Die vorliegende Arbeit umfasste zwei Studien zum langfristigen Einfluss einer Hochproteinernährung sowie einer langfristigen Leucinsupplementierung der Diät auf den Proteinmetabolismus adulter Ratten als Tiermodell. Bisherige Isotopenmodelle zu den Auswirkungen einer hohen Proteinzufuhr finden zumeist über einen kurzen Zeitraum bei einmaliger oraler oder intravenöser Verabreichung des Tracers statt. Dadurch werden längerfristige Prozesse im Proteinstoffwechsel nicht ausreichend berücksichtigt. Die in vorliegender Studie angewandte Methode beruhte dagegen auf der alimentären Markierung des Tierkörpers durch die langfristige Verfütterung eines Gemischs 15N-markierter Aminosäuren an juvenile, wachsende Sprague-Dawley-Ratten. Nach Abschluss der Markierung konnte anhand des 15N-Eliminationsverlaufs die Austauschdynamik des Körperproteins in einzelnen Organen und Geweben der Tiere über einen langen Versuchszeitraum untersucht werden. Eine langfristig hohe alimentäre Proteinaufnahme von 26,6 % RP führte über einen Zeitraum von 41 Tagen gegenüber 9,9 % RP zu keiner zusätzlichen Akkumulation von Protein im Gesamtkörper. Im Verlauf des Versuchs wuchsen die Tiere beider Gruppen geringfügig, jedoch zeigte sich der Stickstoffansatz nahezu indifferent gegenüber der Behandlung. Der Überschuss an diätetischem Stickstoff wurde über erhöhte Harn- und Kotausscheidungen ausgeglichen. Eine exzessive Proteinaufnahme beschleunigte den Austausch von Körperstickstoff im Blutplasma, den Organen und Gewebefraktionen im Vergleich zur adäquaten Proteinversorgung. Dies könnte ein Hinweis auf einen erhöhten Proteinturnover und eine Verringerung der Rezyklierung des endogenen Stickstoffs körpereigener Aminosäuren im Gewebe sein. Die Höhe des Proteinaustauschs unterschied sich zwischen den analysierten Gewebefraktionen und nahm in der Reihenfolge Blutplasma > Leber > Verdauungstrakt > Nieren > Milz > Lunge > Herz > Gehirn > Skelettknochen > Haut > Skelettmuskulatur ab. Eine langfristig gesteigerte Leucinaufnahme von bis zu 2,76 % in der Diät führte über einen Zeitraum von 30 Tagen zu keiner Veränderung der Proteinmenge im Gesamtkörper im Vergleich zur Kontrollgruppe (0,46 % Leucin). Die Erhöhung der Leucinversorgung führte zu keiner signifikanten Steigerung des Proteinaustauschs im Plasma und den einzelnen Organen und Gewebefraktionen. Insgesamt zeigt sich in vorliegender Arbeit die breite homöostatische Kompensationsfähigkeit des Organismus angesichts eine langfristigen nutritiven Protein-Überernährung. Die einzelnen Organe und Gewebefraktionen reagierten auf eine langfristige Steigerung der Proteinversorgung durchwegs mit einer zunehmenden Erhöhung und Beschleunigung des Proteinaustauschs bei einem gleichzeitig unveränderten Gesamtbestand an Körperprotein. Mit zunehmender Proteinaufnahme (6,4 % vs. 9,9 % vs. 26,6 % RP) sank die Halbwertszeit des Austauschs im Proteinpool des Gesamtkörpers (40 vs. 34 vs. 22 Tage). Die Differenzierung im Austausch des markierten Stickstoffs im Vergleich zwischen den untersuchten Organen und Geweben ergibt sich möglicherweise langfristig aus den gewebsspezifisch unterschiedlichen Anteilen an mobilen und immobilen Proteinfraktionen.     «

Die vorliegende Arbeit umfasste zwei Studien zum langfristigen Einfluss einer Hochproteinernährung sowie einer langfristigen Leucinsupplementierung der Diät auf den Proteinmetabolismus adulter Ratten als Tiermodell. Bisherige Isotopenmodelle zu den Auswirkungen einer hohen Proteinzufuhr finden zumeist über einen kurzen Zeitraum bei einmaliger oraler oder intravenöser Verabreichung des Tracers statt. Dadurch werden längerfristige Prozesse im Proteinstoffwechsel nicht ausreichend berücksichtigt. D...     »

The present study consisted of two experiments considering the effects of a long-term high dietary protein intake and a chronic dietary leucine supplementation on protein metabolism in 15N-labeled rats a animal model. Previous 15N-tracer studies on the effects of excessive protein intakes are usually performed over short-time periods by giving a single oral dose of the tracer or by intravenous administration and so the impacts of a longer-term or chronic nutrient intake on human protein metabolism are difficult to judge. Therefore, the present study was based on an alimentary labeling technique, in which juvenile Sprague-Dawley rats were reared with a semisynthetic diet supplemented with a mixture of 15N-labeled amino acids for about 7 weeks. After labeling the body homogeneously, the dynamics of protein exchange could be determined for the long term by plotting curves of 15N-clearances in single organs and tissues of the adult animals. A long-term high dietary protein intake of 26.6 % crude protein did not stimulate accumulation of protein mass in the whole-body compared to an intake of 9.9 % crude protein over a period of 41 days. During the experimental period body weight of animals in both groups increased marginally, but nitrogen retention remained constant irrespective of the dietary protein level. The surplus of dietary nitrogen was compensated by increased renal and fecal nitrogen excretions. A high protein intake accelerated the exchange rate of body protein compared to an adequate protein intake in plasma, organs and tissues. This finding possibly indicates a higher rate of body protein turnover and a lower degree of recycling of endogenous amino acids in single tissues. Total levels of protein exchanges were different in comparison between all analyzed organs and tissue fractions and decreased as follows: blood plasma > liver > digestive tract > kidney > spleen > lung > heart > brain > skeletal bones > skin > skeletal muscle. Whole-body protein content was not affected by a chronic increased leucine intake as far as 2.76 % leucine for 30 days compared to the control group (0.46 %). In this case, the increased leucine content did not significantly stimulate the levels of protein exchange in plasma, organs and tissues. To sum up, the present study demonstrates the ability of nitrogen homeostasis to counterregulate a long-term high protein diet. Rates of protein exchange were more pronounced and accelerated in all organs and tissues of rats ingesting a high protein diet compared to an adequate protein intake, while tissue nitrogen was fairly well maintained. In the light of increasing protein intakes (6.4 % vs. 9.9 % vs. 26.6 % crude protein) half-lifes of protein exchange in the whole-body protein pool decreased simultaneously (40 d vs. 34 d vs. 22 d). For the long-term, dissimilar quantities of exchanged nitrogen in comparison between single organs and tissues could be a consequence of different proportions of tissue-specific mobile and immobile protein fractions.     «

The present study consisted of two experiments considering the effects of a long-term high dietary protein intake and a chronic dietary leucine supplementation on protein metabolism in 15N-labeled rats a animal model. Previous 15N-tracer studies on the effects of excessive protein intakes are usually performed over short-time periods by giving a single oral dose of the tracer or by intravenous administration and so the impacts of a longer-term or chronic nutrient intake on human protein metaboli...     »