Göttingen, Universität, Habilitation, 1998.

Zugl.: Berlin, Freie Universiẗat, Diss., 2009.

Universiẗat, Diss., 2000--Bielefeld. / Hergestellt on demand.

Zugl.: Paderborn, Universiẗat, Diss., 2000.

In den ersten Lebenswochen kommt es bei Frühgeborenen zu einem Anstieg des Energieumsatzes, der oft mit der Steigerung der Nahrungszufuhr begründet wird. Jedoch findet bei allen Neugeborenen in den ersten Lebensstunden eine Stoffwechselsteigerung statt, die der Anpassung an das geringe Körpergewicht (mit dem entsprechend großen Oberfläche:Volumen-Verhältnis) dient und u.a. der Thermoregulation zugute kommt. Daher stellt sich die Frage, inwieweit der postnatale Energieumsatzanstieg bei Frühgeborenen als endogene Umstellung des Stoffwechsels (biologische Konstante) oder als Ausdruck der exogenen Energiezufuhr (alimentäre Variable) zu werten ist. Zur Klärung dieser Frage wurden in 52 indirekt-kalorimetrischen Messungen (Datex Deltatrac Metabolic Monitor) an 26 FG der 28.-35. Schwangerschaftswoche (Geburtsgewichte 1070-2350g) der Sauerstoffverbrauch und die Kohlendioxidproduktion unter möglichst einheitlichen Messbedingungen gemessen. Nach Berechnung des Energieumsatzes wurden die Daten in Relation zu Ernährung und Wachstum ausgewertet und mit historischen Daten verglichen, um den Einfluss konstanter (biologischer) und variabler (alimentärer) Faktoren zu differenzieren. Von den ersten Lebenstagen über die zweite und dritte Lebenswoche bis zum Alter >21d ergab sich ein Anstieg des Energieumsatzes von 39,3 ± 2,9 über 58,0 ± 7,2 und 61,3 ± 4,1 auf 67,0 ± 8,2 kcal/kg•d, dem eine Steigerung der Energiezufuhr von 69,9 ± 12,0 über 99,0 ± 14,4 und 114,7 ± 12,9 auf 127,3 ± 12,2 kcal/kg•d gegenüberstand. Die vergleichende Auswertung der Daten lässt eine Einteilung in drei Phasen zu: In einer initialen Phase kommt es – noch ohne Gewichtszuwachs – zu einem weitgehend konstanten und somit vermutlich biologisch determinierten Anstieg des Energieumsatzes auf ein der Körpergröße entsprechendes Niveau. Am Ende bildet sich ein Stoffwechsel“plateau“ aus, auf dem eine den intrauterinen Verhältnissen vergleichbare Wachstumsrate erreicht ist und auch eine noch höhere Energiezufuhr nicht zu einem weiteren Anstieg des „strukturbildenden“ Energieumsatzes führt. Dazwischen liegt eine variable Übergangsphase, in der sowohl der Energieumsatz als auch die Wachstumsrate mit der Energieaufnahme korrelieren, und in der sich auch die historischen Fortschritte in der Frühgeborenenernährung im Sinne eines zügigeren Energieumsatzanstiegs und Wachstumsfortschritts widerspiegeln. Somit scheinen im postnatalen Energieumsatzanstieg bei FG biologische und alimentäre Faktoren gleitend ineinander überzugehen. / In the first weeks of life the increase of energy expenditure in the preterm infant is often seen as the consecution of an increase of food supply. However, with all newborn children in the first life hours an increase of the metabolic rate takes place, which is seen as an adaptation to the low body weight (in contrast to a big surface "Kleiber-Rule") and is among other things of benefit for the thermo regularisation. Hence, the question positions itself, to what extent the postnatal increase of energy expenditure has to be seen as an endogenous conversion of the metabolism (biological constant) or as an expression of the exogenous energy supply (alimentary variables). 52 indirect kalorimetric measurements (Datex Deltatrac Metabolic monitor) in 26 preterm infants were performed (GA 28.