VEMHES NYULAK TESTÖSSZETÉTELÉNEK ÖSSZEHASONLÍTÓ VIZSGÁLATA TOBEC ELJÁRÁSSAL ÉS CT-VEL MILISITS G. - ROMVÁRI R. - SZENDRŐ ZS. - GYARMATI Tünde PANNON Agrártudományi Egyetem, Állattenyésztési Kar, Kaposvár
BEVEZETÉS Irodalmi adatokból ismert, hogy a vemhesség 20. napját követően - a vehem zavartalan építéséhez - az anyáknak jelentős mennyiségű energiára és táplálóanyagokra van szüksége. Gyorsan növekvő igényük kielégítését nehezíti azonban, hogy a magzatok kezdetben exponenciális, majd a 23. naptól lineárissá váló intenzív növekedése (PRUD’HON ÉS SELME, 1973) egyre nagyobb mértékben korlátozza az emésztőtraktus takarmányfelvevő képességét. Így a vemhességnek ebben a szakaszában a megnövekedett táplálóanyag igény csökkenő takarmányfelvétellel jár együtt, ezért az anya saját tartalékainak mozgósítására kényszerül a magzatok zavartalan fejlődése érdekében. Kísérleti eredmények szerint a házinyúl a takarmány szolgáltatta energia (10-12 MJ DE/kg) és táplálóanyag felhasználásával mindössze négy magzat felnevelésére képes; a többi magzat fejlődése az anyai tartalékok terhére történik (KAMPHUES, 1985). A tenyésztés intenzitásának napjainkra jellemző növelése - a fialást követő azonnali termékenyítés - azonban további problémákat is felvet a tenyésztők körében. Az egyszerre vemhes, illetve szoptató anyáknál ugyanis a kettős igénybevétel miatt még jelentősebb energia- és táplálóanyagdeficit jelentkezik (PARIGI-BINI ÉS XICCATO, 1993), ami hosszú távon az állatok kondíciójának leromlásához vezet. Ennek eredményeként a következő fialás alomlétszámának csökkenése mellett - az újszülött nyulak testösszetételének kedvezőtlen alakulása miatt (PARIGI-BINI ÉS MTSAI., 1992; XICCATO ÉS MTSAI., 1992) - az új generáció egyedeinek csökkent életképességével is számolnunk kell (PARIGI-BINI ÉS XICCATO, 1993). Az eredményes tenyésztőmunka érdekében ezért fontos tudnunk, hogy tenyészállataink milyen intenzív szaporítási ritmus elviselésére képesek saját, illetve utódaik szervezetének maradandó károsodása nélkül. Ehhez nyújtanak jelentős segítséget azok a közelmúltban kidolgozott eljárások, melyek a vemhesség és a laktáció ideje alatt bekövetkező testösszetételbeni változások kimutatását élő állapotban - ugyanazon állatok többszöri, egymást követő vizsgálatával - teszik lehetővé. Ezen eljárások közül jelen kísérletünkben - a Kar, illetve a Kisállattenyésztési Tanszék lehetőségeit kihasználva - a komputeres röntgen tomográfot (CT) és az EM-SCAN készüléket (TOBEC módszert) használtuk a vemhesség előrehaladtával jelentkező testösszetételbeni változások in vivo meghatározására. A CT ilyen irányú felhasználásának bizonyos előzményei már vannak (FEKETE ÉS MTSAI., 1994; MILISITS ÉS MTSAI., 1996), a TOBEC eljárás hasonló célú alkalmazására azonban eddig még nem került sor.
ANYAG ÉS MÓDSZER Kísérletünket a PANNON Agrártudományi Egyetem Állattenyésztési Karán, 5 hónapos korukban, friss, higított spermával mesterségesen, először termékenyített Pannon fehér anyanyulakkal végeztük. A 17 vemhes és a 26 üres állat a Kar Kísérleti Telepén, zárt épületben, egyedileg, egyszintes, ponthegesztett dróthálóból készült ketrecekben került elhelyezésre. Ad libitum takarmányozásukra kereskedelmi forgalomban kapható nyúltápot használtunk. Az ivóvíz a kísérlet teljes ideje alatt tetszés szerinti mennyiségben állt a nyulak rendelkezésére. A CT és TOBEC vizsgálatokra termékenyítéskor, a vemhesség 14., 21. és 28. napján, valamint a fialást követően került sor. A TOBEC méréseket az említett vizsgálati napokon, a kora délutáni órákban, egy EM-SCAN SA-3203 típusú készülékkel végeztük. A készülék működési elvéről az 1. ábra ad rövid áttekintést.
