Techn. Hochsch., Diss., 2004--Aachen.

Adrenal steroid hormones, which regulate a plethora of physiological functions, are produced via tightly controlled pathways. Adrenal hormone excess associates with clinical conditions impacting metabolism and cardiovascular and immune function. Aldosterone and cortisol producing enzymes, CYP11B2 and CYP11B1, share 93% homology requiring highly selective drugs for pharmacological treatment. Investigations of these pathways, based on experimental data, can be facilitated by computational modeling for calculations of metabolic rate alterations. Such systems can be utilized in a variety of applications including investigating effects of endocrine-disrupting chemicals, drugs, gene manipulations. On a human level, regression modelling involving use of clinical data can contribute in defining effects of such diseases or providing reference data for characterizing normal values of physiological processes. The main subject of this thesis was the development of modeling techniques that would benefit basic and clinical research by supplying means for investigating adrenal related dysfunctions and disease. As a first approach, we used a model system, based on mass balance and mass reaction equations, to kinetically evaluate adrenal steroidogenesis in human adrenal cortex-derived NCI H295R cells. For this purpose a panel of 10 steroids was measured by liquid chromatographic-tandem mass spectrometry. Time-dependent changes in cell incubate concentrations of steroids were measured after incubation with angII, forskolin and abiraterone. Model parameters were estimated based on experimental data using weighted least square fitting. Time-dependent angII- and forskolin-induced changes were observed for incubate concentrations of precursor steroids with peaks that preceded maximal increases in aldosterone and cortisol. Inhibition of 17-alpha-hydroxylase/17,20-lyase with abiraterone resulted in increases in upstream precursor steroids and decreases in downstream products. Derived model parameters, including rate constants of enzymatic processes, appropriately quantified observed and expected changes in metabolic pathways at multiple conversion steps. Our data from our first approach demonstrated limitations of single time point measurements and the importance of assessing pathway dynamics in studies of adrenal cortical cell line steroidogenesis. Despite the benefits from a computational approach in comparison to the single time point studies, this kind of modeling demonstrated certain limitations regarding effort, reproducibility and costs. Therefor a second study was conducted in order to address such limitations. As a second approach we introduced an effective in vitro assay for evaluation of steroidogenic enzyme kinetics based on intracellular flux calculations. H295RA cells were cultured in chambers (µ-Slide, Ibidi) under constant medium flow. Four hourly samples were collected (control samples), followed by collections over an additional four hours after treatment with either fadrozole (10nM), metyrapone (10uM), ASI_191 (5nM), a novel CYP11B2 inhibitor or ASI_254 (100nM), a newly synthesized CYP17 inhibitor. Mass spectrometric measurements of multiple steroids combined with linear system computational modeling facilitated calculation of intracellular flux rates at different steroidogenic pathway steps and assessment of the selectivity of drugs for those specific steps. While treatment with fadrozole, metyrapone and ASI_191 all resulted in reductions in fluxes of aldosterone, corticosterone and cortisol production, treatment with ASI_254 led to increased flux through the mineralocorticoid pathway and increased production of aldosterone with reduced production of steroids downstream of CYP17. Comparisons of changes in intracellular fluxes revealed much higher selectivity of ASI_191 for CYP11B2 over CYP11B1 compared to fadrozole or metyrapone. Our study demonstrates the advantages of continuous culture systems over static systems for studying effects of steroidogenic inhibitors. By culturing cells under perfusion the methodology establishes a more realistic model for investigating drug effects, provides for simple and rapid calculations of intracellular fluxes and offers a robust method for drug screening or in vitro investigations of metabolic mechanisms. As a third approach we utilized LC-MS/MS derived plasma concentrations for each of 525 normotensive and hypertensive volunteers with (n=227) and without (n=298) hypertension in combination with regression modeling for the extraction of age and gender-adjusted reference intervals. Values of 8 steroids (pregnenolone, 11-deoxycorticosterone, corticosterone, 17-hydroxyprogesterone, cortisone, dehydroepiandrosterone, dehydroepiandrosterone-sulfate, androstenedione) versus age and gender were modelled via multivariate fractional polynomial analysis successfully providing with 0.5 and 99.5% reference intervals as a function of age and gender.:Contents Acknowledgements 4 Publication Note 5 Contents 6 Abbreviations 9 1. Introduction 10 1.1. The adrenal gland 10 1.1.1. Adrenal cortex steroids regulation 10 1.1.2. Physiological metabolic processes of steroidogenesis 13 1.2. Adrenal cortical dysfunction and therapeutic challenges 15 1.3. The adrenocortical cell line NCI –H295R 16 1.4. Chemical regulators of adrenal steroidogenesis 17 1.5. Computational mechanistic modelling of adrenal metabolism 18 1.5.1. Static cell culture models for characterizing pathway dynamics 18 1.5.2. Steady state as a tool for intracellular fluxes estimation 19 2. Hypothesis and aims 20 3. Materials and methods 22 3.1. Experimental overview 22 3.1.1. Computational mechanistic modeling of steroid metabolism 22 3.1.2 A steady state system for in vitro evaluation of steroidogenic pathway dynamics 24 3.1.3 Calculation of age and gender adjusted reference intervals for plasma adrenal steroids for healthy population 27 3.2 Liquid chromatography – tandem mass spectrometry 29 3.3. Static cell culture mechanistic model 29 3.3.1. Cell culture conditions 29 3.3.2. Computational model representation for steroid metabolism and cell proliferation using ODE systems 29 3.3.3. Metabolic pathways 30 3.3.4. Transport processes 32 3.3.5. Parameter estimation 34 3.4. Steady state model system for computation of pathway kinetics 35 3.4.1. Cell culture conditions for continuous flow culture system 35 3.4.2 Steroid secretion rates and intracellular fluxes calculation under steady state conditions 37 3.4.3 Statistical analysis 40 3.5. Regression and classification models for diagnostic clinical studies 40 3.5.1. Age and sex adjusted reference intervals for adrenal steroids in plasma – patient data collection 40 3.5.2. Mathematical description of multivariate fractional polynomial analysis 41 4. Results 43 4.1. Computational analysis of steroid profiling in NCI H295R cells 43 4.1.1. Transport and metabolic pathway modeling 43 4.1.2. Angiotensin II and forskolin stimulation 43 4.1.3. Abiraterone treatment 46 4.2. Steady state model for in vitro evaluation of steroidogenic pathway dynamics 48 4.2.1. Continuous flow culture steroid profiling 48 4.2.2. Secretion rates, intracellular flux rates and relative changes in rate constants 51 4.2.3. Cell number and viability 53 4.3. Reference intervals for adrenal steroid plasma concentrations 55 5. Discussion 61 Appendix A – Static culture model 70 A1. ODE system equations of the static culture model 70 A2. Jsim MML example code of the ODE system implementation of the static culture model 74 A3. Supplementary data for static culture model derived data 79 Appendix B – Steady state model 84 B1. Mathematical derivation of analytical solution for intracellular flux calculation of the steady state model 84 B2. Equations describing steroid production in cells and flowing medium of the steady state model 86 B3. Quadratic programming formulation and solution of upstream steroidogenic pathways system of the steady state model 91 B4. Calculation of reaction rate constant relative changes 92 B5. Python implementation of secretion rates, flux rates and rate constant relative changes calculation 94 B6. Numerical example of intracellular flux calculation. 98 B7. Supplementary material for steady state model derived data 103 Appendix C – Age and gender-adjusted reference intervals 110 Zusammenfasung 112 Summary 113 Literature 116

Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, die Frage zu beantworten, ob es nach einer einmaligen Gabe eines Glucocorticoidpräparates (Dexamethason-21-isonicotinat, Voren-Suspension) zu Veränderungen der Phagozytoseleistung der neutrophilen Granulozyten und der Monozyten bei Kühen im postpartalen Zeitraum kommt. Weiterhin sollte die Wirkung der Glucocorticoide in der Zeit von der Geburt bis 14 Tage p.p. auf hämatologische und klinisch-chemische Parameter bei diesen Tieren untersucht werden. Zusätzlich wurden die Ergebnisse der klinischen Untersuchungen und die Krankheitsinzidenz im Zeitraum bis acht Wochen p.p. erfasst. Dazu wurden 103 Kühe in die Untersuchung einbezogen, von denen 52 Tiere innerhalb von 12 Stunden nach dem Kalben eine Dexamethasoninjektion (2 mg/100kg KM Voren) erhielten. Die Phagozytoseleistung der segmentkernigen neutrophilen Granulozyten und der Monozyten wurde am Tag der Geburt (Tag eins) und zwei Tage p.p. (Tag drei) bei 34 Tieren bestimmt, von denen 17 Kühe als Versuchsgruppe und ebenso viele als Kontrollgruppe dienten. Für die Untersuchung wurde das Testkit zur quantitativen Bestimmung der Phagozytoseaktivitä von Moozyten und Granulozyten der Firma OPREGEN Pharma, Heidelberg verwendet. Es handelt sich hierbei um eine in vitro Technik, bei der der prozentuale Anteil der monozyten und Granulozyten (Aufnahme von Escherischia coli), die phagozytieren und die Phagozytoseaktivität (Anzahl der aufgenommenen Bakterien pro Zelle und Zeiteinheit) dieser Zellen bestimmt wurde. Die prozentualen Anteile der phagozytierenden neutrophilen Granulozyten stiegen in der Versuchsgruppe (75,57 % auf 86,49 %) und der Kontrollgruppe (77,23 % auf 80,04 %) an. Auch die Phagozytoseaktivität der neutrophilen Granulozyten stieg in Versuchsgruppe (2006 auf 2681) und Kontrollgruppe (1968 auf 2289) an. Bei beiden Parametern wies die Versuchsgruppe deutlichere Anstiege auf. Der Anstieg des prozentualen Anteils phagozytierender neutrophiler Granulozyten war signifikant (p < 0,05). Die Untersuchung der Phagozytoseparameter der Monozyten zeigte in der Kontrollgruppe einen Abfall sowohl des prozentualen Anteils (65,97 % auf 63,26 %) als auch der Phagozytoseaktivität (1262 auf 1220), während beide Parameter in der Versuchsgruppe anstiegen (63,39 % auf 69,51 % / 1144 auf 1379), was statistisch jedoch nicht gesichert werden konnte. Die Haptoglobinkonzentrationen zeigten in den Gruppen einen ähnlichen Verlauf. Nur am Tag 14 konnte ein signifikanter Gruppenunterschied nachgewiesen werden. Der Anti-Lipid-A-IgG-Antikörper-Titer stieg in beiden Gruppen im Untersuchungszeitraum an. Signifikante Gruppenunterschiede wurden nicht nachgewiesen. Die Parameter der klinischen Untersuchung zeigten keine Unterschiede zwischen den Gruppen. Auch die tägliche Milchmenge und die Jahresmilchleistung wiesen keinen Einfluss der Glucocorticoidapplikation auf. Die Inzidenz der postpartalen Erkrankungen zeigte keine Unterschiede zwischen den Gruppen. Das Differentialblutbild und die klinisch-chemischen Parameter lassen den gesicherten stoffwechselstabilisierenden Einfluss des Dexamethasons erkennen. Auf diese Weise wird die Abwehrfunktion der Kühe indirekt positiv durch die Glucocorticoide unterstützt. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass eine einmalige Glucocorticoidapplikation im Zeitraum bis 12 Stunden p.p. die Phagozytoseleistung der neutrophilen Granulozyten sowie der Monozyten nicht negativ beeinflusst. Deutlich nachweisbar sind die stabilisierenden Wirkungen der Glukokortikoide auf den Stoffwechsel. Durch die Untersuchung wird belegt, dass keine negativen Auswirkungen auf die Krankheitsinzidenz und die Laktationsleistung bei einer einmaligen Applikation zu befürchten sind. Aus diesem Grund erscheint es möglich die positiven Effekte z. B. auf den Stoffwechsel, besonders in dieser für Hochleistungstiere kritischen Phase, zu nutzen. / The study was meant to show if a single injection of dexamethasone (Dexamethason-21-isonicotinat, Voren-Suspension) would lead to changes in phagocytic activity of neutrophils and monocytes in peripartal cows. Additionally the influence of the glucocorticoid on haematological and clinic-chemical parameters was measured. Furthermore the results of clinical examinations and the incidence of diseases during eight week after parturition were estimated. The study was performed on 103 cows, 52 of these received an intramuscular injection of dexamethason within 12 hours after parturition (dexamethason-group), the 51 other cows were untreated as control (control-group). The phagocytic activity was measured in 34 cows (17 after treatment with dexamethason and 17 cows of the control group) on day 1 (parturition) and day 3. The phagocytic activity was estimated by measuring two parameters: overall percentage of monocytes and granulocytes showing phagocytosis and individual cellular phagocytic activity (number of bacteria per cell). From day 1 to day 3 the percentage of phagocytic granulocytes increased in the dexamethasone–group from 75,57 % to 86,49 % and in the control-group from 77,23 % to 80,04 %. The cellular phagocytic activity of granulocytes also increased in the dexamethasone-group from 2006 to 2681 and in the control group from 1968 to 2289 between days 1 and 3. The differences between days 1 and 3 were more prominent in both parameters in the dexamethasone-group. The percentage of phagocytic neutrophils increased significantly (P < 0,05). In the control-group, the phagocytic activity decreased in monocytes in the percentage (from 65,97 % to 63,26 %) as well as in the cellular phagocytic activity (from 1262 to 1220). In comparison, both parameters increased in monocytes in the dexamethasone-group (percentage: from 63,39 % to 69,51 %, cellular activity: from 1144 to 1379) between days 1 and 3. All changes in phagocytic activity of monocytes were not statistically significant. The concentrations of haptoglobin show a similar pattern in both groups, only on day 14 a significant difference occured. The anti-lipid-A- IgG-antibody-titre increased in both groups during the study period. Between both groups significant differences were not observerd neither in anti-lipid-A-IgG-antibody-titre nor in the clinical parameters. The application of dexamethasone did not show any influence on the milk yield or on the incidence of diseases in the peripartal period. On the other hand the effects of the glucocorticoid on the metabolic parameters and on the differential white blood cell count was remarkable. The results of the present study show that a single injection of glucocorticoids within 12 hours after parturition did not influence the phagocytic activity of neutrophils and monocytes negatively. The beneficial effects of a single injection on the metabolism is remarkably given without negative effects on milk yield or incidence of diseases. Therefore, it seems possible to benefit from the outstanding effects of glucocorticoids on metabolism (glucose, free fatty acids, bilirubin) in this critical early postpartal period in high yielding cows.

