Untersuchungen zu methodischen und tierabhängigen Einflussfaktoren auf die Ergebnisse des intravenösen Glukosetoleranztestes bei Aufzuchtbullen

Abstract

An 293 Aufzuchtbullen im Alter zwischen 9 und 20 Monaten, die alle der Rasse Holstein-Friesian angehörten, wurden auf 2 unterschiedlichen Besamungsstationen 480 intravenöse Glukosetoleranztests durchgeführt. Im Test, dem eine 12 bis 21-stündige Hungerphase bei freier Wasseraufnahme vorgeschaltet war, wurden folgende Parameter bestimmt: Basalwerte für Glukose und Insulin (G0 und I0), maximale Glukose- bzw. Insulinkonzentration über dem Basalspiegel (GMAX bzw. IMAX), Glukose- und Insulinflächenäquivalent (GA und IA), Glukosehalbwertszeit (GHWZ) sowie Quotient aus Insulin- und Glukoseflächenäquivalent (IA/GA). Das Ziel der Arbeit war neben der Beurteilung der individuellen Streuung der Testparameter die Untersuchung der Wirkung der Einflussfaktoren Alter, Gewicht, Körperkondition und Untersuchungsstandort sowie die Überprüfung der Wiederholbarkeit der Testergebnisse. Des weiteren sollten die in der Literatur erwähnten verschiedenen Methoden zur Berechnung der Glukosehalbwertszeit verglichen werden. In Anlehnung an die Arbeit von BURKERT (1998), der eine sehr gute Beziehung zwischen den Parametern der Insulinantwort ermittelte, sollte weiterhin geprüft werden, ob ein einziger Insulinmesswert zur Beschreibung der Insulinreaktion ausreicht. In den Untersuchungen von BURKERT (1998) fielen außerdem Bullen mit einer stark abweichenden Reaktion im ivGTT auf. Nach solchen Tieren sollte in dieser Arbeit gezielt gesucht und die Testergebnisse durch Wiederholungen überprüft werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit stimmen weitgehend mit den Literaturangaben überein. Die Testergebnisse werden im Wesentlichen durch die Altersunterschiede sowie ungleich lange Nüchternphasen vor dem Test beeinflusst. Zwei bis drei Monate nach der Erstuntersuchung ließen sich die Testergebnisse gut wiederholen. Zwischen allen Parametern bestand eine signifikante Korrelation, dabei entsprach der Unterschied zwischen den Werten der ersten und der zweiten Untersuchung bei den meisten Parametern der altersbedingten Veränderung. Kurzfristig wurde aber nur zwischen den Werten für GA, GHWZ sowie den Parametern der Insulinantwort der ersten und der zweiten Untersuchung eine signifikante Beziehung festgestellt. Die schlechtere Beziehung zwischen den Werten der kurzfristigen Wiederholung ist durch den stärkeren Einfluss der Einzelwerte aufgrund einer relativ geringen Stichprobe (n=20) zu erklären. Das Alter übt einen deutlichen Einfluss auf die Testergebnisse aus. Im untersuchten Altersabschnitt stiegen zunächst, bedingt durch die zunehmende Verfettung der Jungbullen, die Parameter der Insulinantwort. Dementsprechend sank die basale Glukosekonzentration und die Glukosehalbwertszeit. Dieser Verlauf setzte sich aber in der Altersgruppe 3 (ab 15 Monate) nicht weiter fort. Es kam außerdem zur Abnahme der Rückenfettdicke. Dieser Knick konnte auf den Testeinsatz der Bullen für die Spermaproduktion, der ab dem Alter von etwa einem Jahr stattfindet und eine plötzliche Belastung für die Zuchtbullen darstellt, zurückgeführt werden. Als optimaler Untersuchungszeitpunkt wäre daher das Alter von ca. 12 Monaten, kurz vor dem Testeinsatz der Aufzuchtbullen zu empfehlen. Die Lebendmasse und die Rückenfettdicken beeinflussen nur altersbedingt die Testergebnisse. Innerhalb eines engen Altersabschnittes besteht zwischen diesen Faktoren und den Testparametern keine signifikante Korrelation. Der Stationseinfluss ist in erster Linie durch die Haltungs- und Fütterungsunterschiede bedingt, was auf die große Bedeutung von standardisierten Untersuchungsbedingungen hinweist. Beim Vergleich der Methoden zur Berechnung der Glukosehalbwertszeit zeigte die Methode nach KANEKO (1997) die beste Übereinstimmung mit den meisten Literaturangaben und wäre somit als Standardmethode vorzuschlagen. Es wurden, ebenfalls wie bei BURKERT (1998), in dieser Arbeit mehrere Tiere mit sehr schwachen, diabetesartigen oder ungewöhnlich starken Insulinantworten und dementsprechend veränderten Glukosehalbwertszeiten festgestellt. Bei einigen der aufgefallenen Bullen ließ sich dieses Testverhalten wiederholt nachweisen, was dafür spricht, dass es tatsächlich Bullen mit einem von der Norm stark abweichendem Stoffwechsel gibt. Bei den meisten Tieren sind diese Abweichungen aber auf einmalige unbekannte Einflussfaktoren zurückzuführen. Zwischen den Parametern der Insulinantwort wurde auch in dieser Arbeit eine sehr hohe Korrelation festgestellt. Um den Aufwand zur Beschreibung der Insulinreaktion auf eine einzige Messung zu reduzieren, wurde die Beziehung der Insulinkonzentrationen zu den einzelnen Entnahmezeitpunkten zu den Parametern der Insulinantwort beurteilt. Dabei hatten die Insulinkonzentrationen zwischen der 14. und der 35. Minute Korrelationen über 0,9 zum IA. Da mit Abstand die meisten Insulinpeaks auf die 14. Minute p. inj. fallen, wäre die Insulinkonzentration zu diesem Zeitpunkt als ein Parameter zu Beschreibung der Insulinreaktion zu empfehlen.

