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

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.

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.