Nährstoff- und Energiebedarf


Kapitel

Allgemeines

Methoden zur Bestimmung des Nährstoff- und Energiebedarfs

Mangel und Überschuss

Deckung des Nährstoffbedarfs



Allgemeines

Der Nährstoffbedarf ist der Bedarf an Nährstoffen welche für eine optimale Gesundheit und Leistungsfähigkeit benötigt wird. Beim Energiebedarf wird unterschieden zwischen dem Erhaltungsbedarf und dem Leistungsbedarf.


  • Erhaltungsbedarf: Aus dem Grundumsatz und dem Bedarf für Nahrungsaufnahme, Verdauung und Muskeltätigkeit (artgerechte Haltung, termonneutraler Bereich) berechnet sich der Erhaltungsbedarf an Energie- und Proteinen. Unterhalb des thermoneutralen Bereiches wird mehr Energie benötigt.
  • Leistungsbedarf: Wird mehr Energie zugeführt, als der Erhaltungsbedarf notwendig macht, steht diese der Produktion zur Verfügung. Leistungsbedarf kann sich z.B. ergeben aus Reproduktion, Laktation, Wachstum oder Bewegungsleistung


Der Bedarf an Nährstoffen ist von vielfältigen Faktoren abhängig und sehr individuell (Knubel 2001). Es ist daher nicht möglich Angaben über den Nährstoffbedarf zu machen die auf jedes Tier zutreffen.

Faktoren können beispielsweise Umwelteinflüsse, Haltung, Alter, Geschlecht, Rangstellung, körperliche Konstitution: (Gesundheitszustand, Stress, Medikamente) und Physiologie des Magen-Darm-Traktes (wie gut die Nährstoffe aufgenommen werden können) sein.


Nach ILAR (1995) spielen beim Bedarf von Labortieren folgende Faktoren eine Rolle:

  • Genetik: genetische Unterschiede zwischen Arten, Zuchtlinien, Beständen, Geschlechtern und Individuen. So können beispielsweise individuelle Wachstumsraten zu individuellem Aminosäurenbedarf führen
  • Altersstufe: Besonders betroffen sind Wachstum, Reproduktion und Laktation, da diese Stadien einen besonders hohen Bedarf an Nährstoffen mit sich bringen
  • Umwelteinflüsse: Temperatur, Umweltreize, soziale Konflikte und andere Umwelteinflüsse können den Bedarf verändern
  • mikrobiologischer Status: Tierart, Fütterung und Zucht beeinflussen die Darmflora und damit auch die Nährstoffe, die ein Tier aus seiner Nahrung gewinnt
  • Untersuchungsbedingungen: Substanzen und Medikamente können den Bedarf beeinflussen
  • Interaktionen zwischen den Nährstoffen: Nährstoffe beeinflussen sich gegenseitig


Abbildung 1: Bedarf an Aminosäuren bei Hunden in verschiedenen Lebensstadien (nach Meyer und Zentek 2010). Der Bedarf an bestimmten Nährstoffen kann je nach Lebenslage stark variieren und ist von vielen Faktoren abhängig. Erhaltung: Hund mit 15 kg, Aufnahme ca. 4 MJ ue/Tag; Hündin 22 kg, 8 Welpen, Aufnahme ca. 20 MJ uE/Tag; Welpe 5,5 kg, 3 Monate, Aufnahme 4 MJ uE/Tag.


Zusätzlich spielt die Zusammensetzung des Futters, nicht nur sein Nährstoffgehalt eine entscheidende Rolle.



Methoden zur Bestimmung des Nährstoff- und Energiebedarfs

Für viele Tierarten wird der Nährstoff- und Energiebedarf über Tierversuche ermittelt. Hierfür gibt es verschiedene Methoden.