-35. weeks, birth weights 1070-2350g). According to calculation of the energy expenditure the data were evaluated in relation to food and growth and were compared to historical data to differentiate the influence of more consistently (biological) and more variably (alimentary) factors. From the first life days about the second and third life week up to the age> 21d an increase of energy expenditure of 39.3 ± 2.9 over 58.0 ± 7.2 and 61.3 ± 4.1 to 67.0 ± 8.2 kcal / kg d was calculated in regard to an increase of the energy supply of 69.9 ± 12.0 to 99.0 ± 14.4 and 114.7 ± 12.9 to 127.3 ± 12.2 kcal / kg d. The comparative evaluation of the data admits a division in three phases: In an initial phase it comes – still without weight increase – to a widely steady and therefore presumably biologically determined increase of the energy expenditure to a level corresponding to the body size (body surface area). At the end a steady state is reached with a growth rate comparable to the intrauterine relations. At this point the energy expenditure of the infant can no longer be increased by higher energy supply. In between lies a variable transitional phase in which the energy turnover as well as the growth rate with the energy admission correlate. In this stadium the historical progress in premature nutrition is reflected by an earlier increase of energy expenditure and weight gain. Therefore biological and alimentary factors both seem to play an important role in the postnatal increase of energy expenditure one factor following the other.

In der Literatur steht die Herzfrequenz (HF) in engem Zusammenhang mit dem Sauerstoffverbrauch und dem Energieumsatz sowohl von Menschen als auch von verschiedenen Tierarten. In der vorliegenden Arbeit sollte die Hypothese überprüft werden, ob Kühe mit einer hohen Milchleistung und einer hohen Energieaufnahme eine höhere HF infolge eines leistungsabhängig höheren Sauerstoffverbrauchs als niedriglaktierende Tiere haben. So könnte die HF als Indikator für quantitative Veränderungen des Energieumsatzes sowohl für die Einzelkuh als auch auf Bestandsebene genutzt werden. Material und Methoden In vorliegender Untersuchung wurde die HF von 32 Milchkühen der Rasse Deutsche Holstein gemessen. Die Herde erhielt während der Versuche betriebseigenes Grundfutter sowie Maisschrot, Sojaextraktionsschrot und Milchleistungsfutter II. Die tägliche Futter-, Energie- und Proteinaufnahme wurde bestimmt. Die HF-Messung der Kühe erfolgte in zwei Abschnitten. Abschnitt A: Bei 23 Kühen, unterteilt in unterschiedliche Reproduktions- und Leistungsstadien, wurde an fünf aufeinanderfolgenden Tagen die HF erfasst. Abschnitt B: Bei elf Einzeltieren wurde vom 6. bis 101. Laktationstag (LT) die HF in regelmäßigen Abständen alle 14 Tage und an drei aufeinanderfolgenden Tagen gemessen. Den Tieren wurde hierzu ein Polar Equine RSCX800 Science® Gurt mit integrierten Elektroden, ein dazugehöriger Sender und ein Empfänger (Polar Uhr RS800®) angelegt. Die HF wurde einmal pro Minute gespeichert und alle 24 h in das Computerprogramm Polar Pro Trainer Equine Edition 5® übertragen. Folgende weitere Daten wurden erhoben: Stalltemperatur, relative Luftfeuchtigkeit des Stalles, Body Condition Score, Körpermasse, Körperinnentemperatur, tägliche Milchmenge, Milchfett-, Milcheiweiß- und Milchharnstoffgehalt. Ergebnisse Abschnitt A: Die trockenstehenden Kühe hatten eine HF von 83±8 Schlägen/min, die laktierenden Kühe wiesen mit steigender Milchleistung (24,0; 37,1 und 47,7 kg fett- und eiweißkorrigierte Milch) HF-Werte von 84±3, 85±6 und 87±2 Schlägen/min auf. Abschnitt B: In den ersten 100 Tagen der Laktation verhielt sich die HF mit steigendem LT wie folgt: