Endogene Hormone in der Milch - milchindustrie.de · Zentralinstitut Lebensmittel und Ernährung Physiologie Weihenstephan Meyer 2012-02-23 Endogene Hormone in der Milch Heinrich

Zentralinstitut Lebensmittel und Ernährung Physiologie Weihenstephan

Meyer 2012-02-23

Endogene Hormone in der MilchHeinrich H.D. Meyer, Heike Kliem, Enrique Viturroy , , q

SkelettGerüst

HorngeschützeStirnwaffen

PansenZelluloseabbau, 40% Thermogenese

BlutzellenCa-Speicher

GehirnSteuerungInnere Organe

Acetat, Propionat, ButyratHarnstoff

ProteinLipide Toxine

Ovar, UterusPeproduktion Perception

gHerz, Lunge, Niere etc.Lipide, Toxine

+H2

DarmResorption Hirnkühlung

MuskulaturBewegung Proteinspeicher Parotis

Verdauung

Fliegenabwehr

VerdauungEntgiftung

g

Haut, FettgewebeThermoregulationEnergiespeicher

MilchdrüseBedarf pro 10 L Milch:

LeberAS-Abbau Gluconeogeneseg pp

1kg Glucose, 300g Protein, 400g Acetat,108 Lymphozyten, 12g Calcium

gLipogeneseKetogenese

Meyer 2000

Drüsenendokrine OrOse'n

Adenohypophyse

Schilddrüse, Nebensch~ddrüse

Ovar

Testla

C·Zcllayatem der Schaddrüse

Niere

Gaetrointestinal· trakt

-~ormone E_n_dokri_n<?logie

Hormone op J.Hxw ich wecke auf

op".UXE'L V in Bewegung setzen, Losstürmen

Endokrinologie EVÖOKptVEtV hinein absondern

e vöoKpi vw ich scheide ab nach innen

Drüse

Blut

~

(Auch: Kritik, Krise)

Zielorgan

Schema der neurohormonalen Regulation der Fortpflanzungsfunktion

UterusUterusNegativer “feed back”

LHProgesteron

Hypothalamus Hypophysen-vorderlappen Corpus

GnRH

Östradiol

FSH luteum

Follikel Östradiol

Erfolgs-organe

Releasing-Hormone

gonadotropeHormone

Ovarial-hormone

Meyer 1997

Gewichtsdimensionen und Konzentrationen

g 100 g3 / ‰mg 10-3 g mg/g = ‰

μg 10-6 g μg/g = ppmμg 10 g μg/g = ppm

ng 10-9 g ng/g = ppb

pg 10-12 g pg/g = ppt

fg 10-15 g fg/g = ppq

Inhalte

Wie gelangen endogene Hormone in die Milch ?

H b P d kti i t ität d R i Ei fl ?Haben Produktionsintensität oder Rasse einen Einfluss ?

Wie erfolgt die Inaktivierung der Hormone ?Wie erfolgt die Inaktivierung der Hormone ?

Funktionale Bewertung der Hormone in Milch ?Funktionale Bewertung der Hormone in Milch ?

Optionen zur Verbesserung der Nährstoffökonomieg

Neue Ziele zur weiteren Optimierung der Milchinhaltsstoffe

Hormon Transfer in die MilchHormon-Transfer in die Milch

1 Passive Diffusion lipophile Wechselwirkungen

2 Aus dem Blutplasma via “leaky junctions”

3 Biosynthese in den vitalen Milchzellen

Theyerl-Abele M.; Meyer H.H.D.; Schams D.; Karg H. 1990: Konzentrationen von IGF I und Östradiol 17ß im Blutplasma des gravidenKonzentrationen von IGF-I und Östradiol-17ß im Blutplasma des graviden Rindes.Deutsche Tierärztliche Wochenschrift 97: 382-385

Daxenberger, A.; Ibarreta, D.; Meyer, H.H.D. 2001:Possible health impact of animal oestrogens in food.H R d ti U d t 7 340 355Human Reproduction Update 7: 340-355

Tabelle IX. Concentrations of oestradiol 17 in bulk milk and milk productsp

Product Unit Oestradiol 17 Oestrone

Unprocessed whole milka pg/ml 12 60Unprocessed skim milka pg/ml 7.0 15Processed whole milka pg/ml 6.4 34Processed skim milka pg/ml 3.5 10Reconstituted non fat milka pg/ml 1.2 9Wheya pg/ml 1.5 3.6Cottage cheesea pg/g 11 35Buttera pg/g 82 540Ricotta, fresh cheeseb pg/g 8 12 —(Half )ripened cheeseb pg/g 14 27 —

afromWolford and Argoudelis (1979)bfrom Cantoni and d`Aubert (1995)

IGF-1 Transfer in Milch nach bST- Behandlungg

Daxenberger et al.: The Analyst 123 (1998) 2429-2435

Proteine und Peptid-Hormone in Kolostrum und Milch

Kolostrum Gemelk Milch1 4

IgG (g/L) 80 10 <2-GT ( kat/L) 400 105 1( )

Lactoferrin (g/L) 2.0 0.6 <0.1Transferrin (g/L) 0.5 0.2 nd

Prolactin (ng/mL) 280 120 15IGF-1 (ng/mL) 310 60 <5 Insulin (ng/mL) 65 10 1Insulin (ng/mL) 65 10 1GH (ng/mL) 1.5 <1 <1Glucagon (ng/mL) 0.15 0.05 0.01TNF (ng/mL) 0 5 0 3 <0 1TNF- (ng/mL) 0.5 0.3 <0.1

Blum & Hammon 2000

Prakash, B.S.; Meyer, H.H.D.; van de Wiel, D.F.M 1987:S i i E I f P i Ski Milk U iSensitive Enzyme Immunoassay of Progesterone in Skim Milk Using Second-Antibody Technique.Animal Reproduction Science, 16: 225-235

Functional classification of ovarian activity in cows

- 2 μL skim milk is the optimal volume to be analysed- <0.4 ng progesterone/mL corresponded to the early follicular phase- 0 4-1 0 ng progesterone/mL to the early or ending luteal phase- 0.4-1.0 ng progesterone/mL to the early or ending luteal phase- >1.0 ng progesterone/mL indicated full luteal activity.

