guarmehlgruppe) des Gesamt-Kot-N bzw. 39,4% (Kontrollgruppe) und 44,4 % (Guarmehlgruppe) des endogenen Kot-N. Hieraus ist zu folgern, daß die erhöhte Ballaststoffzufuhr auch eine vermehrte Ausscheidung an endogenem Stickstoff in Form von N-haltigen Sekreten und Epithelzellen des Magen-Darm-Traktes bewirkt hat.The metabolic fecal nitrogen was determined in 8 young rats (90–100 g body weight) using a single oral dose of 75 mg15N-glycine. Four rats were fed a diet containing 8 % guar and 4 rats received a control diet without guar. Compared to the control group, apparent protein digestibility and nitrogen balance were significantly lower in the guar group. After an initial steep rise the15N-elimination in feces and urine (days 2–8 after15N-glycine application) followed an exponential curve in at least 2 phases, with increasing half-time values. The proportion of metabolic fecal nitrogen to total fecal nitrogen was calculated from the15N-atom-% excess, determined daily in urine and in feces. This calculation is based on the assumption that the specific15N-activity (15N-atom-% excess) in urine represents the specific15N-activity of the endogenous nitrogen pool. The addition of guar raised the proportion of metabolic fecal nitrogen from 51 % (control) to 73 %, corresponding to an increase in total fecal nitrogen loss (24 mg) observed in the guar-fed animals. This indicates that the rise in fecal nitrogen loss caused by guar is due almost entirely to enhanced secretion of endogenous nitrogen and not to undigested food protein.Based on the analysis of 2,6-diamino-pimelic acid in the feces of 4 rats the proportion of bacterial nitrogen in the feces was calculated. It amounted to 19.8 % of total fecal N in the control group, and to 30.1 % in the guar group, or to 39.4 % and 44.4 % of metabolic fecal nitrogen respectively. Obviously the increased dietary fiber intake also caused a rise in the amount of metabolic fecal nitrogen, which is derived from gastro-intestinal secretions and epithelial tissue.
Keywords: endogener Kotstickstoff; bakterieller Stickstoff; Guarmehl; 15N-Tracer-Technik; Ratten

The predominance of Bifidobacteria in normal breast-fed babies is well established. Even under unfavourable hygienic conditions of delivery and during the breast-feeding period Bifidobacteria develop and colonize the intestinal tract at high concentrations. In the present study we investigated the interaction between Bifidobacterium longum and a pathogenic E. coli strain in the germ-free rat. Sequential counts of the two bacterial strains allowed their proliferation to be followed. Electron microscopic as well as light microscopic examinations of selected intestinal mucosa segments revealed minor morphological changes.Bifidobacterium completely protected the rats against mortality from a consecutive infection with E. coli. Repeated inoculation of Bifidobacteria even decreased and kept down the initial E. coli population.Thus it appears that the germ-free rat is an appropriate model to study the development and interaction of both bacterial species and that the sequence of inoculation is most important.Das Vorherrschen von Bifidobakterien in normalen, mit Muttermilch ernährten Säuglingen ist gut dokumentiert. Sogar unter ungünstigen hygienischen Bedingungen bei der Geburt und während der Stillperiode entwickeln sich die Bifidobakterien und kolonisieren den Darmtrakt in großer Anzahl. In dieser Studie untersuchten wir die Wechselwirkung zwischen Bifidusbacterium longum und einem pathogenen E.-coli-Stamm in der keimfreien Ratte.Die Proliferation der beiden Bakterienstämme wurde durch sequenzielle Probeentnahme verfolgt. Die licht-mikroskopische und elektronen-mikroskopische Untersuchung von ausgewählten Darmabschnitten zeigte geringgradige morphologische Veränderungen.Die Bifidobakterien schützen die Ratten vollständig gegen Mortalität durch nachfolgende Infektion durch E. coli. Wiederholte Verabreichung von Bifidobakterien verminderte darüber hinaus die E.-coli-Population und hielt diese auf einem niedrigen Niveau. Daher erscheint die keimfreie Ratte als ein angemessenes Modell zum Studium der Entwicklung und Wechselwirkung von beiden Bakterienstämmen. Die Sequenz der Inokulation ist dabei von großer Bedeutung.
Keywords: germ-free rat; intestinal tract colonization; interaction; protection; Bifidobacterium; E. coli