1. ábra
Az EM-SCAN készülék működési elve (Operation of the EM-SCAN instrument)
A vizsgáló egység falában lévő tekercselésben folyó áram, valamint az indukálódó mágneses tér irányát az ábrán nyilak jelzik. A mérésekre a készülékben indukálódó 10 Mhz-es oszcilláló mágneses térben került sor. Ezen a frekvencián ugyanis a zsírszöveteknek, illetve a zsírmentes anyagoknak (lean mass) a vezetőképessége eltérő, így a mért értékek alapján a zsíros, illetve kevésbé zsíros egyedek egymástól biztonsággal elkülöníthetők. A vizsgálati módszer az ún. Harker-elven (HARKER, 1973) alapul, melynek lényege, hogy a vezetőképesség mérésére az elektromágneses indukció jelensége használható fel a közvetlen elektromos kapcsolat helyett. A módszer szigorúan véve nem is a vezetőképesség, hanem az energiaabszorpció mérésére szolgál az oszcilláló mágneses térben. A mérés elvéből adódóan - a vezetőképes test térfogata és az érzékelő mágneses tér közötti kölcsönhatás miatt - igen nagy a jelentősége a vizsgálati objektum geometriai formájának (EM-SCAN MODEL SA-3000 OPERATOR’S MANUAL,
1996). Jelen kísérletünkben ezért a zsírmentes test súlyának meghatározására kidolgozott becslési eljárás egyszerűsítése érdekében az anyanyulakat egyforma hosszúságban (450mm) rögzítettük, így - a csekély testsúlybeli különbségek ismeretében - a meglehetősen nehezen meghatározható keresztmetszeti érték mérésétől eltekintettünk. A geometriai forma mellett hasonlóképpen erős a hőmérsékletnek az elektromos vezetőképességre gyakorolt hatása is, hiszen vizes oldatokban a hőmérséklet 1oC-os emelkedése a vezetőképesség 2%-os növekedését vonja maga után. A vizsgálati állatok azonos testhőmérséklete miatt azonban jelen esetben a hőmérséklet hatásától eltekinthettünk, egyéb esetekben azonban a hőmérsékleti körülményeket standardizálni kell. Méréseinket a két szerkezeti egységből álló TOBEC készülék mérőegységéhez csatlakoztatható legnagyobb - 203 mm átmérőjű - vizsgáló egységgel végeztük. A mozgás mérést zavaró hatásának kiküszöbölése érdekében a nyulakat a vizsgálat idejére 0.1 ml/ttkg Rometar és 0.25 ml/ttkg Calypsovet injekció izomba adásával altattuk. A mérés közvetlen eredményét, az ún. “E”-értéket a TOBEC készülék gyártója által fejlesztett SA3000 jelű programmal határoztuk meg. A TOBEC méréseket követően a tomográfiás vizsgálatokra - a vizsgálati sorrend megtartásával - az éjszakai órákban került sor. Az egyedenkénti 27, 8mmes szeletvastagságú, a vállövtől a combok végéig terjedő testtartományt lefedő felvétel elkészítéséhez a Kar Biológiai Központjában üzemelő harmadik generációs SIEMENS SOMATOM DRG típusú röntgen tomográfot használtuk. A hármasával, altatás nélkül rögzített állatokat - az esetleges vetélés veszélyének csökkentése érdekében - a vemhesség 21. és 28. napján végzett felvételezés idejére Rompun (Bayer) injekció izomba adásával nyugtattuk. A felvételek értékeléséhez a különböző szövetek röntgensugár elnyelő képességét kifejező ún. Hounsfield skálának az izom- és a zsírszövetre jellemző (-200-tól +200-ig terjedő) tartományát használtuk. A vizsgált tartomány 400 adatát - az adatok könnyebb kezelhetősége érdekében - a szomszédos 10-10 érték összevonásával 40 változóra (HUv) redukáltuk (HUv1=å(-200)-(-191), HUv2=å(-190)-(-181), … HUv40=å(+190)-(+199)). A zsírszövet mennyiségi változásának kimutatásához a zsírra jellemző denzitásértékekkel rendelkező képpontok számának az összpixelszámhoz való viszonyításával indexszámokat képeztünk (képletszerűen: åHUv7-16/åHUv1-40*100). A kísérlet befejeztével valamennyi állatot próbavágtuk, a gyomor és a bélcsatorna tartalmát eltávolítottuk. Az üres emésztőtraktust a vágás során felfogott vérrel, bőrrel és a többi testrésszel együtt többször átdaráltuk, és homogén mintát készítettünk. A kísérleti minták zsírtartalmának meghatározására a Kar Központi Laboratóriumában az MSz 68-30/6-78 előírásai szerint került sor. Az adatok statisztikai feldolgozását és a becslő egyenlet szerkesztését az SPSS 5.0-ás szoftverrel végeztük.
