Kan nitrit og nitrat syntetiseres i organismen hos svin?

Sammendrag

I et balanceforsøg med 12 grise hvor vi søgte at måle mikrofloraens betydning på protein- og energiudnyttelsen, måltes samtidig NO2 og NO3 i foder, gødning og urin. Der blev givet to fodertyper - et kommercielt svinefoder samt et foder med 28 pct. græsmel (højt i NO2 og NO3). Halvdelen af svinene på de to blandinger fik tilsat 0,7 pct. nebacitin i foderet for at reducere den mikrobielle aktivitet i fordøjelseskanalen. Ved at sammenligne NO3 i gødning for grise uden og med antibiotika i foderet fremgik det, at den daglige udskillelse var 20-100 pct. højere hos de antibiotikabehandlede dyr. For urinen var forholdet omvendt, idet svin uden antibiotika i foderet udskilte langt mere NO3 med urinen end de dyr, der fik mikrofloraen reduceret. Ved at sammenholde de totale værdier for NO3 i foderet med de totale udskillelser i gødning + urin fremgik det, at der syntetiseredes signifikante mængder NO3 i organismen hos de dyr, der fik et kommercielt foder uden græsmel. Nettosyntesen af NO3 hos disse dyr varierede fra 200-700 µmol pr. dyr pr. dag. For de dyr derimod der fik tilført meget NO3 i foderet, var NO3 mængderne i urin + gødning op til 1.000 µmol lavere end de konsumerede mængder.

Indledning

Nitrit er forstadiet til de formodede canserfremkaldende N-nitroso forbindelser, som måske kan dannes in vivo hos mennesker og dyr. Disse forbindelser formoder man kan dannes i maven, blæren og i den bagerste del af fordøjelseskanalen. Senere undersøgelser tyder på, at en bakteriel reduktion af nitrat i spyt er hovedkilden for nitritdannelsen hos mennesker (White 1975). 

Tannenbaum et al. (1978) har i balanceforsøg med mennesker vist, at både nitrit og nitrat kan syntetiseres in vivo. Hypotesen er, at der sker en heterotrop nitrifikation af ammoniak eller organiske kvælstofforbindelser i den øverste aerobe del af fordøjelseskanalen. Medens føden passerer ned igennem fordøjelseskanalen, bliver omgivelserne langsomt mere anaerobe (Gorbach et al. 1967). Dette medfører en akkumulering af nitrat såvel som nitrit. En stor del af disse forbindelser kan måske blive udnyttet af andre fekale mikroorganismer. En vis del kan også blive absorberet igennem tarmvæggen, medens signifikante mængder nitrit kan reagere og danne N-nitroso forbindelser i de mere sure omgivelser i blind- og tyktarm (Tannenbaum et al. 1978).

Da de omtalte spørgsmål må være af interesse i fødevareproduktion, konservering af fødevarer med NO2 og NO3 e.t.c., har vi bI.a. målt NO2 og NO3 i foder, gødning og urin hos 12 grise i balanceforsøg.

Materiale og metoder

I et forsøg hvor man søgte at måle mikrofloraens betydning på protein- og energiudnyttelsen, målte vi samtidig NO2 og NO3 i foder, gødning og urin hos 12 grise. 6 grise blev tildelt foder med højt træstofindhold (HT), medens de andre 6 grise blev fodret med et kommercielt svinefoder lavt i træstof (LT). Det høje træstofindhold blev opnået ved at benytte 28 pct. græsmel i foderet. Græsmel har endvidere et højt indhold af NO2 og NO3 sammenlignet med andet foder. For tre af dyrene på hver af de to fodertyper blev der tilsat 0,7 pct. nebacitin for at reducere den mikrobielle aktivitet i fordøjelseskanalen hos disse dyr (Eggum et al. 1979). En sådan behandling skulle give os mulighed for bl.a. at få et estimat for mikrofloraens betydning ved in vivo syntesen af NO2 og NO3. Ved måling af metanproduktionen hos samtlige dyr fremgik det, at de antibiotikabehandlede dyr ikke havde nogen metanproduktion, medens de ubehandlede dyr producerede signifikante mængder metan. Heraf kunne det konkluderes, at den anvendte nebacitin reducerede den mikrobielle aktivitet i dyrenes fordøjelseskanal signifikant. 

Nitrit og nitrat i foder, gødning og urin blev bestemt efter en metode af Bremner & Keeney (1965). Urinen blev dog kun analyseret for nitrat, da der ikke findes nitrit i urin.

Resultater

Af tabel 1 fremgår det, at de dyr, der blev fodret med højt træstof (HT), også konsumerede ca. dobbelt så meget nitrat pr. dag. Nogenlunde det samme gjorde sig gældende for nitrit. Det høje indhold af NO2 og NO3 i disse blandinger fremkom - som anført - ved at græsmel udgjorde ca. 30 pct. af blandingerne. 