Seit Anfang der Siebzigerjahre werden weltweit in Rinderbetrieben in vielfältigen Variationen und Anwendungen Stoffwechseluntersuchungen durchgeführt. Das Hauptaugenmerk lag dabei stets auf Seiten der Energie- und Mineralstoffversorgung. Die Superoxid-Dismutase (SOD) fand hier bislang keine Berücksichtigung. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die SOD-Aktivität in Stoffwechsel-untersuchungen bei klinisch gesunden Kühen mit ein zu beziehen sowie den Einfluss von Laktation und Jahreszeit zu prüfen. Versuchsanordnung: Insgesamt wurden bei 125 SB/HF-Kühen (7990 kg fettkorregierte Milch/Jahr) folgende drei Gruppen analysiert: Gruppe 1: Im Verlauf eines Jahres wurden im Abstand von 6 Wochen jeweils 10 gesunde Kühe, die sich alle 1-2 Wochen post partum (pp) befanden, untersucht. Zusätzlich wurden die Stall- und die Außentemperaturen berücksichtigt. Gruppe 2: Zur Kontrolle des Laktationsverlaufes wurden 10 Kühe zum Zeitpunkt 4-5 Wochen ante partum (ap), 1 Woche ap, 1-2 Wochen pp, 4 Wochen pp und 8-12 Wochen pp untersucht. Gruppe 3: Um jahreszeitlich bedingte Schwankungen des Stoffwechsels und der SOD-Aktivität in Gruppe 2 auszuschließen, wurden an einem Entnahmetag jeweils sieben verschiedene Kühe zum Zeitpunkt 4-5 Wochen ap, 1 Woche ap, 1-2 Wochen pp, 4 Wochen pp, und 8-12 Wochen pp geprüft. Die Tiere aller drei Gruppen wurden nach der klinischen Untersuchung hämatologisch sowie klinisch-chemisch (SOD, β-Hydroxybutyrat (BHB), Glucose, Cholesterol, Bilirubin, Glutamat-Dehydrogenase (GLDH), Aspartat-aminotransferase (ASAT), Creatinkinase (CK), Protein, Albumin, Harnstoff, Calcium, anorganisches Phosphat, Magnesium, Natrium, Kalium, Chlorid, Eisen) getestet. Auch die Fütterung fand durch Anfertigung einer Rationsberechnung Berücksichtigung. Ergebnisse: Die Ergebnisse der Stoffwechseluntersuchungen und der SOD-Aktivität im Jahresverlauf (Gruppe 1) deuten auf eine verminderte Futteraufnahme in den Sommermonaten infolge Hitzestresses hin. Vor allem ein Absinken der Harnstoff-, Glucose- (positive Korrelation zur SOD-Aktivität), Phosphat- (positive Korrelation zur SOD-Aktivität) und Cholesterolkonzentrationen bei gleichzeitig ansteigenden BHB- (negative Korrelation zur SOD-Aktivität) und Bilirubinkonzentrationen weisen auf eine negative Energiebilanz in diesen Monaten hin. Die Calcium- und Magnesiumkonzentrationen liegen bei allen Tieren im unteren Referenzbereich. Die SOD-Aktivität klinisch gesunder Kühe im Jahresverlauf beträgt 501 bis 978 U/ml Erythrozytenlysat (Interzentilbereich). In Gruppen 2 und Gruppe 3 sind ebenfalls deutliche Schwankungen der Stoffwechselparameter Protein, Harnstoff, Bilirubin, Glucose, BHB und Cholesterol zu beobachten, wobei die stärksten Schwankungen im Zeitraum 1 Woche ap bis 4 Wochen pp vorhanden sind. Auch dies ist durch die reduzierte Futteraufnahme peripartal sowie steigende Futteraufnahme in der Frühlaktation zu erklären. Die SOD-Aktivität der Kühe aus Gruppe 2 zeigt die entsprechenden Schwankungen mit niedrigen Aktivitäten 4-5 Wochen ap bis 1-2 Wochen pp und einen deutlichen Anstieg bis 4 Wochen pp. Die Calcium- und Magnesiumkonzentrationen befinden sich auch in dieser Gruppe im unteren Referenzbereich. In der Gruppe 3 fällt bei den Kühen 4 Wochen pp eine deutliche Stoffwechselbelastung mit erhöhten Bilirubin- und BHB-Konzentrationen sowie ASAT- und GLDH-Aktivitäten auf. In dieser Gruppe sind die Calcium- und Magnesiumkonzentrationen physiologisch. Die SOD-Aktivitäten differieren nur gering mit einer tendenziell höheren Aktivität 4 Wochen pp. Insgesamt fallen im Vergleich zu Gruppe 1 und 2 deutlich höhere SOD-Aktivitäten zwischen 835 und 1758 U/ml Erythrozytenlysat (Interzentilbereich) auf, welche mit den höheren Calcium- und Magnesiumkonzentrationen in Beziehung stehen können. Schlussfolgerungen: Schwankungen von Stoffwechselparametern im Jahres- und Laktationsverlauf betreffen vor allem fütterungsabhängige Parameter. Die SOD-Aktivität verhält sich entsprechend dieser fütterungsabhängigen Parameter mit niedrigerer Aktivität bei längeren Belastungsphasen sowie im geburtsnahen Zeitraum. Statistisch gesicherte Korrelationen ergaben sich mit folgenden fütterungs-abhängigen Parametern: im Jahresverlauf mit BHB, Glucose und anorganischem Phosphat, im Laktationsverlauf in Gruppe 2 mit BHB, Cholesterol, Protein, Glucose, Magnesium und Milchharnstoff und in Gruppe 3 zu BHB und Magnesium. Die Analyse der SOD-Aktivität bereichert die Informationen bei Stoffwechselkontrollen sinnvoll.

Während der Kalbung kommt es neben physischen Belastungen auch zu weit reichenden Veränderungen auf hämatologischer und klinischchemischer Ebene. Durch verschiedene Prozesse kommt es zusätzlich zur Entstehung von oxidativem Stress. Zusammen hat dies einen entscheidenden Einfluss auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Leistung der Kühe im postpartalen Zeitraum. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die antioxidative Kapazität und den Stoffwechsel von Färsen im geburtsnahen Zeitraum unter Berücksichtigung des Geburtsverlaufes und des Gesundheitsstatus post partum zu analysieren.