Aktivierung der Immunabwehr in der Milchdrüse via E. coli LPS

LeukozytenDiapedesePMN u.a.

Zytokine

LPS LPS+LBP

Zytokine

Chemokine

Lyse von gram-negativen Bakterien

Makrophage

sCD14 sCD14-LPS Komplex

Epithelzellen

p

Milch BlutgefäßPrgomet & Pfaffl, Weihenstephan 2003

Inhalte







Sarkar M ; Meyer H H D ; Prakash B S 2006:Sarkar, M.; Meyer, H.H.D.; Prakash, B.S. 2006:Is the yak (Poephagus grunniens L.) really a seasonal breeder?Theriogenology 65: 721-730

Meyer, H.H.D.; Sauerwein, H.; Mutayoba, B.M. 1990:Immunoaffinity chromatography and a biotin-streptavidin amplifiedImmunoaffinity chromatography and a biotin streptavidin amplified enzymeimmunoassay for sensitive and specific estimation of estradiol-17 .J. Steroid biochem. 35, 263-269

Functional characterization of cattle breedsThe immune system of mammary gland epithelial cells

• High yielding modern breeds• Ancient breeds

The immune system of mammary gland epithelial cells

(Research stations of TUM, Freising):

– Brown Swiss

R d H l i

(Tierpark Arche Warder):

– Highland Cattle

Whi P k C l – Red Holstein

Sensitivity to mastitis ?

– White Park Cattle

Sensitivity to mastitis?

Juli 2010

Inhalte







Effekte der Verarbeitung

Rohmilch - Steroidhormone, Prostaglandine, Peptidhormone, Proteohormone

past. Milch - Steroidhormone, Prostaglandine, Peptidhormone, Proteohormone

ESL-Milch - Steroidhormone, Prostaglandine, Peptidhormone

UHT-Milch - Steroidhormone, Prostaglandine

............................................................................................................................................Soja-Milch - Phytoöstrogene

Meyer 2005

Meyer 1997

i njec t ion si te

(§)

fo t

~~ <1..:-~~.:~~

Fig. 4. Pathways of T metaoolism and residue formation during circulation through liver, kidney, heart, muscle and fat.

Inhalte







Dimensions, analytical procedures and ocurrence of estrogens

100 g

, y p g

10-1

10-2 implantation sites10-3 mg/g ‰g g

HPLC-UV10-6 μg/g ppm10-6 μg/g ppm

caviar10-9 ng/g ppb boar meat

EIA meat, eggsGC-MS meat, milk,

10-12 pg/g ppt LC-MS/MS meat, milk

HPLC/EIA surface water negativeHPLC/EIA surface water negative10-15 fg/g ppq Meyer 2007

Lange I; Daxenberger A; Meyer H H D 2001:Lange, I; Daxenberger, A; Meyer, H.H.D. 2001:Hormone contents in peripheral tissues after correct and of-label use of growth promoting hormones in cattleAPMIS 109: 53-63S 09 53 63

Heifers Loin tissueDose E2-17ß pg/g

- 3.9- 3.31f 31fold 3.51fold 1.73fold 4.43f ld 4 23fold 4.2

10fold 2010fold 16

Estradiol-17ß (E2): Levels, limits and residues

100 g

( ) ,

10-1

10-2 10 mg implantation sites (only USA etc)

10-3 mg 1 mg effect level in woman

300 μg no effect level in woman - NOEL

10-6 μg 3 μg acceptable daily intake for human - ADI

300 ng 20 g caviar or 300 g boar meat300 ng 20 g caviar or 300 g boar meat

20 ng 100 g eggs

10-9 ng 9 ng 1 5 L milk10 ng 9 ng 1.5 L milk600 pg 300 g veal meat

10-12 pgMeyer 2007

Inhalte







Capper, J.L.; Cady, R.A.; Baumann, D.E. 2009:The environmental impact of dairy p yproduction: 1944 compared with 2007.Journal of Animal Science: 87, 2160-2167

Inhalte







Adapting cows milk to human nutrition needs

more prebiotic oligosaccharides in casein / glyco macro peptide

l l dless mammary gland SFA

less transfatty acids

l h l t lless cholesterol

more Fe lactoferrin

improved baby food AAimproved baby food AA

Meyer 2008

cholesterol in milk

group

mMCCM

mM

Viturro et al 2010week

Imagehormonell wirksamer Verbindungen in Lebensmitteln

------------------------------------------------------------

Xenobiotika - grundsätzlich problematisch

Östrogene - eher problematisch

M l t i S hl f il h“ h iti f kti lMelatonin - „Schlafmilch“, eher positiv funktional

Phytoöstrogene - eher günstig

WissenschaftlicheWissenschaftliche Bewertung------------------------

Hormonelle Inhaltsstoffe in wirksamen Konzentrationenwirksamen Konzentrationen

gehören nicht in Lebensmittel

MANIFESTA 7the european biennial of contemporary arttrentino, italy 19 july - 2 november 2008

'Alles in Butter'

Kerstin Meyer 2008

Butter auf Keramik

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