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Untersuchungen zum Stoffwechsel-Monitoring bei Milchkühen unter besonderer Berücksichtigung von Haptoglobin und ausgewählten klinischen Parametern
Untersuchungen zum Stoffwechsel-Monitoring bei Milchkühen unter besonderer Berücksichtigung von Haptoglobin und ausgewählten klinischen Parametern
Ziel dieser Arbeit war die Betrachtung möglicher Zusammenhänge zwischen Haptoglobinkonzentrationen im Blut, bestimmten klinischen Parametern, der täglichen Aktivität, der täglichen Wiederkautätigkeit und einer Stoffwechselstörung bei Milchkühen. Die Probennahme fand von Juni bis Dezember 2018 in 39 Milchviehbetrieben in Bayern statt. In die Studie wurden alle Fleckvieh- und Braunvieh-Tiere einbezogen, die am Probennahmetag zwischen dem 5. und 50. Tag post partum waren. Bei diesen Tieren wurden beim wöchentlichen Bestandsbesuch Blut- und Milchproben genommen. Ferner fand eine abgekürzte klinische Untersuchung statt. Die Aktivitäts- und Wiederkaudaten wurden in den Fleckvieh-Betrieben aus dem Herdenmanagement-Programm des automatischen Melksystems gewonnen. Im Blutserum wurden die Konzentrationen von freien Fettsäuren (Non-esterified fatty acids, NEFA), β-Hydroxybutyrat (BHB) und Haptoglobin (Hp) bestimmt, in der Milch die Milchinhaltsstoffe (Fett, Eiweiß, Harnstoff, Azeton, Laktose), der pH-Wert, die BHB- und NEFA-Konzentrationen und die Zellzahl („Somatic cell count“, SCC). Eine Ketose wurde als BHB-Konzentration > 1,2 mmol/l bzw. NEFA-Konzentration > 0,7 mmol/l im Blutserum definiert. Eine Lahmheit wurde ab einem Locomotion Score ≥ 2 festgelegt. Tiere mit weniger Laktationstagen, Tiere mit höheren Milch-Fett-Gehalten, höheren Milch-Azeton-Gehalten, niedrigeren Milch-Protein-Gehalten und niedrigeren Milch-pH-Werten, hatten signifikant häufiger NEFA-Konzentrationen im Blut > 0,7 mmol/l. Diese Tiere hatten außerdem auch signifikant häufiger BHB-Konzentrationen im Blut über 1,2 mmol/l. Tiere, die in den warmen Sommermonaten (Juli/August/September) beprobt wurden, Tiere mit geringer Pansenfüllung und verminderter Pansenmotorik und lahme Tiere, hatten signifikant häufiger NEFA-Konzentrationen im Blut > 0,7 mmol/l. Tiere mit höheren Rückenfettdicken, mit höheren Milch-Harnstoff-Konzentrationen und niedrigeren Milch-Laktose-Werten hatten signifikant häufiger BHB-Konzentrationen im Blut > 1,2 mmol/l. Fleckvieh-Kühe hatten signifikant häufiger NEFA-Konzentrationen im Blut > 0,7 mmol/l und BHB-Konzentrationen > 1,2 mmol/l als Braunvieh-Kühe. Bei steigenden NEFA-Konzentrationen im Blut sank die tägliche Aktivität der Tiere. Stiegen die Laktose-Gehalte in der Milch, so stieg auch die tägliche Aktivität. Tiere mit erhöhten Hp-Konzentrationen im Blut kauten signifikant weniger wieder als Tiere mit niedrigeren Hp-Konzentrationen. Bei steigenden Harnstoff-Gehalten in der Milch stieg auch die Wiederkautätigkeit an. Bei der Auswertung der Haptoglobindaten wurden signifikante Zusammenhänge zwischen erhöhten Hp-Konzentrationen im Blut und erhöhten NEFA-Werten in Blut und Milch, erhöhter somatischer Zellzahl, erhöhter Umgebungstemperatur in den warmen Sommermonaten, Lahmheit, vermindertem Milch-Laktose-Gehalt sowie vermindertem Proteingehalt in der Milch festgestellt. Erstkalbinnen hatten höhere Hp-Werte im Blut als multipare Tiere. Mit den gewonnenen Daten wurde ein k-Means-Clustering durchgeführt und 4 Cluster ermittelt. Mit einem Hp-Grenzwert von 0,18 mg/ml und einem SCC-Grenzwert von 40.500 Zellen/ml Milch konnte in dieser Studie der Großteil