LT = lavt træstof          NM = normal mikroflora

HT = højt træstof         RM = reduceret mikroflora

Ved at sammenligne NO3 i gødning fra grise på normal (NM) og reduceret (RM) mikroflora fremgår det tydeligt, at den daglige udskillelse er fra 20-100 pct. højere hos dyr med reduceret mikrobiel aktivitet. For NO3 i urin er forholdet derimod omvendt, idet grise med normal mikroflora udskilte langt mere NO3 med urinen end de, der fik mikrofloraen reduceret. Endvidere ser det ikke ud til at NO3-udskillelsen med urinen er afhængig af NO3-indholdet i foderet i samme grad som NO3-udskillelsen med gødningen. Ved at addere værdierne for NO3 i gødning og urin fremgår det, at de dyr, der fik mest NO3 i foderet, også har den største totale udskillelse. Sammenholder man de totale værdier for NO3 i foder med de totale udskillelser i gødning + urin ses, at der er syntetiseret signifikante mængder NO3 in vivo for de dyr, der fik et kommercielt foder uden græsmel. Nettosyntesen af NO3 for disse dyr varierede fra 200-700 µmol pr. dyr pr. dag. For de dyr der fik tilført meget NO3 i foderet, var NO3 mængderne i urin + gødning op til 1.000 µmol lavere end de konsumerede mængder. 

Nitrit-udskillelsen i gødningen var i alle tilfælde lavere end de konsumerede mængder. Endvidere synes NO2-udskillelsen at være uafhængig af NO2 i foder såvel som af den mikrobielle aktivitet i fordøjelseskanalen. Udskillelsen synes også at være uafhængig af dyrenes alder. 

Diskussion

Forudsætningen for dannelse af de formodede cancerfremkaldende nitroso-aminer i fordøjelseskanalen, hvor pH er omkring neutralpunktet, er tilstedeværelsen af sekundære aminer, nitrit samt bakterier, der kan katalysere dannelsen af nitrosaminer ud fra disse stoffer (Hill et al. 1973). 

Bestemmende for koncentrationen af nitrit er ikke alene mængden af nitrit indtaget med foderet, men også koncentrationen af nitrat, idet flere bakteriearter, blandt andre Eschericia coli, kan omdanne nitrat til nitrit. 

Man har hidtil antaget, at nitrat kun tilføres tarmkanalen via fodermidler, idet nitrifikation er en strengt aerob proces, som ikke skulle kunne foregå i tarmkanalen. Autotrof nitrifikation foregår bedst ved pH 8 og standser næsten fuldstændig ved pH 5. Alene af den grund kan autotrof nitrifikation formentlig anses for udelukket, idet pH i de dele af tarmkanalen, hvor der eventuelt er ilt tilstede, har pH værdier på omkring 5. 

Tannenbaum (1978) har i balanceforsøg med mennesker vist, at både nitrit og nitrat kan dannes i tarmkanalen. Hypotesen er, at der sker en heterotrof nitrifikation af ammoniak, eventuelt dannet ud fra organiske kvælstofforbindelser, i den øverste, delvis aerobe del af fordøjelseskanalen. Evnen til heterotrof nitrifikation er påvist både hos bakterier og svampe i renkulturer, men dens kvantitative betydning i f.eks. jordbunden synes at være meget lille (Alexander 1977, Beck 1979). 

Herværende undersøgelser tyder dog på, at mikrofloraen i fordøjelseskanalen er involveret i NO3-omsætningen. Dette ses bedst hos de dyr, der fik et kommercielt svinefoder (lavt i NO2 og NO3) idet der udskiltes langt mere NO3 med gødningen hos antibiotikabehandlede dyr end hos de ikke behandlede. For urinen var forholdene dog modsatte. Endvidere kunne det fastslås, at grise er i stand til at syntetisere NO3 i organismen, idet der udskiltes langt mere med urin + gødning, end der blev fortæret med et kommercielt foder. For foder med højt indhold af NO3 udskiltes der dog mindre end de fortærede mængder. 

Herværende undersøgelser med svin er således i overensstemmelse med observationer foretaget på mennesker (Tannenbaum et al. 1978), idet også svin er i stand til at syntetisere signifikante mængder NO3 i organismen. Denne problematik burde måske indgå i diskussionen vedrørende brugen af NO3 og NO2 i fødevareindustrien.

En endelig forklaring på hvordan nitratdannelsen foregår i organismen, kan først gives, når der foreligger yderligere undersøgelser. Iltkoncentrationsmålinger og tælling af mikroorganismer, der kan udføre nitrifikation, bør naturligvis medtages i sådanne undersøgelser. 

Litteratur

Alexander, M. (1977). Soil Microbiology 2nd edition. John Wiley & Sons, New York 467 pp. 

Beck, T. (1979). Zeitschr. Pflanzenernähr. 142:344. 

Bremner, J. M. & Keeney, D. R. (1965). Anal. Chim. Acta 32:485. 

Eggum, B. O., Fekadu, M., Wolstrup, J., Sauer, W. C. & Just, A. (1979). J. Sci. Food Agric. 30:177. 

Gorbach, S. L., Nahas, L., Weinstein, L., Levitan, R. & Patterson, J. F. (1967). Gastroenterology 53:856. 

Hill, M. J., Hawksworth, M. J. & Tattersall, G. (1973). Br. J. Cancer 28:572. 

Tannenbaum, S. R., Fett, D., Young, V. R., Land, P. D. & Bruce, W. R. (1978). Science 200:1487. 

White, j. W. (1975). J. Agnc. Food Chem. 23:886.