dc.contributor.author
Heggemann, Volker
dc.date.accessioned
2018-06-07T16:59:08Z
dc.date.available
2014-02-24T10:17:07.920Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/3240
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-7440
dc.description.abstract
Für die Herdengesundheit und -produktivität ist eine bedarfsgerechte
Versorgung mit Spurenelementen essenziell. Die Diagnostik der
Spurenelementversorgung ist allerdings mit erheblichen Unsicherheiten
verbunden. Diese betreffen besonders die Wahl des geeigneten diagnostischen
Probenmediums und die jeweils anzuwendenden Referenzbereiche. Ziel dieser
Arbeit ist es, eine Empfehlung für die Diagnostik der Spurenelementversorgung
von Milchkühen zu erarbeiten. Zu diesem Zweck wurde auf 20 Milchviehbetrieben
in den neuen Bundesländern Probenmaterial von jeweils sieben Kühen aus den
Laktationsabschnitten Frischmelker (0 bis 7 Tage p. p.), Hochlaktation (105
bis 126 Tage p. p.) und Spätlaktation (308 bis 329 Tage p. p.) genommen.
Insgesamt standen 418 klinisch unauffällige Milchkühe zur Verfügung. In den
gewonnenen Probenmaterialien Serum, Plasma, Vollblut, Harn, Leber und Haar
wurden die Konzentrationen von Cu, Mo, Fe, Zn, Mn und Se mittels optischer
Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) bestimmt.
Zusätzlich wurden Tränkewasser- und Futterrationsanalysen vorgenommen. Neben
den in den Einzelproben analysierten Spurenelementkonzentrationen wurden
Poolproben aus gleichen Volumina der sieben Einzelproben der einzelnen
Laktationsgruppen gebildet und analysiert. Des Weitern wurden arithmetische
Mittelwerte aus den Einzelprobenkonzentrationen der jeweiligen
Laktationsgruppen errechnet. In dieser Untersuchung konnten, mit Ausnahme des
Zusammenhangs zwischen den Serum- und Plasmakonzentrationen der einzelnen
Spurenelemente, keine engen Korrelationen (r > 0,7) zwischen den
unterschiedlichen Probenmedien beobachtet werden. Die Variabilität der
Ergebnisse der Korrelationsanalyse ist der elementspezifischen
Spurenelementkinetik und statusunabhängigen Faktoren (Akute-Phase-Reaktion)
zuzuordnen. Zwischen den Laktationsabschnitten konnten signifikante
Konzentrationsunterschiede in den Substraten Serum und Plasma (Ausnahme Mo)
sowie Harn und Leber ermittelt werden. Die Laktationsdynamik der Cu-, Fe- und
Zn-Konzentrationen im Serum und Plasma und der Fe- und Zn-Konzentrationen im
Lebergewebe lässt darauf schließen, dass die abkalbungsinduzierte Akute-Phase-
Reaktion einen maßgeblichen Einfluss auf die Konzentrationsverteilungen dieser
Spurenelemente bei den Frischmelkerkühen ausübt. Aufgrund dieser Situation ist
die Aussagesicherheit dieser Substratkonzentrationen über die
Versorgungssituation im frühen postpartalen Zeitraum und grundsätzlich bei
allen Krankheitsgeschehen, die mit dem Ablauf einer Akute-Phase-Reaktion
einhergehen, als gering einzuschätzen. Weiterhin wurde festgestellt, dass im
Verlauf der Laktation die Konzentration der untersuchten Spurenelemente im
Vollblut nur partiell (Cu, Mn) und im Haar nicht signifikant variieren. Die
Bland-Altman-Methodenvergleiche zwischen den gepaarten Serum- und
Plasmaspurenelementkonzentrationen zeigten, dass Serumwerte, mit Ausnahme von
Mo, im Mittel signifikant niedriger sind als die entsprechenden
Plasmakonzentrationen und dass eine erhebliche Streuung der einzelnen
Differenzen der beiden Messgrößen vorliegt. Dieses bedeutet, dass das Plasma
bevorzugt in der Praxis einzusetzen ist, da es keinem artifiziell bedingten
Gerinnungsverlust unterliegt. Die Bland-Altman-Methodenvergleiche zwischen den
gepaarten Gruppenmittel- und Poolwertspurenelementkonzentrationen des Plasmas
(Cu, Mo, Fe, Zn, Mn, Se) und Vollbluts (Mn, Se) zeigten, dass die mittleren
Konzentrationen der beiden Messgrößen, mit Ausnahme der
Vollblutmangankonzentrationen, sich nicht signifikant unterscheiden.
Allerdings liegt nur eine geringe Übereinstimmung zwischen den beiden
Parametern vor. Hieraus lässt sich folgern, dass präanalytische
Variabilitätsfaktoren und die Messgenauigkeit der Spurenelementanalyse an sich
grundsätzliche Problemfelder in der Spurenelementdiagnostik darstellen. Ferner
wurden Referenzbereiche aus dem vorhandenen Datenmaterial ermittelt, aus denen
in Verbindung mit der Literatur Referenzbereichsvorschläge für praxisrelevante
Substratkonzentrationen entwickelt wurden. Von der differenzierten Verwendung
von Referenzbereichen für Einzel- und Stichprobenmittelwerte (Gruppenmittel-
und Poolwerte) bis zu einer Stichprobengröße von n = 7 kann abgesehen werden.