Inwieweit kann pflanzliches Futterfett als zusätzliche Energie oder anstelle anderer Energieträger zum Einsatz kommen? Die Energieversorgung der Wiederkäuer über Futterfett zu erhöhen, wird in jüngster Zeit in verschiedenen Ländern untersucht. Dabei zeigt sich, dass bei Fetteinsatz noch nicht alle Fragen der Stoffwechselbeeinflussung und Fütterungspraxis geklärt sind (MAHLKOW-NERGE, 2002). Aufgrund der z. T. noch offenen Fragen sollte in länderübergreifender Zusammenarbeit der Landesanstalten Sachsen (Köllitsch) und Sachsen-Anhalt (Iden) die Wirkung eines bereits vielerorts in der Milchkuhfütterung eingesetzten pansengeschützten Fettes charakterisiert werden. Es geht darum, die Kühe in der Hochleistungsphase (1. 150 Laktationstage) möglichst ausreichend mit Energie zu versorgen (Stoffwechselstabilisierung). Inwieweit dafür das pansengeschützte Pflanzenfett (Bergafat T 300) geeignet ist, wurde in Abstimmung mit der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) in einem 140-tägigen Einzelfütterungsversuch der Landesanstalt für Landwirtschaft und Gartenbau Sachsen-Anhalt am Standort Iden untersucht.

In der vorliegenden Arbeit wurde der peripartale Stoffwechsel von Kühen und Färsen einer Hochleistungsherde untersucht. Es wurde überprüft, ob Kühe mit einer Laktationsleistung über 10000 Liter einen stabilen Stoffwechsel aufweisen können und welche Unterschiede im peripartalen Stoffwechsel erkrankter und gesunder Tiere bestehen. Die Untersuchung erfolgte in einem Milchviehbestand mit 354 Schwarzbunten-Milchkühen und einer durchschnittlichen Milchleistung von 11190 kg Milch pro Jahr. Die Kühe wurden abhängig vom Laktationsstadium in Gruppen gehalten und entsprechend differenziert gefüttert. Das Futter wurde mittels einer totalen Mischration einmal täglich vorgelegt. Die Futterkomponenten wurden wöchentlich im betriebseigenen Analyselabor untersucht und die Futterrationen danach entsprechend angepasst. Die Rückenfettdicke wurde per Ultraschallgerät 8, 3 und 1 Wo ap, zur Kalbung sowie 2, 4, 8 und 12 Wo pp (post partum) gemessen. Der Säure-Basen-Haushalt wurde durch Harnuntersuchungen am 21. und 7. d ap (ante partum) sowie am 3. und 14. d pp mittels fraktionierter Netto-Säure-Basenausscheidung bestimmt. Zur Erfassung der Stoffwechselsituation wurden am 21. und 7. d ap, zur Kalbung sowie am 3. und 14. d pp aus dem Blut folgende klinisch-chemischen Parameter analysiert: GLDH (Glutamat-Dehydrogenase), GGT (Gamma Glutamyl Transferase), AST (Aspartat Amino Transferase), AP (Alkalische Phosphatase), LDH (Lactat-Dehydrogenase), Protein, Albumin, Harnstoff, CK (Creatinkinase), Kreatinin, FFS (Freie Fettsäuren), BHB (Beta-Hydroxy-Butyrat), Bilirubin, Cholesterol, Glucose, Lactat, Ca, P und Mg. Der Energiestoffwechsel der klinisch gesunden Hochleistungskühe war belastet, was sich in erhöhten Konzentrationen der FFS zeigte. Die Medianwerte der BHB-, Bilirubin und Cholesterol-Konzentrationen bewegten sich innerhalb der Toleranzgrenzen. Der Leber-, Eiweiß-, Muskelstoffwechsel sowie Säure-Basen-Haushalt der gesunden Tiere wies nur unbedeutende Veränderungen auf. Die Ergebnisse zeigen beispielhaft, dass Kühe mit hohen Milchleistungen einen physiologischen Stoffwechsel im peripartalen Zeitraum aufweisen und dass die bekannten Toleranzgrenzen für die Laborparameter auch bei Hochleistungskühen im peripartalen Zeitraum angewendet werden können. Das Vorliegen einer Gesundheitsgefährdung wird durch die festgestellte Erkrankungshäufigkeit der Tiere belegt. Von 93 untersuchten Tieren erkrankten 24,7 % an Ovarialzysten, 23,7 % an Puerperalstörungen, 12,9 % an inapparenten Eutererkrankungen, 7,5 % an Labmagenverlagerungen, und 5,4 % kamen zum Festliegen. Diese Morbiditätsrate ist vergleichsweise zu Kühen niedrigerer Leistungsbereiche nicht erhöht. Die Krankheitsgefährdung der Kühe spiegelte sich generell in hohen Konzentrationen freier Fettsäuren ante partum, niedrigen Cholesterolkonzentrationen 3 d pp, einer Unterkonditionierung der Kühe zur Kalbung sowie erhöhten Proteinkonzentrationen 21 d ap wider. Ein bei Hochleistungskühen ausgeprägter „relativer Diabetes der Milchkuh“ stellt möglicherweise einen weiteren Risikofaktor für das Auftreten peripartaler Erkrankungen dar. Im Gegensatz zu den klinisch gesunden Kühen konnte bei den peripartal zum Festliegen gekommenen Kühen eine stärkere Hypophosphatämie sowie eine tendenziell stärkere Belastung des Energiestoffwechsels nachgewiesen werden. Des Weiteren konnten bei diesen Tieren antepartal signifikant niedrigere AP-Aktivitäten gesichert werden. Die an Labmagenverlagerung erkrankten Kühe wiesen im Vergleich zu den gesunden Kühen am 14. d pp lediglich erhöhte BHB-Konzentrationen und erniedrigte Mg-Konzentrationen auf. Die klinisch-chemischen Parameter der an Puerperalstörungen, an inapparenten Eutererkrankungen und an Ovarialzysten erkrankten Tiere wiesen in allen untersuchten Funktionskreisen einen stabilen Stoffwechsel auf. Auffallend und abweichend von den klinisch gesunden Tieren zeigten an Ovarialzysten erkrankte Tiere 4-8 Wo pp einen gesteigerten Rückenfettdickenabbau, und Kühe mit einer inapparenten Eutererkrankung wiesen bereits ab der 8. Wo pp eine Zunahme der Rückenfettauflage auf. Schlussfolgernd ist festzustellen: 1. Hochleistungskühe mit Milchleistungen um 11000 kg/Jahr können trotz starker Belastung des Stoffwechsels im peripartalen Zeitraum ihren Stoffwechsel regulieren. 2. Die bekannten Toleranzgrenzen für Stoffwechselparameter (FÜRLL 2004, 2005) sind zur Anwendung bei Hochleistungskühen gut geeignet. 3. Eine stärkere Gefährdung für Erkrankungen des Fettmobilisationssyndroms konnte festgestellt werden. 