Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen der Konzentration von Insulin-like growth factor 1 im Puerperium und der Fruchtbarkeit und Milchleistung beim Milchrind

Abstract

In einem milcherzeugenden Betrieb in Brandenburg wurde bei 417 multiparen Kühen die Konzentration von IGF-1 innerhalb der ersten 40 Tage post partum (pp) ermittelt und auf ihren Zusammenhang zur Fruchtbarkeitsleistung sowie Milchleistung hin untersucht. Die erste Blutentnahme erfolgte innerhalb der ersten 12 Stunden pp (Tag 1) und wurden am Tag 4, 10, 20 (±2) und 40 (±4) pp wiederholt. Zusätzlich wurden die Stoffwechselparameter Betahydroxybuttersäure (BHB), nicht veresterte freie Fettsäuren (NEFA), Bilirubin (BILI) und die Enzymaktivitäten der Glutamat-Dehydrogenase (GLDH) sowie Aspartat-Amino- Transferase (ASAT) ermittelt. Es erfolgte eine tägliche Dokumentation der tierindividuellen Milchleistungsdaten und eine Erfassung der Rückenfettdicke (RFD) mittels Ultraschall am Tag 1, 4, 20, 40, 70, 100 und 130 der Laktation. Die Korrelation zwischen der Konzentration von IGF-1 und den Stoffwechselparametern sowie der RFD wurden durch Pearson Koeffizienten beschrieben. Das Signifikanzniveau wurde auf p<0,05 festgelegt. Die Konzentration von IGF-1 bewegte sich zwischen 57 ± 18,9 ng/ml am Tag 1 pp und 74 ± 19,9 ng/ml am Tag 40 pp. Die Ergebnisse zeigten eine hochsignifikante Korrelation zwischen der Konzentration von IGF-1 und BHB (–0,188, p<0,01), NEFA(–0,259, p<0,01), Bilirubin (–0,256, p<0,01), RFD (0,59, p=0,018). Für die Interpretation des Zusammenhangs zwischen der Konzentration von IGF-1 und der Fruchtbarkeitsleistung sowie der Milchleistung wurde die Fläche unter der Kurve (AUC) der fünf Messzeitpunkte im Puerperium ermittelt. Die Kühe wurden somit anhand des Medians in Klassen mit hohen bzw. niedrigen Konzentrationen von IGF-1 im Untersuchungszeitraum eingeteilt. Kühe mit einer hohen Konzentration von IGF-1 hatten signifikant bessere Erstbesamungserfolge (41,3 % vs. 29,5 %) und geringere Güstzeiten (104,8±45,3 vs. 118,4±50,5). Kühe mit überdurchschnittlich hohen Konzentrationen von IGF-1 am Tag 1 und 4 erkrankten seltener an einer Endometritis. Die 10-Tages-Milchleistung ist zwischen dem 4. und 260. Tag pp signifikant höher bei Kühen mit einer niedrigeren Konzentration von IGF-1. Schlussfolgerungen: Die Konzentration von IGF-1 steht in engem Zusammenhang zur Fruchtbarkeitsleistung sowie Milchleistung bei hochleistenden Milchkühen. 1\. Bei den Fruchtbarkeitskennzahlen erzielten die Kühe bessere Ergebnisse, die höhere kumulative Konzentrationen von IGF-1 im Versuchszeitraum hatten. 2\. Die Milchleistung hingegen war durchschnittlich bei den Kühen höher, die im Versuchszeitraum eine niedrigere Konzentration von IGF-1 im Serum aufwiesen. 3\. Die RFD nahm innerhalb des Untersuchungszeitraums stärker bei den Kühen ab, die niedrigere kumulative Konzentrationen von IGF-1 hatten was, auf einen ausgeprägten katabolen Stoffwechsel pp im Zusammenhang mit hohen Milchleistungen schließen lies. Die Ergebnisse zeigen, dass die Konzentration von IGF-1 im Puerperium in Abhängigkeit zur Milchleistung sowie Fruchtbarkeitsleistung steht. Hohe Konzentrationen von IGF-1 im Serum haben einen positiven Effekt und die Fruchtbarkeitskennzahlen. Es empfiehlt sich jedoch eine regelmäßige Bestimmung, um ggf. die Aussagekraft der bestehenden Abhängigkeiten über die Bestimmung der kumulativen Konzentration (AUC) zu erhöhen.

A total of 417 multiparous Holstein-Frisian cows without clinical signs of systemic illnesses in the first 12 hours after calving were enrolled. The investigation refers on serum samples for the determination of Insulin-like growth factor 1, β-hydroxybuturate (BHBA), non-esterified fatty acids (NEFA), glutamatdehydrogenase (GLDH), aspartataminotransferase (ASAT) and bilirubin (BILI) that were collected within 12 hours after calving and in the morning on days 4, 10(±2), 20(±4) and 40(±4) post partum (pp). For the measurement of the concentration of IGF-1 in serum an immunometric chemiluminescence immunoassay was used (IMMULITE 2000 IGF-I-Assay®, Bad Nauheim, Germany). The Back Fat Thickness (BFT) was determined with ultrasound at the same times and on days 70(±14), 100(±14) and 130(±14) pp. In addition to that we documented the mean daily milk yield of each enrolled cow. The correlation between the concentrations of IGF-1 in serum and the metabolic parameters and the BFT was described with Pearson coefficients. The effect of the five successive samples for each animal was analyzed with the UNIANOVA procedure with repeated measurements of SPSS® (Version 12.0, SPSS® Inc. Munich, Germany). The level of significance was set at p< 0.05. The mean concentration of a single measurement of IGF-1 ranged between 57±18,9 ng/ml within the first 12 hours up to 74±19,9 ng/ml on day 40 pp. The results of our studies indicate a negative correlation between the AUC-IGF-1 concentration in serum of dairy cows with BHBA (–0.188, p<0.01), NEFA (–0.259, p<0.01), bilirubin (–0.256, p<0.01) and a positive correlation with BFT (0.59, p=0.018). Cows with an above-average concentration of single IGF-1 measured on day 1 and on day 4 were less taken sick of endometritis. Cows with a high concentration of IGF-1 in the first 40 days post partum had a significantly lower milk yield in the lactation period between the 40th and 260th day of lactation but less loss of back fat thickness Conclusion: 1\. Cows with higher AUC-IGF-1 concentration in serum had significantly higher first service conception rates and fewer days open than cows with low IGF-1 concentration in a multiple. 2\. Cows with higher IGF-1 concentration in serum had significantly lower daily milk yield than cows with lower IGF-1 concentration. 3\. Cows with a high loss of BFT in the first 130 days of lactation had higher concentration of AUC-IGF-1 in serum than cows with an adequate decrease in BFT. The results indicate that the multiple measurements of IGF-1 concentration and the calculation of AUCs of the IGF-1 concentration in the post partum period has beneficial effects to predict the days open another important parameter of reproductive performance and the milk yield.