Experimentelle Untersuchungen zu fütterungsabhängigen Einflussfaktoren auf die Ergebnisse des Glukosetoleranztests bei Jungbullen, Ochsen und Färsen

Abstract

Die einseitige Selektion auf hohe Milchleistung in der Milchviehzucht hat neben einer enormen Milchleistungssteigerung auch zu einer Reihe von gesundheitlichen Problemen in den Milchviehbeständen geführt. Milchkühe mit einer hohen Milchleistung weisen gleichzeitig niedrige Insulinspiegel auf. Insulin nimmt über die Regulation des Glukosestoffwechsels eine zentrale Stellung in der Metabolitenverteilung für die Milchleistung, Fruchtbarkeit und Stoffwechselgesundheit ein. Um diesem Trend in der Selektion von Zuchtrindern entgegenwirken zu können, soll mit Hilfe des Glukosetoleranztests (GTT) das individuelle Stoffwechselregulationsvermögen der Glukosehomöostase und darüber der genetisch determinierte Stoffwechseltyp von Zuchttieren bestimmt werden. Dadurch könnten wertvolle Zusatzinformationen für die Zuchtwertschätzung gewonnen werden. Allerdings hat sich gezeigt, dass die Ergebnisse des GTT von einer Reihe an Faktoren beeinflusst werden. Es bedarf einer Standardisierung der Testdurchführung, um für das Einzeltier und für den Vergleich einer Tiergruppe reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten. In der vorliegenden, experimentellen Studie wurden Einflüsse der Fütterung, der Körperkondition und von akutem Stress auf die Ergebnisse des GTT unter Berücksichtigung der Faktoren Geschlecht und Alter untersucht. An jeweils sechs Bullen, Ochsen und Färsen wurden über einen Zeitraum von sechs Monaten jeweils 23 GTTs durchgeführt. Die Tiere waren im Durchschnitt zu Untersuchungsbeginn 9,2 Monate und am Versuchsende 14,8 Monate alt. Die Gesamtversuchsperiode von sechs Monaten wurde in drei sich wiederholende Abschnitte unterteilt. In jedem Versuchsabschnitt wurde zwischen einer energiereichen (4 - 6 kg Kraftfutter täglich plus 4 kg Heu) und einer energiearmen (4 kg Heu und Stroh ad libitum täglich) Fütterung gewechselt. Zusätzlich wurde eine protein- und energiereiche Ration einer proteinreichen und energiearmen Ration gegenüber gestellt. Zur Erzeugung von akutem Stress wurden akustischer Stress und Stress durch Futterneid bzw. Hunger verwendet. Pro Woche wurde ein Glukosetoleranztest durchgeführt, die Lebendmasse ermittelt und die Rückenfettdicke gemessen. Die Glukosehalbwertszeit der Bullen ist signifikant länger im Vergleich zu den Ochsen und Färsen. Zwischen der Glukosehalbwertszeit von Ochsen und Färsen gibt es keinen signifikanten Unterschied, jedoch zeigen die Färsen tendenziell die kürzeste Glukosehalbwertszeit. Das Glukoseflächenäquivalent zeigt keine Unterschiede zwischen den Geschlechtern und kann deshalb für Vergleiche von GTT-Ergebnissen zwischen Bullen und Färsen verwendet werden. Die Färsen zeigen erwartungsgemäß signifikant stärkere Rückenfettdicken als die Bullen und Ochsen. Zwischen Bullen und Ochsen waren bezüglich der Rückenfettdicke keine signifikanten Unterschiede nachweisbar. Das Niveau der Energieversorgung beeinflusst das GTT-¬Ergebnis signifikant. Dieser Fütterungseinfluss wirkt unabhängig vom Geschlecht gleich¬gerichtet. Eine energiearme Fütterung ist mit signifikant kürzeren Glukosehalbwerts¬zeiten im Vergleich zu einer energiereichen Ernährung verbunden. Durch abrupten Wechsel der Ration von energiereich auf energiearm verkürzt sich die Glukosehalbwertszeit signifikant. Beim Wechsel von energiearm auf energiereich verlängert sich die Glukosehalbwertszeit wieder. Bei längerer energiereicher Fütterung verkürzt sich die Glukosehalbwertszeit nach einigen Wochen wieder. Dieser Effekt wird von einer gleichzeitigen, sprunghaften Zunahme der Rückenfettdicke begleitet. Die Art der Fütterung hat somit auch über die Körperkondition einen signifikanten Einfluss auf die Ergebnisse des GTT. Der Einfluss der Körperkondition auf die GTT-Ergebnisse steigt mit zunehmender Überkonditionierung. In diesem Zusammenhang muss zwischen individueller Überkonditionierung und altersbedingter Verfettung unterschieden werden. Auch ein hoher Proteingehalt in der Ration beeinflusst die GTT-Ergebnisse. Besonders bei gleichzeitigem Energiemangel in der Ration kann es zu einem Abfall der basalen Glukosekonzentration und zu einer Verlängerung der Glukosehalbwertszeit kommen. Eine Beeinflussung der GTT-Ergebnisse durch akuten Stress kann sich abhängig vom Zeitpunkt des Auftretens der Stresssituation unterschiedlich darstellen. Dadurch können untypische Verläufe der Glukosekonzentrationen während des GTT verursacht werden. Bei Bullen kann akuter Stress die Glukosehalbwertszeit signifikant verlängern, während sie sich bei Ochsen und Färsen signifikant verkürzt. Zur Sicherung reproduzierbarer Ergebnisse sind die zu testenden Jungrinder vor der Testdurchführung bedarfsgerecht ausbilanziert über einen längeren, mindestens vierwöchigen Zeitraum zu füttern. Dabei sollte sich die Körperkondition der zu testenden Jungrinder in body condition score - Noten zwischen 2,5 - 3,5 bewegen. Einseitige Rationen und drastische Rationswechsel sind zu vermeiden.