der subklinisch und klinisch erkrankten Tiere ermittelt werden. Mit der Messung der Hp-Konzentrationen im Blut könnte eine praktikable Möglichkeit zur Überwachung des Gesundheitsstatus der Milchkuh im postpartalen Zeitraum zur Verfügung stehen. Kombiniert mit einer klinischen Untersuchung und der Auswertung der Milchmenge und -inhaltsstoffe können bereits subklinische Erkrankungen erkannt und eine frühzeitige Therapie durchgeführt werden. Inwiefern sich auch die Messung der Hp-Konzentrationen in der Milch eignet, muss in Folgestudien überprüft werden. Entscheidender Vorteil der Messung in der Milch wäre die einfache, nicht-invasive Probennahme. Möglicherweise könnte die Bestimmung der Hp-Konzentrationen in der Milch in das Routinemonitoring der Milchleistungsprüfung aufgenommen werden. Die Messung der Aktivität und der Wiederkautätigkeit ist ebenfalls ein hilfreiches Mittel zur Überwachung des Gesundheitszustandes des Einzeltieres, aber auch der Herde und eignet sich zur frühzeitigen Erkennung einer Erkrankung. Mit der regelmäßigen Auswertung der genannten Daten lässt sich der Gesundheitsstatus der einzelnen Milchkuh, aber auch der Herde überwachen. Diese Parameter könnten einen nützlichen Beitrag zur Bestandsbetreuung liefern. Die frühzeitige Erkennung oder gar Prophylaxe einer Erkrankung ist aus tierschutzrechtlichen sowie wirtschaftlichen Gründen anzustreben., Title: Investigations on metabolic monitoring in dairy cows with special consideration of haptoglobin and selected clinical parameters The aim of this study was to consider possible correlations between haptoglobin concentrations in blood, selected clinical parameters, daily activity, daily rumination time and metabolic disorders in dairy cows. Samples were taken from June to December 2018 in 39 Bavarian dairy farms. All Simmental and Brown Swiss cows between 5 and 50 days post partum on the day of sampling were included in the study. Blood and milk samples were taken from these cows during the weekly visit on the farm. Cows also underwent an abbreviated clinical examination. In the Simmental farms activity and rumination data were additionally obtained from the herd management program of the automatic milking system. Concentrations of free fatty acids (non-esterified fatty acids, NEFA), β-hydroxybutyric acid (BHBA) and haptoglobin (Hp) were determined in blood serum. Milk components (fat, protein, urea, acetone, lactose), pH-value, NEFA and BHBA concentrations and somatic cell count (SCC) were measured in the milk. Ketosis was defined as BHBA concentration > 1.2 mmol/L or NEFA concentration > 0.7 mmol/L. Lameness was defined as Locomotion Score ≥ 2. Animals with fewer days in milk, higher milk fat contents, higher milk acetone contents, lower milk protein contents and lower milk pH values had a significantly higher number of NEFA concentrations in their blood above 0.7 mmol/L. These animals also had a significantly higher number of BHBA concentrations > 1.2 mmol/L in blood. Animals that were sampled in the warmer summer months (July/August/September), animals with low rumen filling and reduced rumen contraction frequency and lame animals had a significantly higher number of NEFA concentrations in blood > 0.7 mmol/L. Animals with greater back fat thickness, higher milk urea concentrations and lower milk lactose values had a significantly higher number of BHBA concentrations in blood > 1.2 mmol/L. Simmental cows had significantly more often blood NEFA concentrations > 0.7 mmol/L and BHBA concentrations > 1.2 