EREDMÉNYEK Korábbi - brojlercsirkékkel (ROMVÁRI, 1996) és növendéknyulakkal (MILISITS, 1997) folytatott - kísérleteink során szoros összefüggést találtunk a CT felvételek alapján számított zsírindexek és a teljestest nyerszsírtartalma között. Ezen összefüggés ismeretében a vemhes és az üres nyulak zsírtartalmának a vizsgálat ideje alatt bekövetkezett változását először a zsírindexek segítségével szemléltetjük (2. ábra). vemhes / pr egnant
Zsírindex / Fat index
ür es / non pr egnant
21.0 20.0 19.0 18.0 17.0 16.0 15.0 14.0 0
14
21
28
30
Vemhességi napok száma / Days of pr egnancy
2. ábra
A számított zsírindex vizsgált időszak alatti változása (Changes of the fat index during the experimental period)
Jól látható, hogy a vizsgálati időszak kb. 21. napjáig mind a vemhes, mind pedig a kontroll állatok esetében a szervezet zsírtartalma folyamatos növekedést mutat. Először termékenyített, kifejlettkori testsúlyukat még el nem ért nyulakról lévén szó, ez a növekedés elsősorban a saját szövetek építésének, a tartalékzsírok lerakásának a következménye. A kísérleti időszak utolsó harmadában azonban a vemhes állatok - a takarmány szolgáltatta energia és táplálóanyag mennyiségének szűkössége miatt - már felhalmozott szöveti tartalékaik mozgósítására kényszerültek. Ennek első lépéseként zsírtartalékaikat mobilizálták, minek következtében szervezetük zsírtartalma - amint azt a számított zsírindexek változása is jelzi - fokozatosan csökkent. A nem vemhesült állatok zsírtartalma ezzel szemben a kísérlet végéig folyamatosan tovább nőtt, és a két csoport közötti különbség a vizsgálat 28. és 31. napján már statisztikailag (p<0.001) is bizonyíthatóvá vált. A zsírindex és a nyerszsírtartalom kapcsolatát vizsgálva a két paraméter között r=0.90-es összefüggést találtunk. A probléma megközelítésének egy másik módját jelenti a TOBEC módszer, amely az előzőekkel ellentétben nem a zsírtartalom, hanem a zsírmentes test (a továbbiakban FFM = fat free mass) közvetlen meghatározására szolgál. A 3. ábrán jól látható, hogy a módszerrel mérhető E-érték - ami a zsírmentes súllyal áll szoros összefüggésben (r=0.87) - a vemhes és az üres állatok esetében eltérő módon változik.