LT 8: 86±9 Schläge/min, LT 22: 86±11 Schläge/min, LT 36: 87±11 Schläge/min, LT 52: 83±10 Schläge/min, LT 66: 83±10 Schläge/min, LT 81: 83±10 Schläge/min, LT 95: 85±8 Schläge/min. Weder in Abhängigkeit von der Leistung (p=0,75) noch in Abhängigkeit vom LT (p=0,81) waren signifikante Unterschiede der HF zu verzeichnen. Die HF der trockenstehenden Kühe variierte im Vergleich zur HF der laktierenden Tiere nicht. Während ihres 24 h-Verlaufs unterlag die HF aller Gruppen einer großen Variation. Es war zu Ruhezeiten der Tiere eine leistungsabhängige Abstufung der HF zu erkennen. Die Umgebungstemperatur hatte in dieser Untersuchung keinen Einfluss auf die HF (r=0,01; p=0,95). Einen signifikanten negativen Zusammenhang gab es zwischen der HF und dem Alter der Tiere (r=-0,44; p<0,01). Dieser führte am 22. LT zu einem signifikanten Unterschied der HF der erstlaktierenden Kühe im Vergleich mit der HF der älteren Tiere (p=0,04). Ein hoher und signifikanter Zusammenhang konnte zwischen der HF und dem Graviditätstag der trockenstehenden Kühe gezeigt werden (r=0,83; p=0,04). Die Tiere, die sich in einer negativen Energiebilanz befanden, neigten in dieser Untersuchung zu einer niedrigeren HF als die Kühe mit einer positiven Energiebilanz. Schlussfolgerung Telemetrische Systeme gewinnen beim Monitoring von Gesundheitsproblemen und Stoffwechselparametern eines Milchviehbestandes zunehmend an Bedeutung. Die HF kann hier jedoch nicht eingesetzt werden, da sie als Indikator für quantitative Veränderungen des Energieumsatzes weder für die Einzelkuh noch auf Bestandsebene geeignet ist. Nach vorliegenden Ergebnissen haben Kühe mit einer höheren Milchleistung und einer höheren Energieaufnahme keine höhere HF. / Previous studies have revealed a close relationship between heart rate (HR) and energy expenditure in humans and some other animal species. The present study examined whether dairy cows with a higher milk yield and greater energy intake have a higher HR due to greater oxygen consumption. HR might serve as an indicator of quantitative changes of energy expenditure in an individual or in a group of dairy cows at the herd level. Materials and methods The HRs of 32 dairy cows of the German Holstein breed were measured. The cows received forages and fresh beet pulp in combination with ground corn, soybean extracts, and a concentrate during the study. Daily feed, energy, and protein intake were determined. HR measurement was performed in two blocks. In Block A, cows were divided into four groups that differed in reproductive state and milk yield, and HR was measured for five consecutive days. In Block B, every 14 days, HR was recorded for three consecutive days in 11 cows from 6 to 101 days in milk (DIM). A Polar Equine RSCX800 Science® belt with integrated electrodes, a transmitter, and a receiver (Polar RS800®) was applied to the animals. HR was recorded once a minute and transferred every 24 h to the software Polar Pro Trainer Equine Edition 5®. The following data were also collected: stable temperature, stable relative humidity, body condition score, body weight, body temperature, daily milk yield, milk fat, milk protein, and milk urea. Results In Block A, dry cows had a HR of 83±8 beats/min, and lactating cows with increasing milk yield (24.0, 37.1, and 47.7 kg energy-corrected milk) showed HRs of 84±3, 85±6, and 87±2 beats/min, respectively. In Block B, the HRs were as follows: 8 DIM: 86±9 beats/min, 22 DIM: 86±11 beats/min, 36 DIM: 87±11 beats/min, 52 DIM: 83±10 beats/min, 66 DIM: 83±10 beats/min, 81 DIM: 83±10 beats/min, 95 DIM: 85±8 beats/min. There