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Vergleichende Meta-Analyse über die Beziehung zwischen der faecalen Calcium- und Phosphorausscheidung bei Säugetieren
Vergleichende Meta-Analyse über die Beziehung zwischen der faecalen Calcium- und Phosphorausscheidung bei Säugetieren
In der vorliegenden Meta-Analyse wurde die Beziehung von faecaler Calcium- (Ca) und Phos-phor- (P) Ausscheidung untersucht. Ziel war es, prinzipielle Unterschiede zwischen verschiede-nen Speziesgruppen mittels neuer statistischer Auswertungen darzustellen. Es wurden Daten aus der Literatur über 22 Säugetierspezies gesammelt, die aus 105 Studien stammen. Um eine opti-male Vergleichbarkeit der Daten zu erreichen, wurden ausschließlich Datensätze in die Statistik mit einbezogen, bei denen das Ca/P-Verhältnis im Futter zwischen 1,5/1 und 3,0/1 lag (73 Stu-dien, 21 Spezies). Bei Karnivoren, Omnivoren, Wiederkäuern und Hippopotamidae waren die Ca/P-Verhältnisse im Kot größer als die Ca/P-Verhältnisse im Futter. Bei Dickdarmverdauern waren die Ca/P-Verhältnisse im Futter größer als die Ca/P-Verhältnisse im Kot. Letzteres spiegelt die höhere scheinbare Ca-Verdaulichkeit bei Dickdarmverdauern wider. Eine signifikante positive Beziehung zwischen Ca-Aufnahme und faecaler Ca-Ausscheidung sowie zwischen P-Aufnahme und faecaler P-Ausscheidung konnte für alle untersuchten Tierar-ten aufgestellt werden. Im biologisch relevanten Bereich der Aufnahmen ergaben Schätzungen mit den aufgestellten Regressionsgleichungen bei Dickdarmverdauern eine niedrigere faecale Ca-Ausscheidung als bei Wiederkäuern. Für P ergaben die Schätzungen anhand der Regressions-gleichungen ein umgekehrtes Muster. Eine signifikante Korrelation zwischen faecaler Ca- und P-Ausscheidung wurde bei allen unter-suchten Tierarten gefunden. Karnivoren zeigten hier eine strenge Linearität, während die Lineari-tät der Beziehung bei Omnivoren und Wiederkäuern fraglich war. Zudem war bei den Karnivo-ren die Korrelation zwischen faecaler Ca- und P-Ausscheidung deutlich straffer (R² = 0,92) als bei den übrigen untersuchten Speziesgruppen. Eine mögliche Erklärung für den starken linearen Zusammenhang von faecaler Ca- und P-Ausscheidung beim Karnivoren ist die Bildung unlöslicher Ca/P-Komplexe im vergleichsweise kurzen und einfach aufgebauten Gastrointestinaltrakt dieser Tierarten. Das Ca/P-Verhältnis der faecalen Ausscheidung von 1,9/1 bei den Karnivoren bestätigt die Vermutung, dass es sich bei den Komplexen um die Verbindung Tricalciumphosphat, Ca3(PO4)2, handeln könnte. Eine weitere Hypothese ist, dass bei den Karnivoren die Ca- und P-Homöostase quantitativ vor-rangig über den Knochenumbau (bone turnover) reguliert wird. Für den Einbau beider Minera-lien in den Knochen wäre es notwendig, dass Ca und P in einem konstanten Verhältnis absor-biert werden., The present meta-analysis was designed to investigate the relationship between faecal calcium (Ca) and phosphorus (P) excretion. The aim was to demonstrate basic differences between sev-eral species groups using novel statistic operations. Digestibility data on Ca and P from 105 stud-ies on 22 species were gathered in an extensive literature search. In order to achieve optimum comparability, the precondition for inclusion into statistical operations was set to a dietary Ca/P ratio of 1.5/1 – 3.0/1, leaving 73 studies on 21 species. Dietary and faecal Ca/P ratios were calculated and compared for each species. Faecal Ca/P ratios were higher than dietary Ca/P ratios in carnivores, omnivores, ruminants and hippos. In small and large hindgut fermenters, faecal Ca/P ratios were lower than the dietary ratios, suggesting a relatively high apparent Ca absorption in hindgut fermenting species. For all species groups, a significant positive relationship between Ca intake and faecal Ca excre-tion could be established. The same was true for P intake and faecal P excretion. Via those re-gression equations, it was possible to predict lower faecal Ca excretion in hindgut fermenters than in foregut fermenters in a biologically relevant range of Ca intakes. With the same method, the predicted faecal P losses were smaller in foregut fermenters than in hindgut fermenters. All species included in the present investigation displayed a significant correlation between fae-cal Ca and P excretion. The group with the strongest correlation and the highest degree of lineari-ty (R² = 0.92) was the carnivore group while in omnivores and ruminants, the correlation was weaker. Possibly, the strong linear correlation between faecal Ca and P excretion in carnivores is due to the formation of insoluble Ca/P complexes in their comparably short and simply struc-tured gastrointestinal tract. The carnivores´ faecal Ca/P ratio of 1.9/1 supports the assumption that the complexes may be tricalciumphosphate, Ca3(PO4)2. Carnivores might also regulate their Ca and P homeostasis via bone turnover to a higher degree than the other species groups investigated. Bone turnover however depends on a more or less fixed ratio of Ca and P to be built into bones, which is consistent with the present data showing the clear correlation between Ca and P in the faeces and thus of their absorption. The other spe-cies groups with a weaker correlation between faecal Ca and P absorption may depend less on bone turnover for Ca and P homeostasis than carnivores do.
Calcium, Phosphor, Verdaulichkeit, Tierernährung, Säugetiere
Böswald, Linda Franziska
2018
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Böswald, Linda Franziska (2018): Vergleichende Meta-Analyse über die Beziehung zwischen der faecalen Calcium- und Phosphorausscheidung bei Säugetieren. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