E-érték / E-value
1900
ür es / non pr egnant
1800
vemhes / pr egnant
1700 1600 1500 1400 1300 1200 1
14
21
28
Vemhességi napok száma / Days of pr egnancy
3. ábra Az E-érték változása vemhes és üres anyanyulakban a vizsgált időszak alatt (Changes of the E-value in pregnant and non pregnant does during the experimental period)
Vemhes nyulaknál a zsírtartalom imént bemutatott csökkenése a zsírmentes test súlyának (és ezzel együtt az E-értéknek) a növekedését idézte elő a vizsgálati időszak alatt. Ezzel szemben a kontroll állatoknál az E-érték egyre kisebb mértékű növekedése a fokozatos elzsírosodásra enged következtetni. Az E-érték és a zsírmentes test súlya közötti szoros összefüggés ismeretében a zsírmentes test súlyának in vivo becslésére - az E-érték és a testsúly, mint független változók felhasználásával - becslő egyenletet szerkesztettünk. Az egyenlet szerkesztéséhez a kísérleti állomány 75%-át képező, véletlenszerűen kiválasztott egyedek adatait használtuk fel. A lineáris regresszió eredménye szerint a zsírmentes test súlya az élősúly és az E-érték ismeretében az:
y=835.421930+0.501662*x1+0.377992*x2, egyenlet segítségével számítható ki, ahol y=zsírmentes test súlya (g), x1=élősúly (g) és x2=E-érték. A tényleges és a becsült FFM között számított korrelációs együttható értéke r=0.92-nek adódott. Az egyenlet megbízhatóságát a kísérleti állomány fennmaradó ¼-ét képező egyedeken teszteltük (4. ábra).
4200
FFM (g)
2700 2900
4. ábra
Becsült FFM / Predicted FFM (g)
4100
A tényleges és a becsült FFM kapcsolata a tesztállományban (Correlation between FFM and predicted FFM)
Amint az az ábrán bemutatott összefüggésből is kiderül, a tényleges és a becsült FFM közötti korrelációs együttható értéke a tesztelés során is rendkívül kedvezően alakult (r=0.97). A gyakorlati tenyésztőmunkában azonban nem okvetlenül szükséges a zsírmentes súly, vagy a zsírmennyiség akár grammra pontos meghatározása, hanem többnyire elegendő a legjobb kondíciójú egyedek biztonságos kiválogatása. Ennek elősegítése érdekében a számított zsírindex és a kémiailag meghatározott nyerszsírtartalom (1. táblázat), valamint a tényleges és a becsült FFM (2. táblázat) alapján állatainkat sorrendbe állítottuk, majd az eltérő módon felállított rangsorok azonosságát rangkorrelációval teszteltük. A rangsoroláshoz a nem vemhesült, kontroll állatok (n=26) adatait használtuk. 1. táblázat
A kísérleti állatok sorrendje a teljes test nyerszsírtartalma és a zsírindex alapján (Ranking list of the does based on the total body fat content and fat index)
Nyerszsír / Total body fat Zsírindex / Fat index
1 1
2 2
3 6
Rangsor / Ranking list 4 5 6 7 3 5 7 13
8 11
9 4
10 12
A táblázat adataiból jól látható, hogy a zsírindex alapján kiválogatott legjobb 10 egyed három kivétellel megegyezik a nyerszsírtartalom alapján legjobbnak vélt egyedekkel. 2. táblázat A kísérleti állatok sorrendje a tényleges és a becsült FFM alapján (Ranking list of the does based on the real and predicted FFM)
FFM Becsült FFM / Predicted FFM
1 1
2 3
3 10
Rangsor / Ranking list 4 5 6 7 2 4 7 5
8 6
9 8
10 12
Még kedvezőbben alakult ez az arány a TOBEC módszerrel becsült FFM esetében, amikoris az eltérő módon kiválasztott egyedek között csak egy esetben találtunk különbséget. A rangkorreláció eredményeként a korrelációs együttható értéke a nyerszsír és a zsírindex alapján felállított sorrend között r=0.89-nek, a tényleges és a becsült FFM sorrendje között pedig r=0.91-nek adódott. A bemutatott eredmények alapján mindkét módszer alkalmasnak tűnik a gyakorlati tenyésztőmunka eredményességéhez szükséges, megfelelő testösszetétellel rendelkező egyedek kiválogatására. IRODALOMJEGYZÉK 1. EM-SCAN Model SA-3000 Operator’s manual (1996) 2. FEKETE S. - HULLÁR I. - ROMVÁRI R. - ANDRÁSOFSZKY Emese - SZENDRŐ ZS. (1994): A nyúl vemhességének komplex vizsgálata. 