was not a significant difference in the HR according to milk yield (p=0.75) or days of lactation (p=0.81). The HR of dry cows did not differ from that of lactating cows. There was a large variation of HR in all groups during the day. During resting times, HR of the high-yielding cows tended to be higher and HR of the dry cows tended to be lower than the HR of the other groups. The ambient temperature had no influence on HR in this study (r=0.01, p=0.95). There was a significant negative correlation between HR and a cow’s age (r=–0.44, p<0.01). The HR of primiparous cows was higher than that of multiparous cows, but the difference was only significant when cows were 22 DIM (p=0.04). A high and significant correlation was found between HR and pregnancy status (r=0.83, p=0.04), with HR increasing during pregnancy. Dairy cows with a negative energy balance tended to have a lower HR than cows with a positive energy balance. Conclusion Telemetry systems have become increasingly important in monitoring health problems and the parameters of energy metabolism in dairy herds. The results of this study indicate that HR cannot be used as a monitoring tool, because HR is not a suitable indicator of quantitative changes of energy expenditure either at the individual or herd level. According to the results of this study, dairy cows with a higher milk yield and greater energy uptake do not have a higher HR.

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In der Literatur steht die Herzfrequenz (HF) in engem Zusammenhang mit dem Sauerstoffverbrauch und dem Energieumsatz sowohl von Menschen als auch von verschiedenen Tierarten. In der vorliegenden Arbeit sollte die Hypothese überprüft werden, ob Kühe mit einer hohen Milchleistung und einer hohen Energieaufnahme eine höhere HF infolge eines leistungsabhängig höheren Sauerstoffverbrauchs als niedriglaktierende Tiere haben. So könnte die HF als Indikator für quantitative Veränderungen des Energieumsatzes sowohl für die Einzelkuh als auch auf Bestandsebene genutzt werden. Material und Methoden In vorliegender Untersuchung wurde die HF von 32 Milchkühen der Rasse Deutsche Holstein gemessen. Die Herde erhielt während der Versuche betriebseigenes Grundfutter sowie Maisschrot, Sojaextraktionsschrot und Milchleistungsfutter II. Die tägliche Futter-, Energie- und Proteinaufnahme wurde bestimmt. Die HF-Messung der Kühe erfolgte in zwei Abschnitten. Abschnitt A: Bei 23 Kühen, unterteilt in unterschiedliche Reproduktions- und Leistungsstadien, wurde an fünf aufeinanderfolgenden Tagen die HF erfasst. Abschnitt B: Bei elf Einzeltieren wurde vom 6. bis 101. Laktationstag (LT) die HF in regelmäßigen Abständen alle 14 Tage und an drei aufeinanderfolgenden Tagen gemessen. Den Tieren wurde hierzu ein Polar Equine RSCX800 Science® Gurt mit integrierten Elektroden, ein dazugehöriger Sender und ein Empfänger (Polar Uhr RS800®) angelegt. Die HF wurde einmal pro Minute gespeichert und alle 24 h in das Computerprogramm Polar Pro Trainer Equine Edition 5® übertragen. Folgende weitere Daten wurden erhoben: Stalltemperatur, relative Luftfeuchtigkeit des Stalles, Body Condition Score, Körpermasse, Körperinnentemperatur, tägliche Milchmenge, Milchfett-, Milcheiweiß- und Milchharnstoffgehalt. Ergebnisse Abschnitt A: Die trockenstehenden Kühe hatten eine HF von 83±8 Schlägen/min, die laktierenden Kühe wiesen mit steigender Milchleistung (24,0; 37,1 und 47,7 kg fett- und eiweißkorrigierte Milch) HF-Werte von 84±3, 85±6 und 87±2 Schlägen/min auf. Abschnitt B: In den ersten 100 Tagen der Laktation verhielt sich die HF mit steigendem