Spurlos.

Spurenelemente sind wichtig für die Aufzucht gesunder Tiere. Es ist allgemein bekannt, dass sie für optimales Wachstum und optimale Leistung von entscheidender Bedeutung sind. Sie werden nur in Milligramm- oder kleineren Mengen pro Tag benötigt, sind aber für das Lebens und die Bekämpfung von Krankheiten unentbehrlich. Darüber hinaus fördern Spurenelemente das Wachstum, die Entwicklung und eine gesunde Fortpflanzung der Tiere. Zink (Zn) beispielsweise ist erforderlich für die Immunität, Fortpflanzung, Haut- und Hufintegrität, Muskelentwicklung, Milchproduktion und Eierschalenqualität. Mangan (Mn) unterstützt die Knochen- und Knorpelbildung, Immunfunktion, Fortpflanzung und Neubildung von Glukose (Glukoneogenese). Kupfer (Cu) ist entscheidend für die Bildung des Pigments Melanin, die Energieerzeugung, Eisenaufnahme und Stoffwechselfunktion. Eisen (Fe) hat ebenfalls mehrere Funktionen: Es wird für die Sauerstoff- und Zellatmung, Energieerzeugung und Immunfunktion benötigt. Ist der Spurenelementehaushalt eines Tiers im Gleichgewicht, kommt es mit den herausfordernden Auswirkungen von Stress besser zurecht. Außerdem erfüllen diese Spurenelemente eine weitere wichtige Funktion: Sie sind Teil des Systems zum “Einfangen” freier Radikale.

Freie Radikale sind Moleküle mit einem oder mehreren ungepaarten Elektronen. Dabei werden Sauerstoff enthaltende Moleküle ausdrücklich als reaktive Sauerstoffspezies (ROS) bezeichnet – das am häufigsten vorkommende ist Superoxid, aber es gibt auch andere. Die ungepaarten Elektronen in den freien Radikalen machen diese instabil und hochreaktiv. Freie Radikale entstehen durch normale Stoffwechselvorgänge. Die Bildung einer geringen Menge freier Radikale ist Teil der normalen Zellphysiologie. Selbst die Erzeugung der für biologische Funktionen erforderlichen Energie führt zu ihrer Entstehung. Darüber hinaus kann auch die Umwelt zur Bildung freier Radikale beitragen oder diese forcieren – eine übermäßige Sonneneinstrahlung sowie die Exposition gegenüber Schwermetallen und Toxinen können die Zahl freier Radikale im Körper erhöhen.

Freie Radikale sind auch für zahlreiche andere Funktionen erforderlich. Das Immunsystem nutzt ihre zellschädigenden Wirkungen zum Abtöten von Krankheitserregern. Die Schilddrüse synthetisiert ihr eigenes freies Radikal – Wasserstoffperoxid – zur Produktion von Schilddrüsenhormonen. Stickstoffhaltige freie Radikale interagieren mit Proteinen in Zellen zur Erzeugung von Signalmolekülen. Das freie Radikal Stickoxid fördert die Erweiterung von Blutgefäßen und fungiert als chemischer Botenstoff im Gehirn. Allerdings stellt dieselbe Reaktionsfreudigkeit, die die Signalübertragung und Abtötung von Krankheitserregern ermöglicht, auch eine Bedrohung für DNS, RNS, Proteine und Fettsäuren dar.

Dieselben freien Radikale können sogar schädigende Kettenreaktionen auslösen, indem sie mit einer benachbarten Fettsäure reagieren und eins ihrer Elektronen „stehlen“. Diese Fettsäure wird dann ein freies Radikal, das mit einer zweiten Fettsäure reagiert. Mit Fortsetzung dieser Kettenreaktion ändern sich Permeabilität und Fluidität der Zellmembranen. Proteine in Zellmembranen zeigen eine verminderte Aktivität und Rezeptorproteine erfahren eine strukturelle Änderung, die ihre Funktion entweder modifiziert oder unterbindet. Dies sind die „zwei Gesichter“ der freien Radikale – auf physiologischer Ebene dienen sie als Signal- und Regulatormoleküle, auf pathologischer Ebene jedoch treten sie als äußerst gefährliche und zytotoxische Oxidantien in Erscheinung.

Überschreitet die Anzahl freier Radikale die Fähigkeit des Körpers, diese zu eliminieren oder zu neutralisieren, entsteht ein Ungleichgewicht. Ein Überschuss an freien Radikalen kann sich schädigend auswirken. Durch freie Radikale verursachte Schäden, die nicht „repariert“ werden, zerstören Lipide, Proteine, RNS und DNS und können zur Entstehung von Krankheiten und Produktivitätsminderung beitragen. Oxidativer Stress bedeutet, dass in einer Zelle, einem Gewebe oder Organ ein Ungleichgewicht zwischen der Anzahl freier Radikale und den Fähigkeiten der Entgiftungs- und Reparatursysteme besteht. Da einige reaktive Sauerstoffspezies als zelluläre Botenstoffe fungieren, kann oxidativer Stress darüber hinaus zur Beeinträchtigung der normalen zellulären Signalübertragungsmechanismen führen (Abb. 1).

Unsere Nutztiere sind zahlreichen Quellen für oxidativen Stress ausgesetzt. Dazu zählen unter anderem Hitze (Hitzestress), Trächtigkeit und Laktation sowie Infektionen (beispielsweise Mastitis). Psychische Stressfaktoren – Umstallung und Gruppenmischung, Transport, Fütterungsbedingungen – können ebenfalls oxidativen Stress verursachen. Dauerhafte oxidative Schäden entstehen nur unter entsprechendem oxidativen Stress – wenn die Entgiftungs- und Reparatursysteme unzureichend sind.  