6. Nyúltenyésztési Tudományos Nap, Kaposvár, 86-95p. 3. HARKER, W. H. (Inventor), EMME (Assignee) (1973): Method and Apparatus for Measuring Fat Content in Animal Tissue either In Vivo or in Slaughtered and Prepared Form. US Patent 3, 735, 247 4. KAMPHUES, J. (1985): Untersuchungen zum Energie- und Nährstoffbedarf gravider Kaninchen. Züchtungskunde, 57: 3, 207-222p. 5. MILISITS G. (1997): Növendéknyulak zsírbeépülésének in vivo vizsgálata komputer tomográffal. III. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely, 39-43p. 6. MILISITS G. - ROMVÁRI R. - DALLE ZOTTE, Antonella - XICCATO, G. - SZENDRŐ ZS. (1996): Determination of body composition changes of pregnant does by X-ray computerised th tomography. 6 World Rabbit Congress, Toulouse, Vol. 3., 207-212p. 7. PARIGI-BINI, R. - XICCATO, G. (1993): Recherches sur l’interaction entre alimentation, reproduction et lactation chez la lapine, une revue. World Rabbit Science, 1: 4, 155-161p. 8. PARIGI-BINI, R. - XICCATO, G. - CINETTO, M. (1990): Energy and protein retention and partition in pregnant and non-pregnant rabbit does during the first pregnancy. Cuni-science, 6: 1, 19-29p. 9. PARIGI-BINI, R. - XICCATO, G. - CINETTO, M. - DALLE ZOTTE, Antonella (1992): Energy and protein utilization and partition in rabbit does concurrently pregnant and lactating. Animal Production, 55: 153-162p. 10. PRUD’HON, M. - SELME, M. (1973): Croissance ponderale des foetus et des placentas maternels et foetaux au cours de la gestation chez les lapines saillies post partum et chez des lapines temoins. Journées de recherches avicoles et cunicoles, Publication de L’I.T.A.V.I., 5154p. 11. ROMVÁRI R. (1996): A komputeres röntgen tomográfia alkalmazásának lehetőségei a húsnyúl és brojlercsirke testösszetételének és vágási kitermelésének in vivo becslésében. Doktori (Ph.D.) értekezés. PANNON Agrártudományi Egyetem, Állattenyésztési Kar, Kaposvár, Kisállattenyésztési Tanszék
12. SPSS FOR WINDOWS (1992): Release 5.0.1., Copyright SPSS Inc. 13. XICCATO, G. - PARIGI-BINI, R. - CINETTO, M. - DALLE ZOTTE, Antonella (1992): The th influence of feeding and protein levels on energy and protein utilization by rabbit does. 5 World Rabbit Congress, Corvallis, Journal Applied Rabbit Research, 15: 965-972p.
DETERMINATION OF BODY COMPOSITION OF PREGNANT DOES BY X-RAY COMPUTERISED TOMOGRAPHY AND TOBEC METHOD In recent experiment X-ray computerised tomography (CT) and TOBEC measurement were applied to determine the changes in body composition of 17 Pannon White does during their first pregnancy. The rabbits were scanned repeatedly by CT and by TOBEC instrument at insemination, at the 14th, 21st and th 28 day of pregnancy and finally 12 hours after kindling. As a control 26 non pregnant does were also examined at the same time. Altogether 27 CT scans per animal were evaluated within the body interval of the scapular arch and the end of the femur. For the estimation of the total body fat content in different physiological states index numbers were calculated from the X-ray density values of the pixels. A decrease of fat content of pregnant rabbits from the 21st day of pregnancy and a continuous increase of fat content of the control does during the whole experimental period were observed. Close correlation (r=0.90) was found between the index number and the chemically analysed fat content. The E-value - based on TOBEC measurement - and the calculated FFM showed also a good correlation (r=0.87). An equation was developed to predict the FFM content using the E-value and the liveweight as independent variables. The animals were finally ranked on the basis of their fat content and FFM values. The rank correlation analysis showed good results between the above mentioned traits and the fat index and the predicted FFM value (r=0.89 and r=0.91 respectively).