LT wie folgt: LT 8: 86±9 Schläge/min, LT 22: 86±11 Schläge/min, LT 36: 87±11 Schläge/min, LT 52: 83±10 Schläge/min, LT 66: 83±10 Schläge/min, LT 81: 83±10 Schläge/min, LT 95: 85±8 Schläge/min. Weder in Abhängigkeit von der Leistung (p=0,75) noch in Abhängigkeit vom LT (p=0,81) waren signifikante Unterschiede der HF zu verzeichnen. Die HF der trockenstehenden Kühe variierte im Vergleich zur HF der laktierenden Tiere nicht. Während ihres 24 h-Verlaufs unterlag die HF aller Gruppen einer großen Variation. Es war zu Ruhezeiten der Tiere eine leistungsabhängige Abstufung der HF zu erkennen. Die Umgebungstemperatur hatte in dieser Untersuchung keinen Einfluss auf die HF (r=0,01; p=0,95). Einen signifikanten negativen Zusammenhang gab es zwischen der HF und dem Alter der Tiere (r=-0,44; p<0,01). Dieser führte am 22. LT zu einem signifikanten Unterschied der HF der erstlaktierenden Kühe im Vergleich mit der HF der älteren Tiere (p=0,04). Ein hoher und signifikanter Zusammenhang konnte zwischen der HF und dem Graviditätstag der trockenstehenden Kühe gezeigt werden (r=0,83; p=0,04). Die Tiere, die sich in einer negativen Energiebilanz befanden, neigten in dieser Untersuchung zu einer niedrigeren HF als die Kühe mit einer positiven Energiebilanz. Schlussfolgerung Telemetrische Systeme gewinnen beim Monitoring von Gesundheitsproblemen und Stoffwechselparametern eines Milchviehbestandes zunehmend an Bedeutung. Die HF kann hier jedoch nicht eingesetzt werden, da sie als Indikator für quantitative Veränderungen des Energieumsatzes weder für die Einzelkuh noch auf Bestandsebene geeignet ist. Nach vorliegenden Ergebnissen haben Kühe mit einer höheren Milchleistung und einer höheren Energieaufnahme keine höhere HF. / Previous studies have revealed a close relationship between heart rate (HR) and energy expenditure in humans and some other animal species. The present study examined whether dairy cows with a higher milk yield and greater energy intake have a higher HR due to greater oxygen consumption. HR might serve as an indicator of quantitative changes of energy expenditure in an individual or in a group of dairy cows at the herd level. Materials and methods The HRs of 32 dairy cows of the German Holstein breed were measured. The cows received forages and fresh beet pulp in combination with ground corn, soybean extracts, and a concentrate during the study. Daily feed, energy, and protein intake were determined. HR measurement was performed in two blocks. In Block A, cows were divided into four groups that differed in reproductive state and milk yield, and HR was measured for five consecutive days. In Block B, every 14 days, HR was recorded for three consecutive days in 11 cows from 6 to 101 days in milk (DIM). A Polar Equine RSCX800 Science® belt with integrated electrodes, a transmitter, and a receiver (Polar RS800®) was applied to the animals. HR was recorded once a minute and transferred every 24 h to the software Polar Pro Trainer Equine Edition 5®. The following data were also collected: stable temperature, stable relative humidity, body condition score, body weight, body temperature, daily milk yield, milk fat, milk protein, and milk urea. Results In Block A, dry cows had a HR of 83±8 beats/min, and lactating cows with increasing milk yield (24.0, 37.1, and 47.7 kg energy-corrected milk) showed HRs of 84±3, 85±6, and 87±2 beats/min, respectively. In Block B, the HRs were as follows: 8 DIM: 86±9 beats/min, 22 DIM: 86±11 beats/min, 36 DIM: 87±11 beats/min, 52 DIM: 83±10 beats/min, 66 DIM: 83±10 beats/min, 81 DIM: 83±10 beats/min, 95 DIM: 85±8 