Advertisement

Zeitschrift für Ernährungswissenschaft

, Volume 29, Issue 3, pp 184–191 | Cite as

Parenteral β-carotene administration to cows: effect on plasma levels, lipoprotein distribution and secretion in the milk

  • F. J. Schweigert
  • W. Eisele
Originalarbeiten

Summary

β-carotene has been considered to have a positive effect on fertility. Therefore the effect of a parenteral administration (intravenous or intramuscular) of β-carotene on plasma levels, its distribution among the lipoprotein fractions and its secretion in the milk was investigated in cows. A single parenteral administration of β-carotene resulted in a marked increase in total β-carotene in the blood. Low density lipoprotein (LDL)-bound β-carotene increased rapidly in the initial phase and then remained rather constant. The proportion bound to the high density fraction (HDL), however, increased continuously, reaching maximum levels parallel to the total plasma concentration. β-carotene administration had no effect on vitamin A levels in plasma, but caused an increase of β-carotene and vitamin A in milk. The results show that the parenteral administration of β-carotene is not only an effective way to increase its blood plasma level but also results in a binding of β-carotene to its physiological carrier — the lipoproteins. β-carotene is therefore supplied to peripheral target tissue by the same carriers as those when β-carotene is administered orally. The availability of β-carotene for peripheral tissues is further supported by the increase in β-carotene in milk, as well as by the increase in vitamin A in milk which points to a local conversion of β-carotene into vitamin A in the mammary gland.

Key words

β-carotene vitamin A lipoproteins milk bovine 

Abbreviation index

BC

β-carotene

VLDL

very-low density lipoproteins

LDL

low density lipoproteins

HDL

high density lipoproteins

i.m.

intramuscular

i.v.

intravenous

Zusammenfassung

β-Carotin besitzt beim Rind sehr wahrscheinlich eine Bedeutung im Fruchtbarkeitsgeschehen. Es wurde deshalb an Kühen die Auswirkung einer parenteralen (intramuskulär und intravenös) Verabreichung von β-Carotin auf den β-Carotin-Blutspiegel und die Verteilung auf die Serumlipoproteinfraktionen sowie die Ausscheidung mit der Milch untersucht. Die parenterale Verabreichung von β-Carotin führte zu einem deutlichen Anstieg des β-Carotin-Blutspiegels. Zunächst kam es zu einem raschen Anstieg von β-Carotin in der „Very-low“- und der „Low-density“-Lipoproteinfraktion, deren Gehalt dann im weiteren Verlauf weitgehend konstant blieb. Der an die „High-density“-Lipoproteinfraktion gebundene Anteil stieg parallel zur Plasmakonzentration langsam kontinuierlich an. Die Verabreichung von β-Carotin hatte keinen Einfluß auf die Vitamin-A-Plasmawerte, führte aber zu einem Anstieg von β-Carotin und Vitamin A in der Milch. Es konnte damit gezeigt werden, daß die parenterale Gabe von β-Carotin nicht nur zu einem deutlich anhaltenden Anstieg des β-Carotin-Blutspiegels führte, sondern daß das injizierte β-Carotin auch von den physiologischen Trägerproteinen im Blut — den Lipoproteinen — transportiert wird und so in gleicher Weise für die peripheren Gewebe zur Verfügung steht wie über den Darmtrakt zugeführtes β-Carotin. Für die Verfügbarkeit von β-Carotin für die peripheren Gewebe spricht auch der Anstieg von β-Carotin und Vitamin A in der Milch. Der Anstieg von Vitamin A weist auf eine lokale Umwandlung von β-Carotin in Vitamin A in der Milchdrüse hin.