4. Retrospektiv betrachtet ließ kein untersuchter Parameter ante partum ein ausreichend frühdiagnostisches Potenzial zur Erkennung einer postpartalen Erkrankung erkennen. / In the present study the metabolism of high yielding dairy cows and heifers in the peripartum period has been examined. The first aim of this study was to investigate if cows with milk yields above 10.000 kg milk per year can have a physiological metabolism. The second aim was to investigate the differences between the metabolism of healthy and unhealthy animals. The data were collected in a commercial dairy farm milking 354 cows with an average milk yield of 11.190 kg per year. The cows were grouped and fed according to their lactation period. The fodder was lined with a total mixed ration once a day and the components were analysed weekly so that the rations could be adapted to the requirements of the animals. The back fat thickness was measured via ultrasonic at 8, 3 and 1 week ap, at birth and 2, 4, 8 and 12 weeks pp. The acid-base-metabolism was analysed by urine examination on day 21 and 7 ap and on day 3 and 14 pp. To know about the metabolic situation of the cows the following blood parameters were measured on day 21 and 7 ap, at birth and on day 3 and 14 pp: glutamate dehydrogenase, gamma glutamyl transferase, aspartate aminotransferase, alkaline phosphatase, lactate dehydrogenase, protein, albumin, blood urea nitrogen, creatine kinase, creatinine, free fatty acids, beta-hydroxybutyrate, bilirubin, cholesterol, glucose, lactate, Ca, P, Mg The energy metabolism of the healthy cows showed a metabolic stress. A complete deviation from the physiological energy metabolism could not be proved. On the whole, the liver metabolism, protein metabolism, muscle metabolism, mineral metabolism and acid-base-balance of the healthy cows showed only negligible deviations. The results illustrate that the known laboratory references for parameters in blood and urine can be used for high yielding dairy cows and that these cows can have a steady metabolism in the peripartum period. The risk of falling ill is reflected by the high rate of diseased cows and heifers. Out of 93 examined animals, 24.7 % suffered from ovarian cysts, 23.7 % from puerperal disturbances, 12.9 % from subclinical mastitis, 7.5 % from a displaced abomasum and 5.4 % developed clinical symptoms of parturient paresis. This examination could detect high concentrations of free fatty acids ante partum, low concentrations of cholesterol on day 3 pp, an under conditioning at birth and high ante partum protein concentrations which are usually described as being serious health risks for animals. A marked relative insulin resistance (diabetes-like-state) may also be considered a health risk. Compared with healthy cows, the animals with symptoms of parturient paresis showed greater hypophosphataemia and a tendentially greater impairment of the energy metabolism. Thus the observed disease pattern is equal to the atypical and hypophosphataemic form. These animals showed significantly lower AP-activities in comparison with the healthy ones. Animals with displaced abomasum showed increased beta-hydroxybutyrate- and lower Mg-concentrations than healthy cows on day 14 pp. Cows with puerperal disturbances, subclinical mastitis and cystic ovarian diseases had a steady metabolism in all investigated spheres of action. Much to the contrary of healthy animals, individuals with ovarian cysts showed a remarkable increased back fat mobilization in week 4-8 pp. In contrast, the cows with subclinical mastitis had a gain of back fat thickness starting from week 8 pp. The results of these studies have shown the following: 1. Dairy cows with a milk yield above 10.000 kg/year can have a steady metabolism in the peripartum period despite high metabolic stress. 2. The known laboratory references for blood and urine parameters (FÜRLL 2004, 2005) are appropriate for high yielding dairy cows in the peripartum period. 3. A higher risk of falling ill with the fat mobiliation syndrom in the peripartum period could be found for the examined dairy cows. 4. Retrospectively, none of the examined parameter showed a sufficient capability for early screening of postpartal diseases ante partum.

In der Literatur wird immer wieder eine gesteigerte Morbidität zu bestimmten Jahreszeiten beschrieben, obwohl generell eine qualitativ und quantitativ ausgewogene Fütterung vorhanden ist. Das Ziel der vor-liegenden Untersuchungen war es, im Verlaufe eines Jahres systematische Stoffwechsel- sowie Leistungskontrollen bei Hochleistungskühen durchzuführen und diese in Beziehung zur Morbidität zu stellen. Dazu wurden bei 118 Schwarzbunten Milchkühen (52 Färsen, 66 Kühe; x̃ 8925 kg FCM/a, Laufstallhaltung) 10 Tage ante partum (d a.p.), drei sowie 28 Tage post partum (d p.p.) Kontrollen in Vollblut (V. jugularis) und Serum sowie Harn (Katheter) durchgeführt. Im Serum wurden die Beta-Hydroxybutyrat- (BHB)-, Glucose-, Freie Fettsäuren (FFS)-, Bilirubin-, Cholesterol-, Gesamtprotein-, Albumin-, Harn-stoff-, Kreatinin-, Calcium (Ca)-, anorganische Phosphat (Pi)-, Magnesium (Mg)-, Natrium (Na)-, Kalium (K)-, Chlorid (Cl-) Konzentrationen, die Creatinkinase (CK)-, Aspartat-Amino-Transferase (AST)- Akti-vitäten und Anti-Lipid A-Antikörper (ALA-AK)- Titer sowie im Harn die pH-Werte, fraktionierte NSBA-, Ca-, Pi-, Mg-, Na-, K- und Kreatininkonzentrationen ermittelt. Für die Mineralstoffe wurde die Fraktio-nierte Elimination (FE) berechnet. Weiterhin wurden Leistungsdaten und die Morbidität erfasst. Von 14 d a.p. bis drei d p.p. wurde die Futterration 1, jeweils totale Misch-Ration (TMR), und von drei d bis 28 d p.p. die Futterration 2 dargeboten. Ihre Kennzahlen schwankten im Verlaufe des Jahres wie folgt: Futter-ration 1 - Netto-Energie-Laktation (NEL) 66,0-72,7 MJ; Rohprotein (XP) 1469-1612 g; Rohfaser (XF) 1460-1669 g; Futterration 2 - NEL 140,3-153,9 MJ; XP 3182-3528 g; XF 2979-3564 g. Die klinisch gesunden Färsen und Kühe hatten vor der Kalbung im Harn pH-Werte und K-Konzentrationen über dem physiologischen Bereich im Sinne einer alkalotischen Belastung. Nach der Kalbung zeigten erhöhte BHB-, FFS-, erniedrigte Albumin- und Mg-Konzentrationen im Serum einen belasteten Energie- und Mineralstoffwechsel bei erhöhtem Kreatinin im Harn (p<0,05). Die BHB-, FFS-, Bilirubin-Konzentrationen, CK- und AST-Aktivitäten