3-methylindols (skatols) absorption fra tarmkanalen samt omsætningen i leveren hos hangrise

I svineproduktionen er det fortsat normal praksis at kastrere hangrisene kort efter fødsel for at sikre en produktion af svinekød fri for ornelugt (hangriselugt). I bestræbelserne på at imødekomme forbrugernes ønske om mere ernæringsrigtige, kødfulde, fedtfattige udskæringer fra svin, har det været forsøgt at undlade kastration af hangrise. Derved bevares hangrisenes overlegne vækst­potentiale, hvilket fører til mange fordele i slagtesvineproduktionen. I sammenligning med galtgrise har hangrise et mindre foderforbrug, en bedre foderudnyttelse, en højere kødprocent og er derved med til at reducere næringsstoftabet til det omgivende miljø. Endvidere tilgodeser undladelse af kastration såvel dyrevelfærdsmæssige som etiske aspekter i produktionen af slagtesvin, samtidig med at landmanden undgår en ubehagelig arbejdsrutine.

Den største hindring for en rationel hangriseproduktionen er, at en del af dyrene aflejrer 3-methylindol (3MI, skatol) i kødet i for høje koncentrationer. Dette medfører, at der frigives en ubehaglig lugt og smag ved tilberedningen/opvarmningen af fersk kød til konsum. 3-Methylindol er en flygtig forbindelse, der bliver dannet ved mikrobiel nedbrydning af aminosyren tryptophan i mave-tarmkanalen hos svin (figur 1).

Efter absorption over tarmepitelet bliver 3MI transporteret via portåreblodet til leveren. En fraktion af det absorberede 3MI nedbrydes ved blodets passage gennem leveren, mens resten via blodet cirkuleres i svinekroppen og er tilgængelig for deponering i kød- og fedtvævet. De tekniske muligheder for identifikation af lugtende slagtekroppe på slagteriet tillader i dag en frasortering af problem-svinekød, før det når forbrugeren. Dog giver dette, dog hverken forklaringer eller løsninger på problemet. Som et led i opbygningen af en mere grundlæggende viden omkring, hvad der forårsager variationen i mængden af 3MI aflejret i kød, er nærværende afhandling udført ved Statens Husdyrbrugsforsøg i samarbejde med Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole.

Videreudvikling af dyremodel

Formålet med afhandlingen var at videreudvikle og validere en dyremodel for at kortlægge omsætningen af 3MI in vivo. Teknikken omfatter samtidig ilæggelse af blodflowprobe omkring portåren og multikateterisering af blodårer i svin for at undersøge den kvantitative omsætning af 3MI ved normal fodring og efter forsøg med indgift af støddoser af syntetisk 3MI. Derved søgtes afklaret, hvor godt 3MI absorberes fra forskellige afsnit langs mave-tarmkanalen, samt hvor effektiv leveren er til at nedbryde 3MI i det levende dyr. Det sidstnævnte kunne være en mulig forklaring på, hvorfor uacceptable mængder af 3MI aflejres i fedtvævet hos nogle hangrise.

Afhandlingen indledes med en kort introduktion til det forholdsvis spinkle videngrundlag, der hersker omkring 3MI i relation til svin. De næste to afsnit koncentrerer sig om de anvendete teknikker såsom dyremodellen og højtryksvæskekromatografering af plasmaprøver. Dernæst følger to afsnit, der belyser absorptionen af 3MI langs mave-tarmkanalen samt leverens rensningsevne mhp. at fjerne 3MI fra blod, der passerer dette organ. Afsluttende diskuteres metodiske resultater samt forsøgsresultater i en bredere sammenhæng med nyere viden indenfor området.

Dyremodellen, prøvetagning og måleparametere

Ved kirurgiske indgreb i total anæstesi indsattes permanente blodårekatetre i en krøsarterie, portåren, en lever- og havlsvene hos 11 hangrise (figur 2). En ultralydsblodflowprobe blev ilagt omkring portåren til måling af den portale blodgennemstrømning. Kombinationen af simultane blod­prøvetagninger fra de 4 blodårekatetre og måling af blodgennemstrømningen muliggjorde en kvantificering af nettoabsorptionen fra tarmlumen til portåren (PNA) og leverekstraktionen (LE) af 3MI. Derudover blev der indsat katetre i blindtarmen og i en krøsvene for at injicere støddoser af 3MI. Blodprøvetagningerne fulgte bestemte udtagningsskema for en periode på 300 min pr. forsøgsbehandling, mens 3MI koncentrationen i gødning blev bestemt i prøver opsamlet en gang dagligt. Dyrene vejede mellem 50 og 100 kg.