Tabelle 1: Methoden zur Bestimmung von Nährstoff- und Energiebedarfs

Bestimmung Methode Beschreibung Autor
Nährstoffbedarf Dosis-Effekt-Versuch
Dosen verschiedener Nährstoffe werden variiert und die Wirkung zur Einschätzung des Bedarfs genutzt werden
Kamphues et al. 2004
Zunahme und Leistung
Zunahmen wachsender Tiere, sonstige Leistung, Nährstoffgehalte in Blut und anderen Geweben sowie Parameter wie z.B. Enzymaktivität der Bedarfseinschätzungen. Auf diese Weise werden Essentialität und mögliche toxische Wirkung ermittelt
Kamphues et al. 2004
Energiebedarf Ethologisch
Beobachtung des natürlichen Fressverhaltens
Edtstadtler-Pietsch 2003
Empirisch
Im Sinne von „try and error“ wird davon ausgegangen, dass die Energiezufuhr dann bedarfsdeckend ist, wenn es bei normaler artgerechter Haltung weder zu einem Gewichtsverlust noch zur Entwicklung von Übergewicht kommt
Edtstadtler-Pietsch 2003
Futterverzehrs bei längerfristiger Lebendmassekonstanz
Aus der Beziehung zwischen Energieaufnahme und Körpermasse lässt sich die tägliche Energieaufnahme pro Tier bzw. pro kg Körpermasse und pro kg metabolischer Körpermasse berechnen
Edtstadtler-Pietsch 2003
direkte Kalorimetrie
Messung der Wärmeabgabe des Organismus
Edtstadtler-Pietsch 2003
indirekte Kalorimetrie
Diese Methode basiert auf der Annahme, dass die Oxidation von Nährstoffen im Körper mit dem Sauerstoffverbrauch und der CO2-Produktion stöchiometrisch in Beziehung steht
Edtstadtler-Pietsch 2003
Regressionsanalytische Bestimmung
Diese Methode basiert auf Formeln, die die Ergebnisse einer Vielzahl vergleichbarer Tierversuche mit der geringsten Fehlerbreite darstellen
Edtstadtler-Pietsch 2003
Energieverbrauchsmessung mit doppelt markiertem Wasser
Entnahme von Blut- oder Harnproben, subkutane Injektion von doppelt markiertem Wasser
Edtstadtler-Pietsch 2003



Mangel und Überschuss

Sowohl ein Mangel als auch ein Überschuss an bestimmten Nährstoffen kann dauerhaft zu Problemen für den Organismus werden. In manchen Fällen sind Folgeschäden nachhaltig und irreperabel. Es kann zu Beeinträchtigung von Wachstum und Entwicklung, Immunschwächen, Haut- und Fellerkrankungen, Schäden an Organen und Verhaltensstörungen kommen. Im schlimmsten Fall können Mangel oder Überschuss direkt oder indirekt zum Tod des betroffenen Tieres führen.


Einige Beispiele für Schäden durch Nährstoffmangel:

  • ein Proteinmangel führt beim Hund zu beeinträchtigter Immunfunktion, erhöhter Anfälligkeit für Hautinfektionen, Disposition für Durchfälle und Parasitenbefall (Meyer & Zentek 2010)
  • bei einem Mangel an Kalzium und Phosphor beim Hund werden Reserven aus den Knochen freigesetzt, wodurch es zu Skelettschäden kommen kann (Meyer & Zentek 2010)
  • Magnesiummangel führt beim Hund zu geringer Futteraufnahme, Muskelschwäche, Bewegungsstörungen und starke Verkalkung am Herzmuskel (Meyer & Zentek 2010)
  • Kaliummangel führt beim Hund zu Unruhe, paralyseartigen Erscheinungen, Leistungsschwäche, Blutdruckabfall und Abnahme der Nierendurchblutung (Meyer & Zentek 2010)
  • ein Mangel an Vitamin E führt beim Kaninchen zu Degeneration der Muskulatur (Schlolaut 2003)


Einige Beispiele für Schäden durch Nährstoffüberversorgung:

  • ein Überschuss an Energie führt beim Hund zur Verfettung, es kann leicht zu Erkrankungen des Skelettsystems, vor allem der Gelenke, kommen (Meyer & Zentek 2010)
  • Phosphorüberschuss führt zu Fortpflanzungsstörungen (Wiesemüller & Leibetseder 1993)
  • Proteinüberschuss belastet bei Pferden Leber und Nieren und kann Hufrehe auslösen (Wiesemüller & Leibetseder 1993)


Dies sind nur einige wenige Beispiele die vor allem zeigen wie vielfältig die Schäden durch falsche Nährstoffzufuhr sein können und wie wichtig es bei jeder Erkrankung ist die Ernährung als Ursache zu prüfen.

