Märehtijöiden rehujen isoflavonit ja niiden pitoisuudet plasmassa

Tämä syventävien opintojen projekti on tehty osana maa- ja metsätaloustieteellisen tiedekunnan kotieläintieteen laitoksen lypsylehmien puna-apilaruokintatutkimusprojektia. Työ jakautuu kirjallisuuskatsaukseen ja kokeelliseen osaan. Kirjallisuuskatsauksessa kootaan ja vertaillaan märehtijöiden rehukasveista mitattuja kasviestrogeenipitoisuuksia, sekä selvitetään erilaisten ympäristötekijöiden vaikutusta kasviestrogeenien (KE) pitoisuuksiin. Kokeellisessa osuudessa tutkittiin valkuaislisän määrän ja laadun vaikutusta plasman isoflavonipitoisuuksiin. Tavoitteena oli selvittää aiheuttaako eri valkuaistäydennys merkittävää eroa lehmien plasman isoflavonipitoisuuksissa. Tutkimushypoteesina oli, että valkuaistiivisteen määrän ja laadun vaihtelut vaikuttavat plasman isoflavonipitoisuuksiin. Puna-apilasäilörehun ja valkuaistiivisteiden sisältämien kasviestrogeenien sekä koelehmien plasman KE-pitoisuus mitattiin nestekromatokrafisesti (HPLC = High-Performance Liquid Chromatography). Koe-eläiminä oli 6 Viikin koe-tilan ayrshire lehmää. Kasviestrogeenit (KE) ovat kasveissa esiintyviä väriaineita, jotka kuuluvat isoflavoni- ja kumariiniryhmiin. Nimensä mukaisesti kasviestrogeeneillä voi olla elimistössä luontaisen estradiolin kaltaisia vaikutuksia, minkä vuoksi niiden liiallinen saanti voi aiheuttaa erilaisia lisääntymishäiriöitä. Tunnetuimpia kasviestrogeeneja ovat isoflavoneihin kuuluvat genisteiini, biokaniini A, formononetiini ja daitseiini sekä kumariiniaineisiin kuuluva kumesteroli. Kasviestrogeenien todellinen estrogeeninen teho vaihtelee näiden aineiden rakenteen, metabolian ja toisaalta eläinlajin mukaan. Märehtijöistä lampaat ovat huomattavasti nautoja herkempiä kasviestrogeenien lisääntymishäiriöitä aiheuttaville vaikutuksille. Koska kasviestrogeenien aiheuttamia lisääntymishäiriöitä on raportoitu myös Suomessa ja muualla Pohjoismaissa, halusimme selvittää Suomen oloissa käytettävien rehukasvien kasviestrogeenipitoisuuksia ja siihen vaikuttavia tekijöitä, sekä tutkia kasviestrogeenien imeytymistä lehmien plasman isoflavonipitoisuuksien avulla. Suomalaisista rehukasveista puna-apila sisältää eniten kasviestrogeeneja. Puna-apilan isoflavonipitoisuus vaihteli eri tutkimuksissa välillä 0,15-2,5% kuiva-aineesta ja formononetiini-pitoisuus välillä 0,22-0,8% kuiva-aineesta. Muista laidun- ja nurmikasveista mm. koiranheinä, sinimailanen ja nurminata voivat sisältää pienempiä määriä estrogeenisesti vaikuttavia aineita. Muista Suomessa käytössä olevista rehukasveista isoflavoneja sisältävät soija ja valkoapila. Timotei, vuohenherne ja rypsi ovat kasvilajeja, joissa estrogeenisesti vaikuttavia aineita ei juuri ole. Kasvilajin lisäksi myös kasvilajike ja viljelyolosuhteet, kuten sää ja muut abioottiset tekijät vaikuttavat rehun isoflavonipitoisuuksiin ja koostumukseen. Mm. kylmien öiden tiedetään nostavan kasvien isoflavonipitoisuutta. Isoflavonipitoisuudet vaihtelevat myös kasvien kasvuvaiheen ja kasvin osan mukaan. Isoflavonipitoisuudet ovat esim. puna-apilassa korkeimmillaan kevään nuoressa kasvustossa ja syksyn odelmikossa. Eniten kasviestrogeeneja on keskimäärin puna-apilan lehdissä, kun taas soijassa suurimmat pitoisuudet ovat itse pavussa. Rehukasvien isoflavonipitoisuutta voidaan myös muokata erilaisilla säilöntämenetelmillä. Kuivauksen tiedetään pienentävän rehun isoflavonipitoisuutta jopa 75%, kun taas säilöntäaineista riippuen säilörehun isoflavonipitoisuus voi jopa suurentua tuorerehuun verrattuna. Tässä tutkimuksessa lehmien merkittävin ravinnon kasviestrogeenilähde oli säilörehun sisältämä formononetiini (0,44% kuiva-aineesta). Myös säilörehun biokaniini A:n pitoisuus oli huomattava (0,31% kuiva-aineesta). Biokaniini A:n esiintyminen rehussa näyttäisi kuitenkin olevan merkityksetön sen pötsimetabolian vuoksi. Tätä tukee myös koelehmien plasman biokaniini A:n pitoisuus 0 ÔÅ≠g/ml. Rehun formononetiini sen sijaan metaboloituu märehtijöiden elimistössä pääasiassa tehokkaaksi equoliksi ja osittain O-DMA:ksi (= O-desmetyyliangolensiini). Puna-apilan suuri formononetiini-pitoisuus näkyikin lehmien plasmanäytteissä suurena equolipitoisuutena. Koe-lehmien plasman equolin pitoisuus vaihteli välillä 7-7,9, O-DMA:n välillä 0,1-0,9 ja formononetiinin välillä 0,01-0,04 µg/ml. Puna-apilasäilörehun kokonaisisoflavonipitoisuus vaihteli tutkimuksessamme välillä 0,73-0,91% kuiva-aineesta. Sekä rehujen että plasman pitoisuudet ovat samaa suuruusluokkaa kirjallisuudessa esiintyvien vastaavien tutkimustulosten kanssa. Tämän tutkimuksen perusteella valkuaistiivisteiden kasviestrogeenipitoisuudet olivat pieniä, eikä valkuaisrehuruokinnan laadun tai määrän vaihtelut aiheuttaneet tilastollisesti merkitsevää eroa lypsylehmien plasman isoflavonipitoisuuksissa. Syynä tähän on todennäköisesti ruokintakokeessa lehmille syötetyn puna-apilasäilörehun moninkertainen isoflavonipitoisuus valkuaistiivisteisiin nähden