waren drei d p.p. signifikant am höchsten, die Cholesterol-, Albumin-, Ca-, Glucose-Konzentrationen, die ALA-AK-Titer im Serum und die pH-Werte, die NSBA-, Basen-, K-Konzentrationen und FE K im Harn signifikant am niedrigsten. Vier Wochen nach der Kalbung erreichten die Cholesterol-, Protein-, Harnstoff-, Mg-Konzentrationen im Serum, Mg-Konzentrationen im Harn und FE Mg signifikant das Maximum und die Kreatinin-, Na-, Cl-Konzentrationen im Serum signifikant das Minimum. An allen drei Kontrollzeitpunkten vor und nach der Kalbung lagen die Glucosekonzentrationen im Serum, die Kreatininkonzentrationen im Harn, die Zahl der neutrophilen Gra-nulozyten über und die Zahl der Lymphozyten unterhalb des Referenzbereiches. Im Vergleich zwischen Färsen und Kühen fielen bei den Kühen an mind. zwei von drei Kontrollzeit-punkten signifikant niedrigere Glucose- (min. 2,98/ 3,43 mmol/l) und ALA-AK-Titer im Serum (min. 74/ 109), Pi-Konzentrationen (min. 0,09/ 0,29 mmol/l) im Harn, höhere Albuminkonzentrationen (min. 28,35/ 29,55 g/l) im Serum sowie FE Ca (min. 0,31/ 0,24 %) als bei den Färsen auf. Diese Unterschiede sind vor allem durch die höhere Milcheinsatzleistung der Kühe bedingt. Dem entsprachen auch u. a. tendenziell drei d p.p. höhere BHB-, FFS- und Proteinkonzentrationen und niedrigere Pi-Konzentrationen im Serum. Es bestanden keine gesicherten Unterschiede an allen drei Kontrollzeitpunkten zwischen Färsen und Kü-hen bei den AST-Aktivitäten, Bilirubin-, Kreatinin-, Cl-Konzentrationen im Serum, Basenkonzentratio-nen im Harn, FE Mg sowie pH-Werten im Harn. Im Jahresverlauf traten Stoffwechselstörungen gehäuft in den Monaten Mai/Juni sowie September bis Februar auf: Die pH-Werte und die NSBA-Konzentrationen waren im Mai/Juni im Bereich starker azido-tischer Belastung und von September bis Dezember nahe der physiologischen Obergrenze. Die FFS-, Bilirubin- und Cholesterolkonzentrationen waren in den Monaten November bis Februar am höchsten und wiesen auf eine stärkere Energie-Fettstoffwechsel-Belastung hin. Im Mai/Juni waren sie am niedrigsten. Ähnlich verhielten sich die Harnstoff-, Ca-, Mg-, Na- bzw. K-Konzentrationen. Die CK-Aktivitäten wa-ren in den Monaten September bis Februar am höchsten; die ALA-AK-Titer hatten im Novem-ber/Dezember die höchsten Titer. Die Veränderungen korrelierten vor allem mit Rohfaser- und Tempera-turschwankungen. Die Morbidität betrug insgesamt bei Endometritis 27,1 %, Mastitis 19,5 %, Klauenerkrankungen 15,3 %, Fruchtbarkeitsstörungen 14,4 %, Retentio sec. 6,8 %, Gebärparese 4,2 %, Ovarzysten 5,1 % und bei Harnwegserkrankungen 3,4 %. Im Jahresverlauf wurden gehäuft Mastitiden im Mai/Juni während einer Hitzeperiode beobachtet, die durch azidotische Belastungen infolge Reduzierung des Rohfaser- zu Gunsten eines höheren Kraftfutter-anteils gefördert wurden. Bei Kühen, die im Mai/Juni abkalbten, traten auch die meisten späteren Fruchtbarkeitsstörungen auf. Klauenerkrankungen und Endometritiden häuften sich in den Monaten Nov bis Feb. Sie gingen mit Störungen im Energiestoffwechsel einher. Frühdiagnostisch fielen die Kühe mit späterer klinscher Mastitis vor der Kalbung durch signifikant höhe-re Glucosekonzentrationen (3,84 mmol/l) im Serum gegenüber den gesunden Kühen (3,53 mmol/l) im Sinne einer relativen Insulinresistenz auf. Drei und 28 d nach der Kalbung waren bei diesen Kühen be-sonders signifikant niedrigere pH-Werte und NSBA-Konzentrationen im Harn und 28 d p.p. signifikant höhere Protein- (88,4 g/l), Glucose- (3,84 mmol/l), Ca-Konzentrationen (2,53 mmol/l) bzw. ALA-AK-Titer (157,5) im Serum sowie Pi-Konzentrationen im Harn (1,03 mmol/l) als Ausdruck azidotischer Be-lastungen mit Entzündungsreaktionen unter Endotoxinbelastung auffällig. Die Kühe mit späterer Gebär-parese zeigten 10 d a.p. schon eine verminderte Futteraufnahme in Verbindung mit einer vermehrten Lipolyse durch gesteigerte Bilirubin- sowie reduzierte Pi- und NSBA-Konzentrationen. Drei d p.p. domi-nierte das Krankheitsgeschehen das Stoffwechselbild. Die Kühe mit einer Retentio sec. hatten gegenüber gesunden drei d p.p. signifikant niedrigere Na- (141,7/ 144,8 mmol/l) und Cl-Konzentrationen (97,5/ 101,0 mmol/l) im Serum sowie Na-Konzentrationen im Harn (1,0/ 8,5 mmol/l). Auch Kühe mit späteren Ovarzysten zeigten drei d p.p. signifikant niedrigere Na-Konzentrationen (0,8/ 8,5 mmol/l) und FE Na (0,007/ 0,115 %) im Harn als die gesunden Kühe. Dies deutet auf eine unzureichende Na-Aufnahme hin. Kühe mit einer subklinischen Endometritis 28 d p.p. fielen mit signifikant niedrigeren pH-Werten (8,18/ 8,41), NSBA- (70,7/ 116,5 mmol/l) und Basenkonzentrationen (161,0/ 218,0 mmol/l) im Harn auf, was auf eine verminderte Futteraufnahme hindeutet. Kühe mit späteren subklinischen Fruchtbarkeitsstörun-gen hatten schon vor der Kalbung signifikant höhere CK-Aktivitäten (81,8 U/l) im Serum als Zeichen einer stärkeren Belastung der Skelett- bzw. Uterusmuskulatur. Die Kühe mit Totgeburten hatten an allen drei Kontrollzeitpunkten höhere CK-Aktivitäten gegenüber den Kühen mit Lebendgeburten. Die Unter-schiede war drei d (160,1/ 98,9 U/l) bzw. 28 d p.p. (89,9/ 74,7 U/l) signifikant verschieden. Kühe mit Klauenerkrankungen, überwiegend Dermatitis digitalis, zeigten gegenüber gesunden Kühen vor der Kalbung signifikant höhere Kreatininkonzentrationen (110,0/ 130,5 µmol/l) im Serum als Zeichen eines erhöhten Muskelabbaus. Nach der Kalbung wiesen signifikant höhere BHB-Konzentrationen im Serum auf eine stärkere Belastung des Energiestoffwechsels hin. Insgesamt ergaben die Untersuchungen hauptsächlich engere Beziehungen zwischen Stoffwechsel und Morbidität in Form von höherer Mastitisinzidenz im Mai/Juni als Folge azidotischer Belastung nach Roh-faserreduzierung im Futter. Diese Phase schloss den Zeitraum schlechtester Gesundheit - einschließlich Fruchtbarkeit - ein. Gehäufte Klauenerkrankungen und Endometritiden gingen im letzten Jahresquartal in Verbindung mit stärkeren Belastungen des Energiestoffwechsels und Endotoxin-Belastung (ALA-AK-Titer) einher.

