Investigations on age and breed-associated differences in energy intake, growth rate, body composition, haematological and biochemical values of Labrador Retrievers and Miniature Schnauzers fed different dietary levels of vitamin A

Abstract

Balanced nutrition ensuring adequate intakes of energy, protein, minerals and vitamins is essential for the optimal development of young dogs. An adequate energy supply of growing dogs is critical in controlling the growth rate. Research in rodents indicates that dietary vitamin A impacts energy utilisation; the potential impact on the energy metabolism in dogs and consequently on the energy intake, body composition and growth velocity in growing dogs however remains unclear. The literature survey in Chapter 2 indicates that the definition of healthy growth is difficult and controversial. The assessment of ideal body condition of growing dogs is more difficult compared to adult animals because increased energy intake results in increased growth rate, but not necessarily in increased body fat mass. Guidance values for energy intake and body weight development do exist, however considerable variability can be observed between breeds. The overview of studies investigating breed and age related changes in haematological and blood chemical values during growth clearly shows that prominent changes occur. Therefore results obtained from puppies have to be interpreted with care to correctly assess the health status as values may deviate from values found in adult dogs. Chapter 3 explains the main aims and hypotheses of this thesis. The main work of the current thesis consists of two published manuscripts summarized in Chapter 4 and 5. In the first manuscript the possible effects of different dietary vitamin A concentrations on energy intake, growth rate and body composition in Labrador Retriever and Miniature Schnauzer puppies have been evaluated. However, based on the well-documented high tolerance of dogs to dietary vitamin A levels up to 104.8 μmol retinol (100 000 IU vitamin)/4184 kJ (1000 kcal) it was hypothesized that energy intake and accumulation of body fat would be unaffected (Chapter 4). This was confirmed by the results of our study. Given the findings of Morris et al (2012), vitamin A was not considered as a factor in the evaluation of the haematological and biochemical data in the second manuscript (Chapter 5). The main interest of the second manuscript was to increase the knowledge on breed, sex and age effects and their interaction during the first year of life. The evaluation shows that age and breed-related changes in haematological and blood chemical test results are evident in young Labrador Retriever and Miniature Schnauzer dogs. The results confirm the need for age-specific reference ranges for the interpretation of clinical data obtained from young puppies. The potential effects of dietary vitamin A as well as growth related alterations in body tissue and metabolism are discussed in Chapter 6 together with the results obtained from this study. In conclusion, the results of the current study suggest that unlike to rodents dietary vitamin A does not affect energy utilization, growth rate or body composition in dogs. The underlying biochemical mechanisms however remain unclear and require further clarification. With regards to haematological and blood chemical parameters the study showed marked age and breed related changes illustrating growth related alterations in body tissue and metabolism during the first year of life. The early growth phase clearly appears to be most critical and needs to be investigated in more depth to ease interpretation of clinical data obtained from young puppies.

Eine ausgewogene Ernährung mit bedarfsgerechter Versorgung an Energie, Protein, Mineralstoffen und Vitaminen ist essentiell für ein optimales Wachstum von jungen Hunden. Hierbei hat die Energieaufnahme eine zentrale Bedeutung für die Steuerung der Wachstumsrate. Untersuchungen an Nagern haben gezeigt, dass Vitamin A einen Einfluss auf die Energieverwertung hat. Fragen zum möglichen Einfluss auf den Energieumsatz und folglich die Energieaufnahme, Körperzusammensetzung und Wachstumsgeschwindigkeit bei jungen Hunden bleiben derzeit unbeantwortet. Wie in Kapitel 1 zusammengefasst, besteht auch Forschungsbedarf zum Einfluss von Alter und Rasse, aber auch hinsichtlich der Unterschiede in hämatologischen und klinisch-chemischen Parametern. Die Literaturübersicht in Kapitel 2 zeigt deutlich, dass optimales Wachstums schwierig zu definieren ist und kontrovers diskutiert wird. Die Körperkonditionsbeurteilung beim Welpen gestaltet sich schwierig, da eine überhöhte Energieaufnahme in höheren Wachstumsraten resultiert und nicht zwangsläufig in einer veränderten Körperkondition. Richtwerte für die Energieaufnahme und die Gewichtsentwicklung im Wachstum sind vorhanden, allerdings werden erhebliche rassebedingte Abweichungen beobachtet. Studien, die sich mit Alters- und Rasseeffekten auf die Blutparameter befassen, zeigen ebenfalls deutliche Veränderungen der Werte in der Wachstumsphase. Daher müssen Blutwerte von Welpen mit Bedacht interpretiert werden, da Abweichungen von Normalwerten erwachsener Tiere möglich sind. Kapitel 3 stellt die Hauptziele und Hypothesen der Dissertation vor. Die zwei veröffentlichten Originalarbeiten liegen in Kapitel 4 und 5 vor. Im ersten Beitrag wurde der mögliche Einfluss unterschiedlicher diätetischer Vitamin A Gehalte auf die Energieaufnahme, Wachstumsgeschwindigkeit und Körperzusammensetzung bei Welpen der Rassen Labrador Retriever und Zwergschnauzer untersucht. Aufgrund der gut dokumentierten Toleranz von Hunden gegenüber Vitamin A-Gehalten in der Nahrung von bis 104.8 μmol Retinol (100 000 IU Vitamin A)/4184 kJ (1000 kcal) bestand jedoch die Annahme, dass die Energieaufnahme und Körperfettansammlung unbeeinflusst bleibt (Kapitel 4). Dies wurde durch die Ergebnisse dieser Studie bestätigt. Basierend auf den Ergebnissen von Morris et al (2012), wurde daher im zweiten Beitrag (Kapitel 5) Vitamin A als Faktor in der statistischen Auswertung der hämatologischen und blutchemischen Ergebnisse nicht weiter betrachtet. Die Hauptintention des zweiten Beitrags bestand darin, ein tieferes Verständnis zum Einfluss der Rasse-, Geschlechts- und Alterseffekte, sowie zu deren Interaktionen im ersten Lebensjahr zu generieren. Die Auswertung der Ergebnisse hat ein Vorhandensein alters- und rassebedingter Veränderungen der hämatologischen und blutchemischen Werte bei wachsenden Hunden der beiden Rassen gezeigt. Für die Interpretation von klinischen Daten, bei denen die Normalwerte von wachsenden Hunden erhoben wurden, sind daher altersspezifische Referenzwerte notwendig. In Kapitel 6 werden die vorher beschriebenen mögliche Effekte von Vitamin A, sowie die wachstumsbedingten Veränderungen im Körpergewebe und Stoffwechsel im Kontext der eigenen Ergebnisse diskutiert. Zusammenfassend zeigt diese Studie, im Gegensatz zum Nager, keinen Hinweis auf einen Einfluss von Vitamin A auf die Energieverwertung, Wachstumsrate oder Körperzusammensetzung beim Hund. Fragen zu den zugrundeliegenden biochemischen Mechanismen bleiben jedoch offen und bedürfen weiterer Klärung. In Bezug auf die hämatologischen und blutchemischen Parameter konnte unsere Studie deutliche alters- und rassebedingte Veränderungen aufzeigen, welche wachstumsbedingte Anpassungen in Gewebe und Stoffwechsel im ersten Lebensjahr reflektieren. Die frühe Wachstumsphase erscheint hierbei am kritischsten und bedarf weiterer tiefgehender Untersuchungen, um die Interpretation klinischer Daten von jungen Welpen zu erleichtern.