beats/min. There was not a significant difference in the HR according to milk yield (p=0.75) or days of lactation (p=0.81). The HR of dry cows did not differ from that of lactating cows. There was a large variation of HR in all groups during the day. During resting times, HR of the high-yielding cows tended to be higher and HR of the dry cows tended to be lower than the HR of the other groups. The ambient temperature had no influence on HR in this study (r=0.01, p=0.95). There was a significant negative correlation between HR and a cow’s age (r=–0.44, p<0.01). The HR of primiparous cows was higher than that of multiparous cows, but the difference was only significant when cows were 22 DIM (p=0.04). A high and significant correlation was found between HR and pregnancy status (r=0.83, p=0.04), with HR increasing during pregnancy. Dairy cows with a negative energy balance tended to have a lower HR than cows with a positive energy balance. Conclusion Telemetry systems have become increasingly important in monitoring health problems and the parameters of energy metabolism in dairy herds. The results of this study indicate that HR cannot be used as a monitoring tool, because HR is not a suitable indicator of quantitative changes of energy expenditure either at the individual or herd level. According to the results of this study, dairy cows with a higher milk yield and greater energy uptake do not have a higher HR.

Bewegungsmangel und seine Folgen bilden derzeit einen Forschungsschwerpunkt im Kontext sportwissenschaftlicher Fragestellungen. Der Fokus liegt dabei zumeist auf Berufsgruppen mit sitzender Tätigkeit und bestehendem Übergewicht. Unbe-rücksichtigt bleiben jedoch Zielgruppen mit intensiver berufsbedingter körperlicher Aktivität. Resultierend aus der Diskrepanz zwischen hoher körperlicher Aktivität im Beruf und gleichzeitigem Übergewicht bildet die Frage nach der Energiebilanz bei Forstwirten die Grundlage der vorliegenden Studie. Hierzu wird die Energieauf-nahme dem Energieumsatz gegenübergestellt, um Schlussfolgerungen aus der hohen körperlichen Aktivität und dem gleichzeitig bestehenden Übergewicht der Forstwirte ziehen zu können. Die Ermittlung des Energieumsatzes wurde mit Aktivitätsprotokollen und mit indi-rekter Kalorimetrie bei typischen beruflichen Tätigkeiten umgesetzt. Darüber hin-aus wurden Ernährungsprotokolle zur Bestimmung der Energieaufnahme und Er-hebungen zu äußeren Bedingungen und zur Körperkomposition durchgeführt. Die Messungen wurden über einen Messzeitraum von sieben Tagen zu drei Messzeit-punkten (t1=Winter, t2=Frühjahr, t3=Sommer) durchgeführt, um das saisonale Be-lastungsprofil der Forstwirte und die damit einhergehenden unterschiedlichen be-ruflichen Tätigkeiten zu berücksichtigen. Bei der Energieaufnahme konnte in t1 der höchste Wert verzeichnet werden (3135 kcal pro Tag). Bei allen drei Messzeitpunkten deckte die Energieaufnahme den Energiebedarf eines Mittelschwerarbeiters. Die Energieumsätze während der einzelnen beruflichen Tätigkeiten lagen zwischen 6,6 kcal/min beim Wegebau und 9,4 kcal/min bei der Holzernte und entsprechen einem Metabolic Equivalent of Task (MET) von 5-7, welche in den Bereich der Schwerstarbeit einzuordnen war. In allen drei Messzeitpunkten konnte eine negative Energiebilanz festgestellt wer-den, die im Gegensatz zur Entwicklung der Körperkomposition (t3=20,81%) und der steigenden BMI-Werte stand (t3=27,3). Es lässt sich ein Belastungsprofil ver-muten, das in verschiedene Phasen eingeteilt ist, welche in ihrer Belastungsinten-sität variieren und über einen mehrtägigen Zeitraum andauern.