Ein zentraler Aspekt in diesem Zusammenhang ist der bidirektionale Austausch über die Darm–Hirn-Achse (Gut–Brain Axis, GBA), der zu unterschiedlichen Ausprägungen der Stressresilienz beim Tier führt. Derzeit wird intensiv daran gearbeitet, dieses enge Zusammenspiel zwischen Prozessen im Darm und deren direkten oder indirekten Auswirkungen auf andere Körperbereiche besser zu verstehen. Die GBA lässt sich in verschiedene Teilbereiche gliedern, die eng zusammenarbeiten. Direkt für die Stressreaktion verantwortlich ist die Hypothalamus–Hypophysen–Nebennierenrinden-Achse. Diese arbeitet mit neuroendokrinen Botenstoffen wie Glukokortikoiden, wobei Cortisol bei Säugetieren und Corticosteron bei Nagern und Vogelarten bekannte Vertreter sind. Die Mikrobiota–GBA hebt die zentrale Rolle der Darmmikrobiota hervor, deren Bedeutung für die Modulation des Immunsystems, von Stressreaktionen, der Neurotransmitterbildung und des Tierverhaltens zunehmend anerkannt wird. Darüber hinaus spielen das enterische, zentrale und autonome Nervensystem sowie das Immunsystem und endokrine Kommunikationsmechanismen selbst eine wichtige Rolle in der engen Regulation der GBA (Abb. 1).
Um theoretische Konzepte und Laborergebnisse in die praktische Nutztierhaltung zu übertragen, stellen Futterzusatzstoffe eine vielversprechende Möglichkeit dar, die GBA zu beeinflussen – entweder indirekt über Veränderungen des Mikrobioms oder durch direkte Interaktion mit der Darmwand beziehungsweise über Effekte entlang des Absorptionsweges. Die erzielten Effekte lassen sich anhand verschiedener Parameter messen, die im komplexen System der GBA eine wichtige Rolle spielen – beispielsweise, neben einer Vielzahl weiterer Marker, Akutphasenproteine, Zytokine, Serotonin und spezifische Aminosäuren, Veränderungen des Mikrobioms und daraus resultierende Metabolite wie kurzkettige Fettsäuren, Tight-Junction-Proteine oder der transepitheliale Widerstand.
Um ein tieferes Verständnis für Futterzusatzstoffe zu gewinnen, die auf die GBA wirken, und deren Einfluss auf Stress zu untersuchen, wurde eine Studie an der Universität Ermland-Masuren (UWM) in Polen durchgeführt. Ziel der Untersuchung war es, einen etablierten phytogenen Futterzusatzstoff auf Basis einer standardisierten Mischung von Isochinolin-Alkaloiden (IQs) unter Institutsbedingungen zu bewerten. Neben Leistungsdaten wurden auch stressbezogene Marker analysiert.
IQs sind dafür bekannt, in verschiedenen Stresssituationen – wie Transport, Hitzestress oder Geburt – positive Effekte zu zeigen. Diese äußern sich in einer verbesserten Leistung, einhergehend mit einer geringeren Expression von Entzündungs- und Stressmarkern, einer Verschiebung des Mikrobioms hin zu vorteilhafteren Bakteriengruppen sowie einer reduzierten intestinalen Permeabilität.