Zur Diagnostik der Versorgungslage mit Cu und Se lassen sich eindeutige
Empfehlungen geben. Im ersterem Fall ist das Lebergewebe und im letzteren Fall
das Plasma Medium der Wahl. Zur Diagnostik der Spurenelementversorgung mit Mo,
Fe, Zn und Mn sind eindeutige Empfehlungen schwierig vorzunehmen, da das
Aussagevermögen bzw. die Aussagesicherheit der verfügbaren diagnostischen
Indikatoren über den Versorgungsstatus begrenzt ist. Unter realistischen
Fütterungsbedingungen ist davon auszugehen, dass die Bestimmung des
Rationsgehalts dieser Spurenelemente ausreichend Information zur Beurteilung
der Versorgungslage erbringt.
de
dc.description.abstract
A sufficient supply of trace elements is essential for herd health and
productivity. However, its diagnosis comprises considerable uncertainties,
particularly regarding the choice of the appropriate diagnostic sample medium
and the applicable reference ranges. The aim of this study is to develop
recommendations for diagnosis of trace elements supply in dairy cows. For this
purpose, samples were collected on 20 dairy farms in the states of the former
East Germany between 2008 and 2010. On each farm, seven fresh (0 to 7 days p.
p.), seven mid-lactation (105 to 126 days p. p.), and seven late-lactation
cows (308 to 329 days p. p.) were sampled. A total of 418 clinically healthy
cows were available. The trace element concentrations of Cu, Mo, Fe, Zn, Mn,
and Se in the substrates serum, plasma, whole blood, urine, liver and hair
were determined using inductively coupled plasma optical emission spectrometry
(ICP-OES). Furthermore, Total Mixed Ration (TMR) and drinking water samples
were analyzed. In addition to the analyses of trace element concentrations in
individual samples, pooled samples were derived from equal volumes of the
seven individual samples of each lactation group, and analyzed in a similar
manner. Arithmetic means were calculated from the individual sample
concentrations for each lactation group in each herd. Strong correlations (r >
0.7) between the substrate concentrations were only detected for the
relationship between serum and plasma. The variability of the results of the
correlation analysis can be explained by the element-specific kinetics, due to
homeostatic mechanisms and status independent factors (acute-phase reaction).
Trace element concentrations were observed to differ significantly in serum
and plasma (except for the Mo concentration), urine, as well as liver among
the stages of lactation. The lactation dynamic of Cu, Zn and Fe in serum and
plasma, as well as Zn and Fe in liver demonstrates the influence of the
calving-induced acute-phase reaction on the distribution of the trace element
concentrations in fresh cows. Therefore, the reliability of these substrate
concentrations for Cu, Fe, and Zn to predict feed trace element supply is
considered to be low in the early postpartum period and in cases of diseases
which are associated with an acute-phase reaction. Furthermore, it was shown
that the concentrations of the studied trace elements vary only partly in
whole blood (Cu, Mn) and insignificantly in hair during lactation. The Bland-
Altman plots between the paired serum and plasma trace element concentrations
showed that, with exception of Mo, all trace element concentrations in serum
are, on average, significantly lower than in plasma. Moreover the respective
differences of the two values scatter to a very high extent. In contrast to
serum, plasma is not artificially influenced by blood clotting and should be
preferred over serum in practice. The Bland-Altman plots between the paired
group means and pool values of plasma (Cu, Mo, Fe, Zn, Mn, Se) and whole blood
(Mn, Se) trace element concentrations showed that the mean concentrations of
the two values do not differ significantly (except whole blood Mn). However,
the two parameters agree only poorly. Therefore, factors of pre-analytic
variability and the accuracy of measurement are limiting factors in trace
element diagnostics. Furthermore, reference ranges were determined from
present data, from which, taking the literature into account, proposals for
reference ranges were developed for practically relevant substrate
concentrations. The use of different reference ranges for individual values,
pool or group mean values up to a sample size of n = 7 is not necessary. For
the diagnosis of the supply situation of Cu and Se clear recommendations can
be given. For the determination of Cu supply liver tissue is the medium of
choice, for Se it is plasma. No consistent recommendations for diagnostics of
the trace element supply of Mo, Fe, Zn and Mn can be made, because there is
only limited predictive ability or reliability of available diagnostic
indicators. Under realistic feeding conditions the determination of feed
content of these trace elements is adequate to give sufficient information
about the supply situation.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
cattle, dairy cows
dc.subject
trace elements
dc.subject
nutrition status
dc.subject
diagnosis techniques
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Untersuchungen zur Diagnostik der Spurenelementversorgung von Holstein-
Friesian-Milchkühen
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. Rudolf Staufenbiel
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Klaus Männer
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Jörg Aschenbach
dc.date.accepted
2013-12-05
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000096222-5
dc.title.translated
Investigations on diagnostics of trace element supply in Holstein-Friesian
dairy cows
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000096222
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000014844
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access