Fertilitätsstörungen bei Hochleistungsmilchrindern, welche oft in Folge einer negativen Energiebilanz im peripartalen Zeitraum auftreten, können die Ökonomie von Milcherzeugerbetrieben nachhaltig in Frage stellen. Ziel dieser Untersuchung war es deshalb a) in einem Betrieb mit schlechter Fruchtbarkeit den Stoffwechselstatus umfassend zu prüfen, b) den Stoffwechsel bei fruchtbarkeitsgestörten Kühen zu charakterisieren und c) zu untersuchen, ob der Einsatz von Conjugierter Linolsäure (CLA) im peripartalen Zeitraum geeignet ist, den Stoffwechsel der Kühe zu stabilisieren und somit das peripartale Energiedefizit sowie die Fruchtbarkeit positiv zu beeinflussen. Die Untersuchungen wurden in drei Teilen in einer Milchviehanlage in Sachsen mit einer Jahresmilchleistung von ca. 9000 kg Milch pro Kuh durchgeführt: a) Die Stoffwechselcharakteristik erfolgte an 103 frisch abgekalbten Kühen 2-4 d p.p. (Blutprobe und Rückenfettdicke - RFD), 6-7 Wo p.p. (Blutprobe und Milchprobe), nach der Diagnose „nicht tragen aus der ersten Besamung “ (Blutprobe) sowie zweimal im Abstand von 3 Monaten bei jeweils 10 Kühen durch Harn- und Haarproben. 21-28 d p.p. erfolgte eine rektalpalpatorische Puerperalkontrolle (PK). Es wurden die Fruchtbarkeitskennzahlen (FKZ) Zwischentragezeit (ZTZ), Trächtigkeitsindex (TI) und Erstbesamungserfolg (EBE) bestimmt. Bei 10 Färsen im besamungsfähigen Alter aus dem externen Aufzuchtstall erfolgten Blut-, Harn- und Haarkontrollen. b) Bei 30 Kühen (bis dahin nicht untersucht), die auf Grund der Diagnose „nicht tragen aus der ersten Besamung “als „fruchtbarkeitsgestört“ eingeordnet wurden, wurde eine weitere Blutprobe entnommen. c) Weiterhin wurde die stoffwechselstabilisierende Wirkung von CLA geprüft: 29 Kühe erhielten ab der 3. Wo a.p. bis zur Kalbung 25 g und von der Kalbung bis 4 Wo p.p. 50 g CLA-Gemisch (20 % lipidummantelte CLA; 50 % cis-9, trans-11 CLA und 50 % trans-10, cis-12 CLA). Die Kontrollgruppe ohne CLA-Gabe bildeten 28 Kühe. Die CLA-Effekte wurden klinisch (inklusive RFD-Messung 2-5 d p.p. sowie FKZ) und labordiagnostisch (Blutproben 3 Wo a.p., 1 Wo a.p., 2-5 d p.p., 2 Wo p.p. und 4 Wo p.p., Milchproben 2 und 4 Wo p.p.) kontrolliert. Labordiagnostisch wurden erfasst: im Blutserum: FFS, Bilirubin, BHB, Cholesterol, Harnstoff, Albumin, Protein, Glucose, Pi, Ca, K, Na, ASAT, GLDH, CK, TEAC; in den Harnproben: pHWert, BSQ, K, Na; in den Milchproben: Fett%, Eiweiß%, Laktose, ZZ, Harnstoff, FEQ und in den Haarproben: Eisen, Mangan, Cupfer, Zink sowie Selen. Ergebnisse: Zusammenfassung 102 a) Bei den Untersuchungen an Frischabkalbern wurde die schlechte Fruchtbarkeitslage des Bestandes deutlich. Der EBE lag bei 39,7 %, der TI bei 2,23 ± 1,43 und die ZTZ bei 113 d (1. Quartil - Qu: 86,0; 3. Qu: 172). Außerdem wiesen zur PK bereits 17,2 % der Kühe eine Zyste bzw. eine Zyste in Kombination mit einer Endometritis auf. Klinisch war die Verfettung auffällig (31,8 % der Tiere RFD>30 mm). Die Blutuntersuchungen zeigten einen starken Energiemangel und eine massive Lipidmobilisation der Tiere p.p., was bis zur 6-7. Wo p.p. anhielt. Die FFS-Konzentration lag 2-5 d p.p. mit einem Median von 734 μmol/l (1. Qu: 584; 3. Qu: 1095) weit über dem Grenzwert, ebenso wie die Bilirubinkonzentration mit 7,80 μmol/l (1. Qu: 5,90; 3. Qu: 10,2) und die BHB-Konzentration mit 0,92 mmol/l (1. Qu: 0,73; 3. Qu: 1,16). 6-7 Wo p.p. war die BHB-Konzentration mit 0,64 mmol/l (1. Qu: 0,49; 3. Qu: 0,81) immer noch leicht erhöht. 56,5 % der Tiere bewegten sich immer noch bezüglich der FFSKonzentration außerhalb des physiologischen Bereichs. Die Glucosekonzentrationen im Serum waren zu allen Entnahmezeitpunkten erhöht, was auf eine relative Insulinresistenz schließen lässt. Die Ca-Konzentrationen im Serum waren zu allen Entnahmezeitpunkten erniedrigt. Die Ergebnisse der Milchuntersuchungen (Fett% 4,5 ± 1,79 %, Protein% 2,95 ± 0,23 %, FEQ 1,40; 1. Qu: 1,25; 3. Qu: 1,77) bestätigten ebenfalls das Bestehen des Energiemangels auch 6-7 Wo p.p. Bei den Aufzuchtfärsen waren im Blutserum erhöhte Harnstoff- (6,74 ± 0,84 mmol/l) und Glucosekonzentrationen (4,21 ± 0,21 mmol/l) sowie im Harn gesteigerte K-Konzentrationen auffällig. b) Die Blutuntersuchungen an den fruchtbarkeitsgestörten Tieren zeigten keine stärkeren Abweichungen. Lediglich die BHB- (0,71 ± 0,30 mmol/l), die Harnstoff- (5,15 ± 1,37 mmol/l) und die Glucosekonzentrationen (4,24 ± 0,82 mmol/l) waren leicht erhöht sowie die Ca- Konzentration (2,28 ± 0,17 mmol/l) gering erniedrigt. c) Die CLA-Gabe (VG) bewirkte keine signifikante Verbesserung der Fruchtbarkeitsleistung und des peripartalen Stoffwechsels. Trotzdem waren die Fruchtbarkeitsparameter tendenziell besserer: ZTZ der VG 133 d (1. Qu: 112; 3. Qu: 178) vs. KG 159 d (1. Qu: 90,0; 3. Qu: 224), Rastzeit (RZ) der VG 86,5 d (1. Qu: 61,8; 3. Qu: 111) vs. KG 90,0 d (1. Qu: 66,3; 3. Qu: 99,3), EBE in der VG 33,3 % vs. KG 25,0 %. Der Energiestoffwechsel wurde von der CLAFütterung p.p. ebenfalls tendenziell verbessert: FFS (2 Wo p.p.) VG 408 μmol/l (1. Qu: 313; 3. Qu: 639) vs. KG 541 μmol/l (1. Qu: 404; 3. Qu: 754). Bezüglich des Bilirubins und auch des BHB hatten die Tiere der VG 2-5 d und auch 2 Wo p.p. tendenziell geringere Konzentrationen im Serum. Die Cholesterolkonzentrationen waren bei den Versuchstieren (2-5 d p.p.: 2,52 ± 0,56 mmol/l, 2 Wo p.p.: 3,31 ± 0,91 mmol/l) zu diesen Zeitpunkten tendenziell höher als bei den Kontrolltieren (2-5 d p.p.: 2,28 ± 0,55 mmol/l, 2 Wo p.p.: 3,17 ± 0,85mmol/l). Ebenso hatten die Versuchstiere 2 Wo p.p. tendenziell geringere ASATAktivitäten und 2 sowie auch 4 Wo p.p. tendenziell geringere GLDH-Aktivitäten. Eine signifikante Milchfettdepression setzte erst 4 Wo p.p. ein und fiel mit 6,6 % relativ gering aus. Die Milchprotein- und Milchlactosekonzentrationen blieben unbeeinflusst. Auffällig war, dass alle diese Differenzen bei den FKZ sowie den Blut- und Milchparametern meist nur bei den Färsen bestanden, wohingegen bei den Kühen kaum Unterschiede zwischen VG und KG auftraten. Schlussfolgerungen: Durch die Fütterung dieser CLA-Dosis ließen sich keine signifikanten Veränderungen der Fertilität und des Energiestoffwechsels im peripartalen Zeitraum erzielen. Es konnte jedoch ein Trend in Richtung einer besseren Konzeption und eines geringeres Energiedefizits Zusammenfassung 103 nachgewiesen werden. Eine gering ausgeprägte Milchfettdepression trat erst 4 Wo nach der Kalbung auf.