mmol/L than Brown Swiss cows. With increasing NEFA concentrations in the blood, the daily activity of the animals decreased. If the lactose content in the milk increased, so did the daily activity. Animals with increased Hp concentrations in the blood ruminated less than animals with lower Hp concentrations. With increasing urea content in milk rumination also increased. When evaluating the haptoglobin data, significant correlations were found between increased Hp concentrations in blood and increased NEFA values in blood and milk, increased somatic cell count, increased outside temperature in the warmer summer months, lameness, decreased milk lactose and decreased milk protein contents. Heifers had higher blood Hp concentrations than multiparous animals. A k-Means-Clustering was conducted on the data and obtained 4 clusters. With a Hp threshold value of 0.18 mg/mL and an SCC limit of 40,500 cells/mL milk, the majority of the subclinical and clinically diseased animals could be identified in this study. The determination of Hp concentrations in blood could provide a practical way of monitoring the health status of the dairy cow in the postpartum period. Combined with an abbreviated clinical examination and the evaluation of the amount and contents of milk, subclinical diseases can be identified and treated early. The extent to which measuring Hp concentrations in milk is also suitable needs to be investigated in further studies. The main advantage of measurement in milk would be the simple, non-invasive sampling. The determination of the Hp concentrations could possibly be included in the routine milk monitoring. The measurement of activity and rumination are also helpful means for monitoring the health state of the individual animal as well as the herd health and are suitable for the early detection of a disease. With the regular evaluation of the data mentioned, the health status of the individual dairy cow as well as the herd health can be monitored. The parameters could make a useful contribution to herd health management. The early detection or even prophylaxis of a disease is to be aimed for animal welfare as well as for economic reasons.
Not available
Hajek, Franziska Elisabeth
2021
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Hajek, Franziska Elisabeth (2021): Untersuchungen zum Stoffwechsel-Monitoring bei Milchkühen unter besonderer Berücksichtigung von Haptoglobin und ausgewählten klinischen Parametern. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Betrachtung möglicher Zusammenhänge zwischen Haptoglobinkonzentrationen im Blut, bestimmten klinischen Parametern, der täglichen Aktivität, der täglichen Wiederkautätigkeit und einer Stoffwechselstörung bei Milchkühen. Die Probennahme fand von Juni bis Dezember 2018 in 39 Milchviehbetrieben in Bayern statt. In die Studie wurden alle Fleckvieh- und Braunvieh-Tiere einbezogen, die am Probennahmetag zwischen dem 5. und 50. Tag post partum waren. Bei diesen Tieren wurden beim wöchentlichen Bestandsbesuch Blut- und Milchproben genommen. Ferner fand eine abgekürzte klinische Untersuchung statt. Die Aktivitäts- und Wiederkaudaten wurden in den Fleckvieh-Betrieben aus dem Herdenmanagement-Programm des automatischen Melksystems gewonnen. Im Blutserum wurden die Konzentrationen von freien Fettsäuren (Non-esterified fatty acids, NEFA), β-Hydroxybutyrat (BHB) und Haptoglobin (Hp) bestimmt, in der Milch die Milchinhaltsstoffe (Fett, Eiweiß, Harnstoff, Azeton, Laktose), der pH-Wert, die BHB- und NEFA-Konzentrationen