Undersøgelser med og uden indgift af 3MI

Hver hangris gennemførte en forsøgsserie bestående af 4 forsøgsbehandlinger. Efter en pause på ca. 14 dage blev hver behandling gentaget. For hver gris blev PNA og LE undersøgt ved normal fodring (kontrol) og efter peroral, intracaecal og intravenøs indgift af støddoser bestående af 1, 5 eller 10 mg 3MI pr. kg legemsvægt. Kun en ud af de tre ovenfor nævnte dosisniveauer blev brugt igennem serien af forsøgsbehandlinger gennemført på én og samme gris. Forsøgene startede kl. 08.00 om morgenen med indgift af 3MI. Kurverne for PNA og LE over forsøgsperiodens 300 min blev integreret og beregnet som areal under kurven, for derefter at indgå i de statistiske analyser.

Analyser

Koncentrationen af 3MI i gødningsprøver blev analyseret vha. en gaskromatografisk metode, mens en metode baseret på højtryksvæskekromatografi blev etableret til analyse af koncentrationen af 3MI i plasmaprøver.

Metodiske aspekter

Evalueringen af dyremodellen viste, at katetrene var korrekt placeret i de respektive blodkar, hvorimod flowmålingerne med ultralydsflowproben kun var mulige i ca. 29 dage, hvorefter signalet blev afbrudt på grund af vævsnydannelser omkring flowproben. De implanterede blodårekatetre var i gennemsnit velfungerende i 65 dage ud af forsøgsperiodens 70 dage. Blodplasmaprøverne blev analyseret ved hjælp af højtryksvæskekromatografi. Der skal her gøres opmærksom på, at foreløbige resultater fra en sammenligning af genfindingen af 3MI tilsat til fuldblod og blodplasma antydede, at der ved analysen af plasma fra fuldblodsprøver kun blev kvantificeret 4/5 af det 3MI, der cirkulerer i blodkredsløbet.

Absorption af 3MI

I de gennemførte forsøg absorberede alle hangrise 3MI fra mave-tarmkanalen. Ved normal fodring viste PNA en middelværdi på 11.2 mg (300 min)^-1, mens middelværdien varierede fra 23.9 til 308 mg (300 min)^-1 efter applikation af 3MI doserne. Kontrolforsøgene viste, at PNA varierede betydeligt mellem de enkelte hangrise, mens dosen havde en signifikant betydning for PNA på forsøgsbehandlinger med indgift af 3MI. De observerede kurveforløb for PNA for doserne 1, 5 og 10 mg 3MI pr. kg BW viste intet absorptionsplateau, men derimod en hurtig absorption til portåreblodet (figur 3). Endvidere antydede forsøgsbehandlingerne med intravenøs indgift af 3MI en diffusion fra blodbanen til tarmlumen. Disse observationer indikerer, at absorptionsprocessen primært foregår ved passiv diffusion.

Hvor meget renser leveren?

Den LE af 3MI ved normal fodring var signifikant forskellig fra den med forsøgsbehandlingerne omfattende indgift af 3MI. I gennemsnit varierede den absolute LE mellem 9.18 (kontrol) og 40 til 270 mg (300 min)^-1 for støddoseforsøgene. Leverekstrationen var påvirket af de applicerede doser og viste, at leverens evne til at metabolisere 3MI langt oversteg de niveauer, der var observeret ved normal fodring (figur 4).

Endvidere viste første resultater på metabolitprofiler af 3MI fra enkelte hangrise, at der grisene imellem var forskellig evne til at omdanne 3MI. Denne nedsatte evne i leveren til at nedbryde 3MI vil sandsynligvis være genetisk bestemt.

Foruden det ovennævnte blev der på dyreniveau iagttaget at en stigning i den metabolske legemsvægt forøgede PNA og LE af 3MI. Dette indikerer en aldersafhængig ændring i 3MI omsætningen.

Det kan konkluderes, at den kvantitative viden indenfor omsætningen af 3MI i svin er meget begrænset. Det foreliggende arbejde er et første forsøg på at kvantificering PNA, LE og den mængde 3MI, der passerer leveren unedbrudt og dermed står til rådighed for deponering i muskulatur og fedtvæv. Resultaterne viser, at der hurtigt absorberes store mængder af 3MI fra mave-tarmkanalen, ligesom leveren er i stand til at nedbryde store mængder 3MI. Dog er billedet i leveren betydelig mere broget og kræver en yderligere forskningsindsats.