The partial selection of high milk yield in dairy breeding led to an enormous increase of milk yield but a series of sanitaryproblems within the dairy cattle stocks, too. Cows with high milk yield show a low level of insulin. Insulin occupies a central position in the metabolic arrangement for milk yield, fertility and metabolism by regulating metabolic arrangements. To counteract this trend in dairy cattle selection, the glucose-tolerance-test ought to determine the individual copability of metabolism regulation and with that to mark the breeding animal´s typ of metabolism. Thereby important additional information for breeding valuation could be determine but it is clear that the results of the glucose-tolerance-test are influenced by several factors. It exists a need for standartisation of the tests to get to reproducable results for a single animal and a whole group of animals. This experimaental study examines the influences of of feeding, body condition and acute stress on the results of the glucose-tolerance-test under consideration of gender and age. 23 GTT´s have been carried out in a period of six months with six bulls, six oxen and six heifers. The animals were on average age of 9.2 months in the beginning and 14.8 months in the end of the tests. The whole period of six months was divided into three perservative phases. Each phase showed a rotation of feeding between food of high energetic potential (4-6 kg concentrated feed stuff plus 4 kg hay) and food with a low energy and protein (4 kg hay ad libitum). Addtionally a ratio with high protein and energy content rotated with a ratio of low energy and protein. Hunger, jealousy of food and accustical stress were used to create stress. A weekly determination of back fat thickness, live weight and a GTT was placed. The bull´s glucose half-life is significantly more constant than the glucose half-life of oxen and heifers. The is no significant difference of glucose half-life between oxen and heifers but heifers showed the affinity of shortest glucose half- life. The glucose expanse-equivalent showed no difference between the genders and is therefore not usable for comparison of GTT-results between bulls and heifers. As expected heifers are significantly fatter than bulls and oxen. There are no existing differences of the back fat thickness between bulls and oxen. The energy-supply-level influences the GTT-result significantly. The influence of feeding acts indipendently rectified from gender. Low energy feeding shows significant shorter glucose half-life in comparison to a high energy feeding. The aprupt change of ratio from high to less energy lowered the glucose half-life significantly. With a change from low to to high energy ratios showed a decrease of glucose half-life after a few weeks. Along with this effect goes an excursive increase of the back fat thickness. The way of feeding influences the results of GTT significantly by using the data of body condition. The influence of the body condition on the GTT-results rises with the increase of overconditioning. In this interrelation it is necessary to differ between overconditioning and age-caused adiposis. A high content of protein in the ratio influences the GTT-results, too. Especially a simultanious lack of energy in the ratio leads to a decrease of the basal glucose concentration and an increase of the glucose half-life. An impact on the GTT-results by using acute stress turns out to be different and addicted to the moment of occurence. Thereby an untypical developing of the glucose concentration in GTT can be caused. With bulls the acute stress significantly extent the glucose half-life but with oxen and heifers it significantly decreases. To get reproductable results the animals should be fed well balanced over at least four weeks before starting the test. Withal the body condition of the animals should range between mark 2.5 and mark 3.5 of the body-condition-score. Partial ratios and radical change of the ratio need to be avoided.