und die Zellzahl („Somatic cell count“, SCC). Eine Ketose wurde als BHB-Konzentration > 1,2 mmol/l bzw. NEFA-Konzentration > 0,7 mmol/l im Blutserum definiert. Eine Lahmheit wurde ab einem Locomotion Score ≥ 2 festgelegt. Tiere mit weniger Laktationstagen, Tiere mit höheren Milch-Fett-Gehalten, höheren Milch-Azeton-Gehalten, niedrigeren Milch-Protein-Gehalten und niedrigeren Milch-pH-Werten, hatten signifikant häufiger NEFA-Konzentrationen im Blut > 0,7 mmol/l. Diese Tiere hatten außerdem auch signifikant häufiger BHB-Konzentrationen im Blut über 1,2 mmol/l. Tiere, die in den warmen Sommermonaten (Juli/August/September) beprobt wurden, Tiere mit geringer Pansenfüllung und verminderter Pansenmotorik und lahme Tiere, hatten signifikant häufiger NEFA-Konzentrationen im Blut > 0,7 mmol/l. Tiere mit höheren Rückenfettdicken, mit höheren Milch-Harnstoff-Konzentrationen und niedrigeren Milch-Laktose-Werten hatten signifikant häufiger BHB-Konzentrationen im Blut > 1,2 mmol/l. Fleckvieh-Kühe hatten signifikant häufiger NEFA-Konzentrationen im Blut > 0,7 mmol/l und BHB-Konzentrationen > 1,2 mmol/l als Braunvieh-Kühe. Bei steigenden NEFA-Konzentrationen im Blut sank die tägliche Aktivität der Tiere. Stiegen die Laktose-Gehalte in der Milch, so stieg auch die tägliche Aktivität. Tiere mit erhöhten Hp-Konzentrationen im Blut kauten signifikant weniger wieder als Tiere mit niedrigeren Hp-Konzentrationen. Bei steigenden Harnstoff-Gehalten in der Milch stieg auch die Wiederkautätigkeit an. Bei der Auswertung der Haptoglobindaten wurden signifikante Zusammenhänge zwischen erhöhten Hp-Konzentrationen im Blut und erhöhten NEFA-Werten in Blut und Milch, erhöhter somatischer Zellzahl, erhöhter Umgebungstemperatur in den warmen Sommermonaten, Lahmheit, vermindertem Milch-Laktose-Gehalt sowie vermindertem Proteingehalt in der Milch festgestellt. Erstkalbinnen hatten höhere Hp-Werte im Blut als multipare Tiere. Mit den gewonnenen Daten wurde ein k-Means-Clustering durchgeführt und 4 Cluster ermittelt. Mit einem Hp-Grenzwert von 0,18 mg/ml und einem SCC-Grenzwert von 40.500 Zellen/ml Milch konnte in dieser Studie der Großteil der subklinisch und klinisch erkrankten Tiere ermittelt werden. Mit der Messung der Hp-Konzentrationen im Blut könnte eine praktikable Möglichkeit zur Überwachung des Gesundheitsstatus der Milchkuh im postpartalen Zeitraum zur Verfügung stehen. Kombiniert mit einer klinischen Untersuchung und der Auswertung der Milchmenge und -inhaltsstoffe können bereits subklinische Erkrankungen erkannt und eine frühzeitige Therapie durchgeführt werden. Inwiefern sich auch die Messung der Hp-Konzentrationen in der Milch eignet, muss in Folgestudien überprüft werden. Entscheidender Vorteil der Messung in der Milch wäre die einfache, nicht-invasive Probennahme. Möglicherweise könnte die Bestimmung der Hp-Konzentrationen in der Milch in das Routinemonitoring der Milchleistungsprüfung aufgenommen werden. Die Messung der Aktivität und der Wiederkautätigkeit ist ebenfalls ein hilfreiches Mittel zur Überwachung des Gesundheitszustandes des Einzeltieres, aber auch der Herde und eignet sich zur frühzeitigen Erkennung einer Erkrankung. Mit der regelmäßigen Auswertung der genannten Daten lässt sich der Gesundheitsstatus der einzelnen Milchkuh, aber auch der Herde überwachen. Diese Parameter könnten einen nützlichen Beitrag zur Bestandsbetreuung liefern. Die frühzeitige Erkennung oder gar Prophylaxe einer Erkrankung ist aus tierschutzrechtlichen sowie wirtschaftlichen Gründen anzustreben.

