Parameter des Energiestoffwechsels und Immunglobulin G im Blut von Milchkühen im peripartalen Zeitraum

Abstract

In den letzten 60 Jahren stieg die durchschnittliche Milchleistung einer Schwarz-Bunten Milchkuh pro Laktation von 2500 kg auf bis zu 8000 kg an, wohingegen die Nutzungsdauer auf 2,5 Laktationen abgesunken ist. Eine wesentliche Ursache fur die reduzierte Nutzungsdauer bzw. erhohte Abgangsrate ist die ausgeprägte negative Energiebilanz der Milchkuh zu Beginn der Laktation. Durch die forcierte Züchtung auf eine gesteigerte Milchleistung wird das Energiedefizit nach der Abkalbung und damit die Fettmobilisation deutlich verstärkt, sodass eine ausgeglichene Energiebilanz häufig erst nach dem 100. Laktationstag erreicht wird. In der Phase der stärksten negativen Energiebilanz, d.h. in den ersten Laktationswochen, manifestieren sich 75% aller Erkrankungen, sodass ein Zusammenhang zwischen Energiehaushalt und Immunsystem vermutet werden kann. Die vorliegende Untersuchung wurde auf einer kommerziellen Milchviehanlage in Schwabhausen/ Thüringen bei 25 Tieren mit einer hohen NEFA-Konzentration a.p. und starker Fettmobilisation p.p. (Gruppe 2) sowie 25 Tieren mit einer niedrigen NEFA Konzentration a.p. und geringen Fettmobilisation p.p. (Gruppe 1) durchgeführt. Es wurden die Versuchsparameter Non esterified fatty acids (NEFA), β-Hydroxybuttersäure (BHBS), Leptin, Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), Immunglobulin G (IgG), Rückenfettdicke (RFD), Erkrankungsrate und Milchleistung (FCM) bestimmt. Das Ziel dieser Untersuchung war, mögliche Zusammenhange zwischen Parametern des Energiehaushaltes untereinander und der Immunglobulin G Konzentration aufzuzeigen und zu bewerten. Es konnten folgende Ergebnisse gesichert werden: 1\. Die NEFA-Konzentration a.p. sowie die Fettmobilisation p.p. hat bei den untersuchten Jungkühen und Kühen keinen Einfluss auf den Verlauf der Immunglobulin G Konzentration zwischen dem 8. Tag a.p. und dem 56. Tag p.p.. Es besteht kein signifikanter Unterschied in dem Immunglobulin G Konzentrationsverlauf zwischen den Tieren aus Gruppe 1 und 2. 2\. Die Betrachtung der Wertepaare für NEFA und IgG zeigt, dass eine stark erhöhte NEFA-Konzentration am 3. Laktationstag (Gruppe 2) mit einer erniedrigten Immunglobulin G Konzentration an diesem Zeitpunkt verbunden ist; die Immunglobulin G Konzentration nimmt mit steigender NEFA-Konzentration ab. Eine hohe NEFA-Konzentration am 3. Tag p.p. korreliert mit einer verringerten Immunglobulin G Konzentration. Auch die Fettmobilisation während des gesamten Untersuchungszeitraumes, definiert durch die Bildung der Area under the curve (AUC) der NEFA, korreliert negativ mit den AUC-Werten von IgG. Zudem ist ein starker Anstieg der NEFA-Konzentration zwischen dem 8. Tag a.p. und dem 3. Tag p.p. mit einer erniedrigten IgG-Konzentration am 3. Tag verbunden. Eine niedrige NEFA-Konzentration am 3. Laktationstag sowie ein geringer Anstieg der NEFA-Konzentration und ein niedriger AUC-Wert der NEFA (Gruppe 1) haben demgegenüber keinen Einfluss auf die Immunglobulin G Konzentration am 3. Laktationstag. 3. Die β-Hydroxybuttersäurekonzentration hat keine Auswirkungen auf die Immunglobulin G Konzentration. 4\. Die Leptinkonzentration als Indikator des Energiestatus kann nur bei den untersuchten Jungkuhen bestatigt werden; bei den Kühen besteht dagegen kein Zusammenhang zwischen dem Energiestatus, definiert durch die Parameter Rückenfettdicke, NEFA und β-Hydroxybuttersäure und der Leptinkonzentration. 5\. Zwischen Leptin und der Immunglobulin G Konzentration im Serum ergab sich keine Korrelation. 6\. Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) dient bei den untersuchten Tieren als Indikator der Energiebilanz. Die Jungkühe und Kühe mit einem moderaten Energiedefizit (Gruppe 1) haben signifikant höhere mittlere IGF-1 Konzentrationen im Blut als die Tiere mit einem starken Energiedefizit (Gruppe 2). Darüber hinaus zeigen die Wertepaare von NEFA und IGF-1 bzw. BHBS und IGF-1, dass eine erhöhte Konzentration der beiden Parameter mit einer erniedrigten IGF-1 Konzentration verbunden ist. 7\. Insulin-like growh factor 1 (IGF-1) hat keinen Einfluss auf die Immunglobulin G Konzentration der untersuchten Jungkühe und Kühe. Die gefundenen Ergebnisse erlauben die Vermutung, dass eine stark erhöhte NEFAKonzentration zu Beginn der Laktation mit einer Abnahme der Immunglobulin G Konzentration korreliert. Die Parameter BHBS, Leptin, Rückenfettdicke und IGF-1 stehen dagegen in keiner Beziehung zur Immunglobulin G Konzentration.