Schlüsselwörter

β-Carotin Vitamin A Lipoproteine Milch Rind 

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    Bieri JG, Pollard CJ (1954) Studies of the site of conversion of β-carotene injected intravenously into rats. Br J Nutr 8:32–44CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Brief S, Chew BP (1985) Effects of vitamin A and β-carotene on reproductive performance in gilts. J Anim Sci 60:998–1004CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Brüggemann J, Niesar K-H (1955) Der Nachweis eines den Vitamin-A-Gehalt der Milch beeinflussenden Faktors in Eutergewebe des Rindes. Milchwissenschaft 10:223–225Google Scholar
  4. 4.
    Burgstaller G, Matzke P, Hollwich W, Kögel J, Kreutzberg O, Zucker H (1980) Untersuchungen zur Versorgung von Milchkühen mit β-Carotin und Vitamin A. 1. Mitteilung: Einfluß auf den Blutspiegel. Zbl Vet Med A 27:485–494Google Scholar
  5. 5.
    Church DC, MacVicar R, Bieri JG, Baker FH, Pope LS (1954) Utilization of intravenously-administered carotene by sheep and cattle. J Anim Sci 13:677–683CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Eaton HD, Matterson LD, Decker L, Helmboldt CF, Jungherr EL (1951) Intravenous and oral administration of an aqueous suspension of carotene to calves depleted of their vitamin A stores. J Dairy Sci 34:1073–1080CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Erickson DR, Dunkley WL, Ronning M (1963) Effect of intravenously injected tocopherol on oxidized flavor in milk. J Dairy Sci 46:911–915CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Ganguly J, Krishnamurthy S, Mahadevan S (1959) The transport of carotenoids, vitamin A and cholesterol across the intestines of rats and chickens. Biochem J 71:756–762CrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Hatch FT, Lees RS (1968) Practical methods for plasma lipoprotein analysis. Adv Lipid Res 6:1–68CrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    Hoppe PP, Johnston D, Hochadel H, Stahler-Geyer A, Kammer J (1990) Plasma β-carotene kinetics in horses on intramuscular and intravenous β-carotene application. Can J Vet. Res. (submitted)Google Scholar
  11. 11.
    Kon SK, McGillivray WA, Thompson SY (1955) Metabolism of carotene and vitamin A given by mouth or vein in oily solution or aqueous dispersion to calves, rabbits and rats. Br J Nutr 9:244–267CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    Kormann AW, Riss G, Weiser H (1989) Improved reproductive performance in rabbit does supplemented with dietary beta-carotene. J Appl Rabbit Res 12:15–21Google Scholar
  13. 13.
    Lazar J, Rosival I, Tuckova M, Ruzikova A, Elecko J, Maracek I, Choma J. Hoppe P, Nad P (1987) Konzentration des Beta-Karotins im Blut in Abhängigkeit von Applikationsform (oral, i.m.), Rasse, Wachstum und Reproduktion bei Färsen und Milchkühen. Symp Vitamine und Ergotropika, Reinhardsbrunn, p 41–46Google Scholar
  14. 14.
    Lotthammer KH (1979) Importance of β-carotene for the fertility in dairy cows. Feedstuffs 51:16–38Google Scholar
  15. 15.
    McGillivray WA, Worker NA (1957) The utilization of aqueous dispersions of carotene by rats and of carotene and vitamin A by lactating goats. Br J Nutr 11:47–56CrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Noble RP (1968) Electrophoretic separation of plasma lipoproteins in agarose gel. J Lipid Res 9:692–700Google Scholar
  17. 17.
    Raphael BC, Dimick PS, Puppione DL (1973) Lipid characterization of bovine serum lipoproteins throughout gestation and lactation. J Dairy Sci 56:1025–1032CrossRefGoogle Scholar
  18. 18.
    Schuh JD, Ronning M, Gallup WD (1959) Utilization of intravenously administered carotene by dairy calves. J Dairy Sci 42:159–165CrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Schweigert FJ (1988) β-Carotin-Stoffwechsel des Rindes und seine Bedeutung für die Fruchtbarkeit. Übers Tiernährg 16:223–246Google Scholar
  20. 20.
    Schweigert FJ (1990) Effect of gestation and lactation on lipoprotein pattern and composition in dairy cows. J Anim Physiol Anim Nutr 63:75–83CrossRefGoogle Scholar
  21. 21.
    Schweigert FJ, Rambeck WA, Zucker H (1987) Transport of β-carotene by the serum lipoproteins in cattle. J Anim Physiol Anim Nutr 57:162–167CrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Schweigert FJ, Wierich M, Rambeck WA, Zucker H (1988) Carotene cleavage activity in bovine ovarian follicles. Theriogenology 30:923–929CrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    Schweigert FJ, Zucker H (1988) Concentrations of vitamin A, β-carotene and vitamin E in individual bovine follicles of different quality. J Reprod Fert 82:575–579CrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Sklan D (1983) Carotene cleavage activity in the corpus luteum of cattle. Int J Vit Nutr Res 53:23–26Google Scholar
  25. 25.
    Stampfer R, Zucker H (1983) Untersuchungen zur Beziehung zwischen β-Carotin im Blut und in der Milch bei Kühen. Z Tierphysiol Tierernährg Futtermittelkde 49:140–147CrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    Stead D, Tamir M, Welch VA (1978) Interrelationship between aproproteins of very low density lipoprotein and other serum lipoproteins in lactating goats. J Dairy Sci 61:1529–1536CrossRefGoogle Scholar
  27. 27.
    Zucker H, Kreutzberg, O, Hollwich W, Matzke D, Kögel J, Burgstaller G (1980) Untersuchungen zur Versorgung von Milchkühen mit β-Carotin und Vitamin A. 2. Mitteilung: Einfluß auf Konzentration in der Milch sowie klinischgynäkologische und hormonanalytische Befunde. Zbl Vet Med A 27:525–533Google Scholar

Copyright information

© Dr. Dietrich Steinkopff Verlag 1990

Authors and Affiliations

  • F. J. Schweigert
    • 1
  • W. Eisele
    • 1
  1. 1.Institute of Physiology, Physiological Chemistry and Nutrition Physiology, Veterinary FacultyLudwig-Maximilians-Universität MünchenFRG

Personalised recommendations