13C-bikarbonatmetoden - en non-invasiv, snabb och enkel metod för korrekt bestämning av energiförbrukning hos häst

Projektet syftade till att utveckla 13C-bikarbonatmetoden (13CBT) för att bestämma energiförbrukning (EE) hos häst under normala levnadsbetingelser. Metoden validerades och därefter bestämdes EE i vila hos lätt- respektive normalfödda hästraser. Islandshästar hade signifikant lägre EE än sportponnyer och varmblod. Således utgör 13CBT ett tillförlitligt verktyg för att bestämma EE hos hästar i vila. I projektet karaktäriserades även fysiologiska och metaboliska effekter vid användning av stärkelse- respektive fiberbaserade dieter. Kolhydratfraktionens sammansättning påverkade tydligt förhållandet mellan näringsupptag i tunntarmen och från grovtarmen. Stärkelsenedbrytning i tunntarmen resulterade i större fluktuationer i pH i blindtarmen och högre plasma glukos- och insulinkoncentrationer än fiberbaserade dieter där fermentering i blindtarmen gav högre plasmakoncentrationer av acetat. Fodrets passagehastighet genom digestionskanalen ökades med ökande fiberintag.

Ett av projektets huvudsyften var att utveckla och validera 13C-bikarbonatmetoden (13CBT), som kan användas non-invasivt, gentemot indirekt kalorimetri (IK), som är energimetabolismens gyllene standard. 13CBT användes för att bestämma energiförbrukning (EE) hos häst under normala levnadsbetingelser, i vila och under arbete. Dessutom bestämdes EE hos lättfödda respektive normal- till svårfödda hästraser. I valideringsstudien var det genomgående en utmärkt överensstämmelse mellan mätningar gjorda med 13CBT och IK. Ambitionen att använda metoden som fullständigt non-invasiv, dvs. med oral dosering av isotopen, har genomförts, men det är av avgörande betydelse för resultatens kvalitet och tillförlitlighet att hela dosen sväljs. Det har även visat sig att excretionskurvorna efter oral tillförsel ibland blir mindre jämna än vid IV tillförsel, och därmed mera komplicerade att modellera. Det har också visat sig att metoden fungerar mycket bra under fältförhållanden på hästar i vila, och att det påvisades tydliga skillnader i EE mellan raser. Som förväntat erhölls signifikant lägre EE hos Islandshästar än hos sportponnyer och varmblodshästar. Dessvärre gav inte de mätningar som utfördes på hästar under arbete acceptabla resultat. Projektets huvudmålsättning, att validera 13C-BT-metoden gentemot indirekt kalorimetri (IK), har uppnåtts, och 13CBT-metoden har utvecklats så att den utgör ett enkelt och tillförlitligt verktyg för att bestämma EE hos hästar i vila även under fältförhållanden.

Ett annat av projektets huvudsyften var att karaktärisera fysiologiska och metaboliska effekter såsom fodrets smältbarhet, dess passagetid genom tarmkanalen, magtömningshastighet, pH i blindtarmen, produktion av kortkedjade fettsyror (SCFA) samt koncentration av metaboliska hormoner och metaboliter vid användning av fodermedel och foderstater med högt fiberinnehåll som kan förväntas ha hälsomässigt positiva egenskaper. Dieterna var antingen stärkelsebaserade (hö+korn eller hö+korn+Betfor) eller hade ett högt innehåll av fiber i form av enbart hö eller hö+Betfor, som har ett högt innehåll av löslig fiber. Sammansättningen hos dieternas kolhydratfraktion påverkade tydligt den metaboliska respons som kunde mätas i plasma och blindtarm, och visade på hur kolhydratfraktionens sammansättning påverkade förhållandet mellan näringsupptag i tunntarmen och från grovtarmen. Stärkelseinnehållande dieter resulterade i högre plasma glukos- och insulinkoncentrationer som ett resultat av stärkelsenedbrytning i tunntarmen medan de fiberbaserade dieterna gav högre plasmakoncentrationer av acetat från fermentering av fiber. Proportionerna mellan glukos och SCFA som energigivande substrat påverkades av sammansättningen av fodrets kolhydratfraktion på ett sätt som reflekterade de metaboliska svar som uppmätts i plasma och blindtarm. När korn utfodrades i kombination med Betfor påverkades inte plasma glukos och insulin eller minskades fluktuationerna i pH i caecum jämfört med när bara korn utfodrades. Fluktuationerna i pH i blindtarmen var större för de stärkelsebaserade dieterna än för de fiberbaserade. Intaget av fiber påverkade fodrets passagehastighet genom digestionskanalen, och passagehastigheten ökades med ökande fiberintag.

Inverkan av standardiserad träning på plasmakoncentration av SCFA, laktat, metaboliska hormoner och andra metaboliter undersöktes även. Här sågs ett starkt inflytande av provtagningstidpunkt, men mindre effekt av diet. Laktat, triglycerider, fria fettsyror och betahydroxybutyrat samt propionsyra i plasma steg alla signifikant från före till efter träning, men nivån för stigningen i laktat var inte sådan att hästarnas laktattröskel hade överstigits. De övriga stigningarna reflekterade huvudsakligen fettmobilisering som en effekt av träningen.

Resultat från projektet har förmedlats i vetenskapliga tidskrifter, vid internationella konferenser, i föredrag för hästägare och tränare samt i undervisning för animal science och veterinärstuderande.