In the last 60 years the average milk yield per dairy cow has increased from 2500 kg to up to 8000 kg per lactation, while the number of lactations has dropped to 2.5. One of the essential reasons for the reduced number of lactation or increased culling rate is the pronounced negative energy balance of dairy cows in early lactation. As a result of the intensive breeding for increased milk yield, the energy deficit and body fat mobilisation after calving have increased significantly. Consequently, a positive energy balance is very often not observed before the 100th day of lactation. 75 % of all diseases are manifested in the phase of the strongest negative energy balance, the first weeks of lactation; therefore a correlation between energy metabolism and immune system can be suspected. The present study was conducted on a commercial dairy farm in Schwabhausen/Thüringen with 25 animals with high concentration of NEFA a.p. and strong body fat mobilisation p.p. (Group 1) and 25 animals with low concentrations of NEFA a.p. and less body fat mobilisation p.p. (Group 2). The study parameter included non-esterified fatty acids (NEFA), β-hydroxybutyrate (BHBA), leptin, insulin-like growth factor 1 (IGF-1), immunoglobulin G (IgG), back fat thickness (BFT), incidence of diseases and milk yield (FCM). The aim of this study was to demonstrate and evaluate correlations between parameters of the energy status as well as the concentration of immunoglobulin G. The following results were obtained: 1\. The concentration of NEFA a.p. and the fat mobilisation p.p. do not influence the course of the concentration of immunoglobulin G among the examined heifers and cows between the 8th day a.p. and the 56th day p.p.. There was no significant difference in the concentration of immunoglobulin G between the animals of group 1 and 2. 2\. A significant increased concentration of NEFA on the 3rd day of lactation (Group 2) is associated with a decreased concentration of immunoglobulin G at this time; the concentration of immunoglobulin G declines with increased concentrations of NEFA. A high concentration of NEFA on the 3rd day p.p. correlated with a reduced concentration of immunoglobulin G. The body fat mobilisation during the whole period of investigation, defined by the formation of the area under the curve (AUC) of NEFA, is also negatively correlated with the AUC values of IgG. Furthermore, a strong increase of NEFA between the 8th day a.p. and the 3rd day p.p. is associated with a reduced concentration of immunoglobulin G on the 3rd day p.p.. In contrast, a low concentration of NEFA on the 3rd day p.p., a slight increase of the concentration of NEFA at the beginning of lactation and a lower AUC-value of NEFA (Group 1) do not influence the concentration of immunoglobulin G on the 3rd day p.p. . 3\. The concentration of β-hydroxybutyrate does not exhibit a correlation with the concentration of immunoglobulin G. 4\. The leptin concentration of the examined heifers confirms the role of leptin as an indicator of energy status. In contrast, the leptin concentration of the cows does not correlate with the energy status, which is defined by the parameter back fat thickness, NEFA and β-hydroxybutyrate. 5\. There were no correlations between leptin and the concentration of immunoglobulin G in the serum. 6\. Insulin-like growth factor 1 (IGF-1) functions as an indicator of energy status among the examined animals. The cows and heifers with a moderate energy deficit (Group 1) have significantly higher mean concentrations of IGF-1 than those with a strong energy deficiency (Group 2). Moreover, the pairs of values of NEFA and IGF-1 or BHBA and IGF-1 show, that an increased concentration of NEFA and BHBA is associated with a decreased concentration of IGF-1. 7\. The insulin-like growth factor does not correlate with the concentrations of immunoglobulin G among the examined heifers and cows. The obtained results suggest, that severe increased concentrations of NEFA in early lactation correlate with a reduced concentration of immunoglobulin G. The parameters BHBA, leptin, back fat thickness and IGF-1 are, however, not related to the concentration of immunoglobulin G.