Ein Beitrag zur Bestimmung des bakteriellen Kotstickstoffs bei Ratten by H. Müller; A. -E. Harmuth-Hoene (52-57).
Es wird eine einfache Methode zur Isolierung der Kotbakterien von Ratten vorgestellt, die hohe Ausbeuten und einen hohen Reinheitsgrad gewährleistet. In dem Bakterienisolat wurden Gesamtstickstoff und 2,6-Diamino-pimelinsäure (DAP) bestimmt und aus beiden Werten ein Faktor berechnet, der es gestattet, aus dem DAP-Gehalt des Kotes den Anteil des Bakterienstickstoffs im Kot zu ermitteln. Im Kot von Ratten, die eine halbsynthetische Kontrolldiät erhielten (4% Cellulose), betrug der Umrechnungsfaktor 15,7. Bei Zusatz von 8% Guarmehl zur Kontrolldiät (im Austausch gegen Stärke) wurde ein drastischer Anstieg des DAP-Gehaltes im Kot und dadurch bedingt eine deutliche Verringerung des Umrechnungsfaktors auf 11,5 beobachtet. Wurde statt des Guarmehlzusatzes der Celluloseanteil von 4 auf 12 % erhöht, zeigte sich keine Veränderung des Faktors. Offensichtlich wird die Aktivität der Darmflora durch Guarmehl wesentlich stärker beeinflußt als durch Cellulose. Die Ergebnisse lassen eine deutliche Abhängigkeit des Umrechnungsfaktors von der Art des dem Futter zugesetzten Ballaststoffes erkennen.A simple method is described by which the fecal flora of rats has been isolated with high recovery and a high purity grade. Total nitrogen and 2.6-diamino-pimelic acid were determined in the isolated bacteria. From both values a factor was calculated, which permits the estimation of fecal bacterial nitrogen from fecal DAP content. In the feces of rats on a semisynthetic control diet (4 % cellulose) this factor was 15.7. Addition of 8% guar (by substitution for starch) resulted in a drastic increase in fecal DAP content thus lowering the factor to 11.5. When the proportion of cellulose in the control diet was raised from 4 to 12 %, no change in the factor was observed. This indicates a pronounced effect on the bacterial activity by guar but not by cellulose. It is concluded that the factor used to calculate fecal microbial nitrogen from fecal DAP content is dependent on the kind of dietary fiber ingested.
Keywords: Cellulose; Guarmehl; Bakterienisblierung; Bakterienstickstoff; 2,6-Diamino-pimelinsäure-Bestimmung

Es wurde festgestellt, daß die Bakterien an Kontaktstellen mit sowohl organischen als auch anorganischen Feststoffmaterialien anders wachsen als auf reinen Agarnährböden. Von 16 ad hoc gewählten Bakterienstämmen reagierten folgende Spezies mit intensiverer Kolonienbildung in sinkender Reihenfolge: Bacillus subtilis, B. cereus, Streptococcus sanguis, S. saprophyticus, S. faecalis, Escherichia coli, Micrococcus flavus, Actinomyces viscosus, Veillonella sp., Enterobacter liquefaciens, Yersinia enterocolitica. Lactobacillus casei verhielt sich neutral. Proteus vulgaris, Y. enterocolitica und Chromobacterium violaceum wachsen auf bestimmten Nährböden nur in Anwesenheit der Festpartikel. Die Hefen Endomyces lactis, Saccharomyces cerevisiae, Rhodotorula mucilaginosa und Cryptococcus nigricans zeigten bei der Kolonienbildung keine Reaktion auf die Feststoffpartikel.Die Art des Proteins in Nährböden — tierisch (Fleisch) oder pflanzlich (Sojabohnen) — beeinflußte das Verhalten der Mikroorganismen in diesen Untersuchungen nicht.Bacteria have been found to grow differently at contact sites to both organic and anorganic solids as on pure agar media. Of 16 ad hoc selected bacterial strains, the following species (arranged in decreasing order) responded with stronger colony formation: Bacillus subtilis, B. cereus, Streptococcus sanguis, S. saprophyticus, S. faecalis, Escherichia coli, Micrococcus flavus, Actinomyces viscosus, Veillonella sp., Enterobacter liquefaciens, Yersinia enterocolitica. Lactobacillus casei behaved neutral. Proteus vulgaris, Y. enterocolitica and Chromobacterium violaceum grow on certain media only in the presence of solid particles. The yeasts Endomyces lactis, Saccharomyces cerevisiae, Rhodotorula mucilaginosa and Cryptococcus nigricans did not respond to solid particles during colony formation.The kind of protein — animal (meat) or vegetable (soy beans) — did not influence the behaviour of the microorganisms in these experiments.
Keywords: Feststoffsubstrate; Kolonienbildung von Mikroorganismen

Bakterien und Ballaststoffe by M. T. Bomar (66-73).
Durch In-vitro-Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß die Bakterien Escherichia coli, Bifidobacterium adolescentis und Chromobacterium violaceum bei Anwesenheit von Cellulosepartikeln sowohl in ihrer Vermehrungsgeschwindigkeit als auch in ihrer Stoffwechselaktivität beeinflußt sind.Nach Homogenisieren im Waring Blendor wurde die schnellste Vermehrung im Medium mit 10%, dann nachlassend mit 5%, 1% bzw. 0% Cellulosepartikeln festgestellt. Die biochemische Aktivität, gemessen am Verbrauch der Glucose und der Intensität der Nitratreduktion, verlief in umgekehrter Reihenfolge. Es scheint, daß die Wirkung der Ballaststoffe im Verdauungstrakt noch um den Faktor „biochemische Aktivität“ der Mikroorganismen zu ergänzen wäre.The presence of cellulose particles, so in-vitro studies have shown, influences the growth rate and metabolic activity of the bacteria Escherichia coli, Bifidobacterium adolescentis and Chromobacterium violaceum.After the homogenization in Waring Blendor, the growth rate has been found to be highest in a medium containing 10% cellulose particles and to show a decreasing tendency in media containing 5%, 1% and 0% cellulose. The biochemical intensity, judged by glucose consumption and intensity of nitrate reduction, showed an inverse tendency. It seems necessary to add also the factor “biochemical acticity” of the microorganisms to the effect of dietary fibres in the intestinal tract.
Keywords: Cellulosepartikel; Vermehrung der Bakterien; biochemische Aktivität

Mitteilungen (74-74).

Ausschreibung (75-75).

Buchbesprechungen by E. Leschik; H. K. Frank; J. F. Diehl; K. H. Bäßler; E. Menden; A. Fricker; E. Chantelau; H. Zimmermann; Fricker (76-83).