Die Toleranz gegenüber einer Über- oder Unterversorgung kann je nach Gegebenheit variieren. Einige Nährstoffe können je nach Tierart selbst in großer Menge unproblematisch sein. Manche Nährstoffe wie beispielsweise Kalzium beim Kaninchen werden zum Problem, wenn andere Faktoren nicht stimmen, wie eine eingeschränkte Flüssigkeitsaufnahme. Dann werden Überschüsse nicht ausreichend ausgeschieden und können Harnsteine bilden.

Vor allem dauerhafte Abweichungen vom Bedarf sind bedenklich. So sind wirkt sich bei Hunden ein Kaliummangel mit 1 mg/kg KM/Tag im Futter erst nach einiger Zeit aus. Minimal sollten Hunde 6 - 10 mg/kg KM/Tag erhalten, als optimal gelten ohne zusätzliche Leistung 55 mg/kg KM/Tag. Überschuss bis 2000 mg/kg KM/Tag werden gut toleriert, sofern ausreichend Wasser zur Verfügung steht.



Deckung des Nährstoffbedarfs

Der Nährstoffbedarf wird von Tieren durch Selektion geeigneter Nahrungskomponenten aus dem Anbot an Futter gedeckt. Hierfür selektieren sie ihr Futter entsprechend ihres Nährstoffbedarfs und der Giftigkeit des Futters (Knubel 2001).

Es ist eine Organismus nur möglich den Bedarf zu decken wenn die nötigen Komponenten auch zur Verfügung stehen. Stehen die notwendigen Nährstoffe nicht zur Verfügung oder sind sie in falscher Kombination vorhanden, kann der Nährstoffbedarf nicht optimal gedeckt werden, was sich auf Dauer negativ auf die Gesundheit auswirken kann.


Abbildung 2: Deckung des Nährstoffbedarfs in einem vereinfachten Beispiel bei Kaninchen. Der Bedarf eines Organismus ist individuell und von vielen Faktoren abhängig. Der Bedarf kann daher auch nur durch eine individuelle Futteraufnahme optimal gedeckt werden. Diese 3 Kaninchen (A - C) haben einen unterschiedlichen Bedarf an Nährstoffgruppen (N1 - N3). Diese Unterschiede können beispielsweise durch ihren Körpergröße, Wachstum, Geschlecht, Zucht, Immunstatus oder Haltung bedingt sein. Es werden jeweils 3 Futter angeboten, aber nicht gleichzeitig. Futter 1 bietet den Tieren verschiedene Komponenten mit unterschiedlichem Nährstoffgehalt, so können die Kaninchen entsprechend wählen und ohne Überschuss oder Mangel ihren Bedarf decken. Futter 2 bietet weniger Vielfalt, um ihren Bedarf zu decken. Daher müssen die Kaninchen A) und B) so wählen, dass Nährstoffgruppen im Überschuss vorhanden sind. Futter 3 bietet nur eine Komponente, die Kaninchen können ihren Bedarf nicht individuell decken.




Literatur

Edtstadtler-Pietsch G. (2003): Untersuchungen zum Energiebedarf von Katzen, Wien

Institute for Laboratory Animal Research (ILAR) (1995): Nutrient Requirements of Laboratory. Animals. Fourth Revised Edition. Subcommittee on Laboratory Animal Nutrition. Committee on Animal Nutrition

Meyer H., Zentek J. : Ernährung des Hundes. Grundlagen - Fütterung - Diätetik. 5. Auflage. Parey Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 3-8304-4151-7, S. 11

Kamphues, J.; Coenen, M.; Kienzle, E. (2004): Supplemente zu Vorlesungen und Übungen in der Tierernährung. Alfeld-Hannover: M. & H. Schaper. 10. Aufl. ISBN 3-7944-0205-7

Knubel B. (2001): Untersuchung zur Konditionierung der Futteraufnahme in der Mutter - Kind - Beziehung bei Ziegen, Diss. Freien Universität Berlin

Schlolaut, W. (Hrsg) in Zusammenarbeit mit Lange, K.; Das große Buch vom Kaninchen; 3., erw. Aufl.; Frankfurt am Main; DLG-Verl., 2003; 488 S.; ISBN 3-7690-0592-9

Wiesemüller, W. und Leibetseder, J.: Ernährung monogastrischer Nutztiere, Kapitel 4. [Hrsg.]. Jena, Stuttgart: G. Fischer. ISBN 3-334-60428-4