Es gibt zwei bedeutende Abwehrsysteme, um die Auswirkungen der freien Radikale zu minimieren: die nicht-enzymatischen und enzymatischen Antioxidantien. Antioxidantien sind Moleküle, die freie Radikale daran hindern können, mit anderen Molekülen zu reagieren. Sie „funktionieren“ sowohl innerhalb als auch außerhalb der Zelle. Zu den bedeutenden nicht-enzymatischen Antioxidantien zählen die Vitamine C und E sowie sekundäre Pflanzenstoffe. Enzymatische Antioxidantien sind für den Schutz der Zellen vor Schäden durch freie Radikale verantwortlich und umfassen die Superoxiddismutase (SOD), Glutathionperoxidase (GSH-Px) und Katalase. Diese antioxidativen Enzyme spielen als „erste Verteidigungslinie“ eine wichtige Rolle bei der Abwehr freier Radikale (Abb. 2).  

Die Rolle der Mineralstoffe für die Funktion von Enzymen wurde intensiv erforscht. Einige enzymatische Antioxidantien – beispielsweise Superoxiddismutase (SOD), Katalase und Glutathionperoxidase (GSH-Px) – enthalten Spurenelemente wie Cu, Zn, Mn und Fe. Diese sind unverzichtbar für die Aktivitäten von Antioxidantien wie Cu/Zn-Superoxiddismutase und Mn-Superoxiddismutase. Diese Superoxiddismutasen katalysieren die Umwandlung des Superoxid-Radikals in Wasserstoffperoxid und Sauerstoff im Zytoplasma (Cu/Zn-SOD) und in den Mitochondrien (Mn-SOD). Zink bewirkt außerdem die Synthese von Metallothionein, einem Metall bindenden Protein, das Hydroxid-Radikale einfangen kann.

Eins der wichtigsten Enzyme für den Schutz vor oxidativen Schäden durch freie Radikale ist die Katalase. Dieses Enzym enthält vier eisenhaltige Hämgruppen, die die Reaktion mit Wasserstoffperoxid zur Bildung von Wasser und Sauerstoff ermöglichen. Daher führt eine mangelhafte Aufnahme von Cu, Zn, Mn und Fe über das Futter zu einer deutlichen Abnahme der Aktivität enzymatischer Antioxidantien. Infolgedessen kann es zu oxidativen Schäden und einer Fehlfunktion der Mitochondrien kommen. Eine wichtige Maßnahme, um oxidative Schäden zu verhindert und den Schutz durch Antioxidantien bei Tieren im Gleichgewicht zu halten, besteht daher in der Optimierung der Aufnahme von Spurenelementen über das Futter.

Trotz der Bedeutung von Spurenelementen für das Tier werden sie häufig in anorganischer Form supplementiert – als Sulfate oder Oxide. Sie sind leicht herzustellen und kostengünstig zu verabreichen, allerdings ist diese „Einfachheit“ mit Nachteilen verbunden. Bei anorganischen Spurenelementen – insbesondere Sulfaten – kommt es im oberen Magen-Darm-Trakt leicht zu einer Dissoziation. Die freigesetzten Metallionen können unlösliche Komplexe mit anderen Futterbestandteilen bilden oder um Transportmechanismen an der Darmwand konkurrieren. Aufgrund dessen werden Spurenelemente im Futter oftmals in Konzentrationen supplementiert, die deutlich über der vom Tier benötigten Menge liegen. Das Resultat: eine große Menge nicht aufgenommener Spurenelemente, die mit dem Kot ausgeschieden werden und unter Umständen die Umwelt kontaminieren. Weshalb diese extrem hohen Konzentrationen im Futter in einigen Regionen wie beispielweise der EU nicht mehr zulässig sind.  

Organisch gebundene Spurenelemente dagegen – üblicherweise als Chelate bezeichnet – sind Spurenelemente, die beispielsweise an eine einzige Aminosäure oder ein kleines Peptid aus hydrolisiertem Sojaprotein gebunden sind. Chelate haben eine höhere Bindungsstärke und sind daher besser geschützt gegen antagonistische Effekte im Darm. Dementsprechend können die Spurenelemente besser aufgenommen und verstoffwechselt werden – was sich direkt auf die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Produktivität des Tieres auswirkt. E.C.O.Trace® Spurenelemente sind organisch gebunden an die Aminosäure Glycin und bieten zahlreiche Vorteile gegenüber anorganischen Spurenelementen. E.C.O.Trace® Glycinate werden seit über 15 Jahren in der Fütterung von Hochleistungstieren erfolgreich eingesetzt und die im Vergleich zu anorganischen Sulfaten bessere Aufnahme von E.C.O.Trace® Spurenelementen wurde in wissenschaftlichen Studien bewiesen. Wir verfügen über umfangreiche Erfahrung im Bereich organisch gebundener Spurenelemente – setzen Sie sich mit uns in Verbindung und erfahren Sie, wie Ihre Tiere und Ihr Betrieb von E.C.O.Trace® Glycinaten profitieren können. 

Spurenelemente haben nur dann einen Nährwert für das Tier, wenn sie auch aufgenommen werden. Es reicht nicht aus, nur die richtige Menge an Spurenelementen zuzuführen. Auch die Quelle der Spurenelemente spielt eine große Rolle. Dies ist insbesondere im heutigen Umfeld der Tierproduktion von Bedeutung, wo der Druck zur Aufzucht gesunder Tiere mit weniger Abfall stetig zunimmt.