In der vorliegenden Meta-Analyse wurde die Beziehung von faecaler Calcium- (Ca) und Phos-phor- (P) Ausscheidung untersucht. Ziel war es, prinzipielle Unterschiede zwischen verschiede-nen Speziesgruppen mittels neuer statistischer Auswertungen darzustellen. Es wurden Daten aus der Literatur über 22 Säugetierspezies gesammelt, die aus 105 Studien stammen. Um eine opti-male Vergleichbarkeit der Daten zu erreichen, wurden ausschließlich Datensätze in die Statistik mit einbezogen, bei denen das Ca/P-Verhältnis im Futter zwischen 1,5/1 und 3,0/1 lag (73 Stu-dien, 21 Spezies). Bei Karnivoren, Omnivoren, Wiederkäuern und Hippopotamidae waren die Ca/P-Verhältnisse im Kot größer als die Ca/P-Verhältnisse im Futter. Bei Dickdarmverdauern waren die Ca/P-Verhältnisse im Futter größer als die Ca/P-Verhältnisse im Kot. Letzteres spiegelt die höhere scheinbare Ca-Verdaulichkeit bei Dickdarmverdauern wider. Eine signifikante positive Beziehung zwischen Ca-Aufnahme und faecaler Ca-Ausscheidung sowie zwischen P-Aufnahme und faecaler P-Ausscheidung konnte für alle untersuchten Tierar-ten aufgestellt werden. Im biologisch relevanten Bereich der Aufnahmen ergaben Schätzungen mit den aufgestellten Regressionsgleichungen bei Dickdarmverdauern eine niedrigere faecale Ca-Ausscheidung als bei Wiederkäuern. Für P ergaben die Schätzungen anhand der Regressions-gleichungen ein umgekehrtes Muster. Eine signifikante Korrelation zwischen faecaler Ca- und P-Ausscheidung wurde bei allen unter-suchten Tierarten gefunden. Karnivoren zeigten hier eine strenge Linearität, während die Lineari-tät der Beziehung bei Omnivoren und Wiederkäuern fraglich war. Zudem war bei den Karnivo-ren die Korrelation zwischen faecaler Ca- und P-Ausscheidung deutlich straffer (R² = 0,92) als bei den übrigen untersuchten Speziesgruppen. Eine mögliche Erklärung für den starken linearen Zusammenhang von faecaler Ca- und P-Ausscheidung beim Karnivoren ist die Bildung unlöslicher Ca/P-Komplexe im vergleichsweise kurzen und einfach aufgebauten Gastrointestinaltrakt dieser Tierarten. Das Ca/P-Verhältnis der faecalen Ausscheidung von 1,9/1 bei den Karnivoren bestätigt die Vermutung, dass es sich bei den Komplexen um die Verbindung Tricalciumphosphat, Ca3(PO4)2, handeln könnte. Eine weitere Hypothese ist, dass bei den Karnivoren die Ca- und P-Homöostase quantitativ vor-rangig über den Knochenumbau (bone turnover) reguliert wird. Für den Einbau beider Minera-lien in den Knochen wäre es notwendig, dass Ca und P in einem konstanten Verhältnis absor-biert werden.

Abstract

The present meta-analysis was designed to investigate the relationship between faecal calcium (Ca) and phosphorus (P) excretion. The aim was to demonstrate basic differences between sev-eral species groups using novel statistic operations. Digestibility data on Ca and P from 105 stud-ies on 22 species were gathered in an extensive literature search. In order to achieve optimum comparability, the precondition for inclusion into statistical operations was set to a dietary Ca/P ratio of 1.5/1 – 3.0/1, leaving 73 studies on 21 species. Dietary and faecal Ca/P ratios were calculated and compared for each species. Faecal Ca/P ratios were higher than dietary Ca/P ratios in carnivores, omnivores, ruminants and hippos. In small and large hindgut fermenters, faecal Ca/P ratios were lower than the dietary ratios, suggesting a relatively high apparent Ca absorption in hindgut fermenting species. For all species groups, a significant positive relationship between Ca intake and faecal Ca excre-tion could be established. The same was true for P intake and faecal P excretion. Via those re-gression equations, it was possible to predict lower faecal Ca excretion in hindgut fermenters than in foregut fermenters in a biologically relevant range of Ca intakes. With the same method, the predicted faecal P losses were smaller in foregut fermenters than in hindgut fermenters. All species included in the present investigation displayed a significant correlation between fae-cal Ca and P excretion. The group with the strongest correlation and the highest degree of lineari-ty (R² = 0.92) was the carnivore group while in omnivores and ruminants, the correlation was weaker. Possibly, the strong linear correlation between faecal Ca and P excretion in carnivores is due to the formation of insoluble Ca/P complexes in their comparably short and simply struc-tured gastrointestinal tract. The carnivores´ faecal Ca/P ratio of 1.9/1 supports the assumption that the complexes may be tricalciumphosphate, Ca3(PO4)2. Carnivores might also regulate their Ca and P homeostasis via bone turnover to a higher degree than the other species groups investigated. Bone turnover however depends on a more or less fixed ratio of Ca and P to be built into bones, which is consistent with the present data showing the clear correlation between Ca and P in the faeces and thus of their absorption. The other spe-cies groups with a weaker correlation between faecal Ca and P absorption may depend less on bone turnover for Ca and P homeostasis than carnivores do.