Volatile fatty acid metabolism in sheep. 3. Diurnal variation in the contribution of ruminal propionic acid production to the whole body glucose turnover of merino sheep fed lucerne hay twice daily.

VANDER WALT, J. G. , 1978. Volatile fatty acid metabolism in sheep. 3. Diurnal variation in the contribution of rumina! propionic acid production to the whole body glucose turnover of Merino sheep fed lucerne hay twice daily. Onderstepoort Journal of Veterinary Research 45 (2), 125-132 (1978) . Three phases of the diurnal feeding cycle, namely, a pre-feeding phase ( -20 h), a maximum fermentation (24 h) phase and a basal fermentation (810 h) phase, were chosen for invest igation into the contribution of rumina] propionic acid production to the whole body glucose turnover, since near steady-state conditions in the rumina! volatile fatty acid (VFA) pool were obtained during these periods. Total VFA levels of 113,5102,2; 156,1 151 , l and 90,889,8 meq /1 respectively, were found during these 3 phases and parallel changes also occurred in the propionic acid pool (18, 717 ,2; 31,529,5 and 16, 115 ,6 meq/ 1). The acetic/propionic and propionic/butyric acid ratios revealed that propionic acid increased more than the other acids during the 24 h segment. The diurnal cycle of the total VFA production rate followed the overall concentration pattern with the exception of the maximum fermentation segment (5 , 676,14 moles/12 h), in which an 89105% increase over basal levels (3 ,00 moles/12 h) was significantly higher than the corresponding increase of 7468% in total VFA concentration. The percentage production rate of propionic acid was statistical ly indistinguishable from its molar percentage concentration except for the pre-feeding segment in which the production rate (13, 6 ± 1, 0 %) was lower than the concentration (16, 5 ± 0, 9 molar %) at -2 h. The glucose entry rate remained almost constant over the course of the feeding cycle and averaged 4,07 mg/min/kg0·' 5 over the 3 periods. However, there was a significant difference in glucose pool (392,5 ± 84,4-257,6 ± 64,6 mg/kg0 •) and rate constant (1,05 ± 0,21 1,71 ± 0,15% of pool/min) between the 1st and 2nd phases, respectively. A constant fraction of the propionic acid production in the rumen (34 ± 6 %) served as precursor for gluconeogenesis. The equation describing this linear relationship between the total (x) and that fraction (y) of the propionic acid production converted to glucose was found to be y=0,314 x + 0,02 when both x andy were expressed in moles/12 h . A direct relationship between plasma insulin levels and the respective glucose fractional entry rate( % of pool/min) was found, supporting the hypothesis that insulin acts through control of the rate of peripheral uptake. METABOLISM£ DES ACIDES GRAS VOLATILS CHEZ L£ MOUTON 3. VARIATION DIURN£ DE L'APPORT D'ACIDE PROPJONIQU£ PRODUIT DANS L£ RUMEN AU TURNOVER DU GLUCOSE DANS TOUT L'ORGANJSME CHEZ DES MERINOS NOURRIS DE FOUR RAG£ DE LUZERNE DEUX FO/S PAR JOUR Pour examiner Ia contribution de /'acide propionique produit dans /e rumen au turnover du glucose dans tout /'organisme, on a choisi trois phases du cycle d'a/imentation diurne, i1 savoir une phase prtialimentaire ( 20 h), une phase de fermentation maxi male (24 h) et une phase de fermentation basale (810 h): ces phases correspondent en eflet cl des etats d'equi/ibre du pool des acides gras volatils ( VFA) du rumen. Pendant ces 3 phases, on a trouve, respectivement, des faux de VFA totalisant 113 ,5102 ,2; 156,1 151, I et 90,889,8 meq/1; des variations paral/eles se sont aussi produites dans /e pool d'acide propionique (18, 717 ,2; 31,529,5 et 16, l15 ,6 meqjl). Les rapports des acides aceriques/ propioniques et propioniquesfbutyriques ont montre que l'acide propionique augmente plus que les 0111res acides pendant /e segment 24 h. Le cycle diurne de Ia production rotate des VFA suivait /e schema glmeral de Ia concentration, sauf pour le segment de fermentation maxi male (5, 676, 14 moles/ 12 h) durant /eque/ une augmentation de 89-105% par rapport aux niveaux de base (3, 00 moles/ [ 2 h) . 1 'est averee significativement superieure cl /'augmentation correspondante de Ia concentration fatale en VFA, qui erait de 7468%. Le raux de production en pourcentage de /'acide propionique etait statistiquement indiscemable d'avec son pourcentage molaire de concentration, saufpour le segment pre-a/imentaire, pendant /eque/le raux de production (13,6 ± 1 ,0 %) a ere inferieur au pourcentage molaire (16,5 ± 0 ,9 molaire %), () 2 h. Le raux d'entree du glucose est reste pratiquement constant pendant le deroulement du cycle d 'alimentation, cl sa voir une moyenne de 4,07 mg/min/kg 0 •75 pendant /es 3 phases. II y a eu toutefois une difference significative entre Ia Ire et Ia 2e phase en ce qui concerne /e pool de glucose (respectivement 392,5 ± 84,4 et 257 ,6 ± 64,6mg/kg 0 •) et Ia cons/ante du taux (1,05 ± 0 ,21 et 1,71 ± 0,15 % du pool/min). Une fraction cons/ante (34 ± 6 %) de Ia production d'acide propionique dans /e rumen a servi de precurseur pour Ia gluconeogenese. L'equation qui decrit cette relation /ineaire entre /e total (x) et Ia fraction (y) de Ia production d'acide propionique convertie en glucose peut s' ecrire y = 0,314 x + 0,02, avec x et y exprimes en moles/ 12 h. On a trouve une relation directe entre /es concentrations d' insuline dans le plasma et les taux fractionnaires correspondants (en % de pool/min) d'entree du glucose; ceci confirme /'hypothese que l'insldine agit en contra/ant /e raux d'assimilation peripherique. Received 30 January 1978-Editor