480 intravenous glucose tolerance tests (ivGTT) have been carried out on 293 Holstein Friesian bulls aged from 9 20 month in two different artificial insemination centres. Following parameters were determined, while all bulls had a 12 21 hours diet by free choose of water intake: the basal glucose and insulin concentration (G0 and I0), the maximum concentration of glucose and insulin above the basal level (GMAX and IMAX), the glucose and insulin area equivalent (GA and IA), half life of glucose (GHWZ) as well as the quotient of insulin and glucose area equivalent (IA/GA). The aim of the study was to assess the individual different regulation of testet parameters, the effect of factors like age, weight, condition and location and repeatability of the results. Furthermore, in literature described different methods to calculate half time of glucose should have been compared. Following Burkert (1998), who showed an interrelation between parameters of insulin reaction, this study should investigate, whether only one insulin parameter is enough to assess the insulin reaction. BURKERT (1998) showed in his study bulls with very different reaction of ivGTT. These special animals were picked out and the results were examined by repetition of the test. The results are largely common with literature references, well recapitulate and fundamental influenced by age and different times without feeding. Significant correlations exist between all parameters, the differences based on variable ages. 2 to 3 months after the first examination all results were repeatable. A significant correlation between all parameters existed. Thereby the difference between the values of the first and the second study in matched the majority of parameters due to the age. A significant relation between GA, GHWZ and parameters of insulin reaction is in the first and second study for a short period. Reason for the negative correlation between the values of short-dated repetition is the number of probes (n=20) and the strong influence of the single values. The age has great influence of the results. Based on the higher fat substance of young bulls the parameters of insulin reaction grew up, corresponding to concentration of glucose and half-value time of glucose decreases. This phenomenon stopped in age-group 3 (over 15 month), even more the back fat thickness declined. This crease could lead back on the test application of the bulls for the sperm production which takes place from the age of approximately one year and represents a sudden load for the breeding bulls. Based on these results the best examination point would be an age with 12 month, before the bulls start with the sperm production. Weight and back fat thickness influence the test results only due to old age. There is no significant correlation between these factors and test parameters within a close period of age. The influence of station is mostly caused by different feeding and husbandry. Therefore it is very important to create standards for examination. The method from KANEKO (1997) to measure the half-value time of glucose shows the best agreements with literature, so this is the best propose for the standard method. It was also examined (also see BURKERT 1998) that there are bulls with very low or very high insulin response corresponding to changed half-value time of glucose. In some cases it was possible to repeat these results a second time, which means that there are bulls with a very divergent metabolism, but mostly the deviation, was inspired by unknown factors. The study showed a high correlation between parameters of insulin response. To reduce the work to describe the insulin reaction with only one measurement; we assessed the relationship between insulin concentration and moment of taking the probe as well as parameters of insulin response. All insulin concentrations had correlation over 0.9 to IA. Because most of the Insulin peaks fall on the 14th minute p. inj., the insulin concentration at this moment would be recommended as a parameter for the description of the insulin reaction.