Abstract

Title: Investigations on metabolic monitoring in dairy cows with special consideration of haptoglobin and selected clinical parameters The aim of this study was to consider possible correlations between haptoglobin concentrations in blood, selected clinical parameters, daily activity, daily rumination time and metabolic disorders in dairy cows. Samples were taken from June to December 2018 in 39 Bavarian dairy farms. All Simmental and Brown Swiss cows between 5 and 50 days post partum on the day of sampling were included in the study. Blood and milk samples were taken from these cows during the weekly visit on the farm. Cows also underwent an abbreviated clinical examination. In the Simmental farms activity and rumination data were additionally obtained from the herd management program of the automatic milking system. Concentrations of free fatty acids (non-esterified fatty acids, NEFA), β-hydroxybutyric acid (BHBA) and haptoglobin (Hp) were determined in blood serum. Milk components (fat, protein, urea, acetone, lactose), pH-value, NEFA and BHBA concentrations and somatic cell count (SCC) were measured in the milk. Ketosis was defined as BHBA concentration > 1.2 mmol/L or NEFA concentration > 0.7 mmol/L. Lameness was defined as Locomotion Score ≥ 2. Animals with fewer days in milk, higher milk fat contents, higher milk acetone contents, lower milk protein contents and lower milk pH values had a significantly higher number of NEFA concentrations in their blood above 0.7 mmol/L. These animals also had a significantly higher number of BHBA concentrations > 1.2 mmol/L in blood. Animals that were sampled in the warmer summer months (July/August/September), animals with low rumen filling and reduced rumen contraction frequency and lame animals had a significantly higher number of NEFA concentrations in blood > 0.7 mmol/L. Animals with greater back fat thickness, higher milk urea concentrations and lower milk lactose values had a significantly higher number of BHBA concentrations in blood > 1.2 mmol/L. Simmental cows had significantly more often blood NEFA concentrations > 0.7 mmol/L and BHBA concentrations > 1.2 mmol/L than Brown Swiss cows. With increasing NEFA concentrations in the blood, the daily activity of the animals decreased. If the lactose content in the milk increased, so did the daily activity. Animals with increased Hp concentrations in the blood ruminated less than animals with lower Hp concentrations. With increasing urea content in milk rumination also increased. When evaluating the haptoglobin data, significant correlations were found between increased Hp concentrations in blood and increased NEFA values in blood and milk, increased somatic cell count, increased outside temperature in the warmer summer months, lameness, decreased milk lactose and decreased milk protein contents. Heifers had higher blood Hp concentrations than multiparous animals. A k-Means-Clustering was conducted on the data and obtained 4 clusters. With a Hp threshold value of 0.18 mg/mL and an SCC limit of 40,500 cells/mL milk, the majority of the subclinical and clinically diseased animals could be identified in this study. The determination of Hp concentrations in blood could provide a practical way of monitoring the health status of the dairy cow in the postpartum period. Combined with an abbreviated clinical examination and the evaluation of the amount and contents of milk, subclinical diseases can be identified and treated early. The extent to which measuring Hp concentrations in milk is also suitable needs to be investigated in further studies. The main advantage of measurement in milk would be the simple, non-invasive sampling. The determination of the Hp concentrations could possibly be included in the routine milk monitoring. The measurement of activity and rumination are also helpful means for monitoring the health state of the individual animal as well as the herd health and are suitable for the early detection of a disease. With the regular evaluation of the data mentioned, the health status of the individual dairy cow as well as the herd health can be monitored. The parameters could make a useful contribution to herd health management. The early detection or even prophylaxis of a disease is to be aimed for animal welfare as well as for economic reasons.