In der vorliegenden Studie wurde bei Tiroler Milchkühen verschiedener Rassen [Braunvieh (BV), Red Friesian (RF), Holstein Frisian (HF), Grauvieh (GV), Fleckvieh (FV)] hinterfragt in welcher Beziehung Energie- und Proteinstoffwechsel zur Fruchtbarkeit stehen und ob sich signifikante Unterschiede zwischen den Rassen und den verschiedenen peripartalen Entnahmezeitpunkten aufzeigen lassen. Die Untersuchungen erfolgten in 27 Tiroler Milchviehbetrieben an insgesamt 252 Milchrindern (154 BV, 42 RF, 14 HF, 15 FV, 27 GV). Bei allen Betrieben kann eine durchschnittliche Stallfütterungsperiode von 200 Tagen festgehalten werden. Das restliche Jahr verbringen die Kühe auf stallnahen Weiden oder Almen. Insgesamt wurde den Kühen fünfmal Blut aus der Vena jugularis externa entnommen. Die erste Blutprobenentnahme erfolgte im Herbst bei der Einstallung, die zweite 1-2 ante partum (Wo a.p.), dann 2-5 Tage post partum (d p.p.), danach 4-7 Wo p.p. und die fünfte Probe wurde im Frühjahr vor dem Weideaustrieb entnommen. Bei jeder Probe wurde der allgemeine Untersuchungsgang nach BAUMGARTNER (2005) durchgeführt sowie der BCS, und dabei bestehende Krankheiten gegebenenfalls protokolliert. Klinisch-chemisch wurden bei jedem Tier die Parameter freie Fettsäuren (FFS), Betahydroxybutyrat (BHB), Bilirubin (BILI), Cholesterol (CHOL), Gesamtprotein (PROT), Albumin (ALB), Harnstoff (HST), Kreatinin (CREA), Aspartat-Amino-Transferase (AST), Gamma-Glutamyl-Transferase (GGT), Glutamat-Dehydrogenase (GLDH), alkalische Phosphatase (AP) und Kreatinkinase (CK) analysiert (HITACHI 911). Die Tiere wurden für die Auswertung in die unterschiedlichen Rassen und zudem noch in zwei Gruppen eingeteilt, ohne die Rassen zu berücksichtigen, d.h., in „gesund“ und „krank“. Die FFS,- BHB,- BILI,- PROT,- ALB,- HST- und CREA-Konzentrationen sowie AST,- GGT,- GLDH,- und AP-Aktivitäten zeigten zu keiner Zeit signifikante Differenzen bei den verschiedenen Probenentnahmen zwischen gesunden und kranken Kühen. Die CHOL- Konzentration zeigte zum Entnahmezeitpunkt Herbst und 4-7 Wo p.p. signifikante 82 Zusammenfassung Differenzen zwischen gesunden und kranken Kühen. Bei der CK-Aktivität bestanden bei der Probenentnahme Frühjahr zwischen gesunden und kranken Kühen signifikante Unterschiede. Bei den verschiedenen Rassen haben nur die FFS- und BHB-Konzentrationen signifikante Unterschiede gezeigt. Die BHB-Serumkonzentrationen von Milchrindern verschiedener Rasse weisen bei allen Entnahmen, außer bei der Entnahme 1-2 Wo a.p., signifikante Differenzen zwischen den Rassen auf. Bei der Probe Herbst gibt es zwischen HF und den anderen Rassen, außer dem BV, und bei der Entnahme 2-5 d p.p. zwischen BV und RF geringfügige, aber statistisch gesicherte Differenzen. Zum Probezeitpunkt 4-7 Wo p.p. konnte eine deutliche Signifikanz (p≤ 0,05) zwischen RF und GV nachgewiesen werden. Bei der Entnahme Frühjahr weisen GV und BV eine geringfügige, aber statistisch gesicherte Differenzen auf und GV und RF eine deutliche, statistisch ebenfalls gesicherte Differenz. Zwischen den Entnahmezeitpunkten konnten für alle Rassen, außer HF teilweise signifikante Unterschiede nachgewiesen werden. Zwischen den einzelnen Rassen wurde bei der Entnahme Herbst eine deutliche Signifikanz (p≤ 0,05) zwischen den Red Friesiankühen und den restliche Rassen berechnet. Zum Entnahmezeitpunkt Frühjahr zeigen sich signifikante Unterschiede zwischen RF und BV bzw. GV. Zwischen den einzelnen Entnahmezeitpunkten konnten bei allen Rassen Signifikanzen (p≤ 0,05) festgestellt werden. Die BHB- und FFS-Serumkonzentrationen zeigen in Beziehung zu unterschiedlichen Geburtsverläufen, p.p. Erkrankungen, Fruchtbarkeitsstatus und Trächtigkeitsstatus keine signifikanten Differenzen auf. ZTZ und Milchleistung zeigen bei Rindern mit verschiedenen Geburtsverläufen und solchen mit Fruchtbarkeitsstörungen keine signifikanten Differenzen auf. Die ZTZ weist zwischen Rindern ohne Fruchtbarkeitsstörungen und denen mit Stillbrunst, Ovarzysten und C.l. persistens signifikante Unterschiede auf. Außerdem haben Rinder mit Endometritis eine signifikante Differenz (p≤ 0,05) zu Rindern mit Ovarzysten oder C.l. persistens. Die Milchleistung weist signifikante Unterschiede zwischen Rindern ohne Fruchtbarkeitsstörungen und Rindern mit Ovarzysten auf. Generell zeigen die untersuchten Kühe etwas unerwartete Ergebnisse mit fast ausschließlich fehlenden gesicherten Unterschieden zwischen gesunden und kranken Kühen. Ursache könnte der durch die gegebenen Fütterungsbedingungen weniger belastete Energiestoffwechsel sein im Vergleich zu HF-Kühen mit dominanter Maissilagefütterung. Zudem enthält die Gruppe „krank“ auch Störungen, die bekannterweise kaum mit Stoffwechselabweichungen verbunden sind. Weiterhin deuten sich rassebedingte Unterschiede gegenüber den HF-Kühen an.