Der Versuch wurde mit insgesamt 384 männlichen Eintagsküken der Linie Ross 308 durchgeführt, die auf zwei Behandlungsgruppen aufgeteilt wurden: eine Kontrollgruppe (C) sowie eine Versuchsgruppe (IQ), die mit 100 mg Isochinolin-Alkaloiden/ t Futter (IQs; *Sangrovit WS) supplementiert wurde. Die Applikation erfolgte vom ersten bis zum 28. Lebenstag. Die Gesamtdauer des Versuchs betrug 35 Tage. Jede Behandlung umfasste 12 Wiederholungen mit jeweils 16 Tieren pro Wiederholung. Die Broiler wurden in Bodenhaltung mit einer Besatzdichte von 0,11 m² pro Tier gehalten; als Einstreu dienten frische Holzspäne. Die Stalltemperatur wurde schrittweise von etwa 33 °C am ersten Versuchstag auf rund 20 °C am Tag 35 abgesenkt, während die relative Luftfeuchtigkeit konstant zwischen 60 % und 70 % lag. Die Tiere erhielten kommerzielle Mehlfutterrationen, bestehend aus einer Starterration (Tag 0–14) und einer Growerration (Tag 15–35), die auf Mais, Weizen und Sojaextraktionsschrot basierten. Das Körpergewicht sowie die Futteraufnahme wurden an den Tagen 1, 7, 14, 28 und 35 erfasst und die Mortalität täglich dokumentiert. Zur Bestimmung physiologischer Stress- und Immunparameter wurden am Tag 28 bei jeweils zwei Broilern pro Bucht die Serumkonzentrationen von Corticosteron (DetectX Corticosterone Immunoassay Kit) und Ovotransferrin (Ovotransferrin Chicken ELISA Kit, Abcam) analysiert. Die statistische Auswertung aller Parameter erfolgte mittels einfaktorieller Varianzanalyse (ANOVA) unter Anwendung eines allgemeinen linearen Modells.
Das Endkörpergewicht an Tag 35 sowie die durchschnittliche tägliche Gewichtszunahme waren in der IQ-Behandlung im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant erhöht (p<0,05; Abb. 2). Die durchschnittliche tägliche Futteraufnahme und die Futterverwertung zeigten in der IQ-Gruppe verbesserte Werte, erreichten jedoch keine statistische Signifikanz. Die Mortalität (Tag 1–35) lag bei 3,65 % (C) bzw. 2,60 % (IQ). Die Gesamteffizienz verbesserte sich deutlich, was sich in einem signifikant höheren European Production Efficiency Factor widerspiegelte (Abb. 3). Der an Tag 28 gemessene Serum-Corticosteronspiegel war in der IQ-Gruppe signifikant reduziert (p<0,01) und das Serum-Ovotransferrin zeigte in der IQ-Behandlung im Vergleich zur Kontrollgruppe sogar eine noch stärkere, hochsignifikante Abnahme (p<0,001) (Abb. 4).
Die Ergebnisse dieser Studie stimmen mit früheren Erkenntnissen überein. Neben der gesteigerten Produktivität könnte die reduzierte Corticosteronkonzentration auch langfristige Effekte in verschiedenen weiteren Bereichen haben, die – wie zuvor beschrieben – häufig über die GBA miteinander verbunden sind. So ist bekannt, dass Glukokortikoide die Virulenz und das Wachstum von Bakterien wie Salmonella beeinflussen, den Abbau von Lipiden und Proteinen einschließlich Muskelatrophie fördern, die Glykogenolyse steigern und die Immunabwehr beeinträchtigen können. Ähnlich wie die Corticosteronkonzentration steht auch das Akute-Phase-Protein Ovotransferrin häufig in Zusammenhang mit Störungen des Tierwohls und der Leistungsfähigkeit von Broilern, die mit Entzündungen oder Hitze, mikrobiellem Stress oder zu hoher Besatzdichte verbunden sind.
Die gezielte Steuerung von Tierwohl und Produktivität über die Darm–Hirn-Achse mithilfe ausgewählter Futter- oder Wasserkomponenten bietet ein zusätzliches Instrument, um Herausforderungen in der Nutztierhaltung zu begegnen und die Leistungsfähigkeit weiter zu verbessern. Glukokortikoide liefern zusammen mit weiteren Parametern wichtige Hinweise auf leistungsrelevante Unterschiede und Effizienzeinbußen. Für die Entwicklung robuster und resilienter Tiere wird es künftig entscheidend sein, stressassoziierte Reaktionen über die GBA besser zu überwachen, zu verstehen und gezielt zu modulieren.
Julia Schmitt hat einen Master-Abschluss in Tierwissenschaften der Justus-Liebig-Universität Gießen und verfügt über 17 Jahre wissenschaftliche Erfahrung in der Branche für phytogene Futtermittelzusatzstoffe. Der Schwerpunkt ihrer Arbeit liegt auf der Förderung der Darmgesundheit, der Erforschung entzündungshemmender Mechanismen und der Förderung des Tierschutzes und der Stressreduzierung durch natürliche Futtermittel.
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