The dissertation "The Influence of Genotype of Leptin Gene on Qualitative Characteristics of Beef" describes the effect of polymorphisms of gene of leptin on selected qualitative, morphometric and weight indicators of beef and carcass. The analysis was carried out on 333 bulls of Czech Fleckvieh, which were genotyped (by PCR/RFLP method) of chosen locus. This locus is associated with qualitative changes in beef according to previous foreign studies. The weight of carcass, fore and hind quarter of the right half of the carcass, the weight of the individual tissues (meat, bone, and fat) and the weight of main meaty parts from the right half of carcass were measured. Before the dissection chosen morphometric indicators were measured. After the dissection, a sample of the musculus longissimus lumborum et thoracis was taken and then analysed in the laboratory. Basic chemical composition (dry matter, fat content, protein, and ash), muscle fibers diameter and fatty acid profile was determined. In addition, pH, added water holding capacity, colour (CIE Lab colour coordinates) were analysed both for one-day post-mortem and after 14 days of ageing. The shear force (using the Warner-Bratzler probe) was evaluated at the same time intervals as for both raw and heat-treated samples by grilling. The studied LEP polymorphism had a statistically significant effect on the weight of the hot carcass, the weight of right half of carcass and fore and hind quarter. LEP polymorphism significantly affected the proportion of meat on the right half of carcass, the weight of the bones and total weight of the I. class meat, and the weight of the I. class meat in the fore quarter. Further, the effect of LEP polymorphism on the weight of boneless round, boneless chuck, plate, flank, rib, hind shank, and meat trimmings of fore quarter was found. In a group of morphometric indicators, the effect was significant on lengths of round, fullness of round and round circumference. In the case of chemical composition, the effect of LEP polymorphism on the intramuscular fat content was significant. From the qualitative indicators, the effect was significant on the pH value and added water holding capacity, both one-day post-mortem and after 14 days of ageing. In the case of tenderness, the effect on shear force of heat treated, non-aged meat was significant. From the indicators describing colour, a statistically significant effect on the indicator of lightness was found in the case of unconditioned meat and after 14 days of ageing the effect was significant on the indicator characterising yellow colour and the colour saturation. Determination of fatty acid profile was carried out by gas chromatography. The effects of studied polymorphism and differences between LEP genotypes were found in myristic, palmitic, palmitoleic, linoleic, -linolenic, -linolenic, conjugated linoleic, eisocapentaenoic, docosatetraenoic, docosapentaenoic both n-6 and n-3 and docosahexaenoic acids. From aggregated indicators, the statistical significant effect of LEP polymorphims on PUFA content, omega-3 fatty acids content, and omega-6/omega-3 fatty acids ratio was found. In connection with other candidate gene loci influencing the quality of beef, the results of dissertation can be used in the preparation of breeding schemes aimed at the production of quality breeding animals, highlighting the higher quality standards of the produced meat.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da administração de leptina no lobo ventral da próstata de ratos adultos. Vinte ratos Wistar machos e adultos foram divididos em 2 grupos: L - animais foram injetados com 50 μL diária de leptina (8 μg / 100 g PC, subcutânea) durante quatro dias e C - animais receberam o mesmo volume de solução salina. Perfil lipídico e níveis séricos de testosterona foram avaliados. O lobo ventral da próstata foi processado para análise histomorfométrica. Expressão dos genes da aromatase, receptor de andrógeno, receptores de estrógeno (α e β) e as isoformas dos receptores de leptina longa (Ob-Rb) e curta (Ob-Ra) foram avaliados por PCR em tempo real. Proliferação celular foi avaliada por imuno-histoquímica com PCNA. Os dados foram expressos como média  erro padrão e analisados pelo teste t de Student. Níveis séricos de colesterol aumentaram (C = 39,7 4,2; L = 55,2 4,2, mg / dL, P ≤ 0,02) e de testosterona (C = 1,6 0,43; L = 0,6 0,15, ng / dL, P ≤ 0,03) diminuíram no grupo L. A análise histomorfométrica mostrou uma redução na densidade de células (C = 8868 242; L = 8.211 210, mm2; P ≤ 0,04), na área total (C = 0,24 0,026; L = 0,10 0,009, mm2; P ≤ 0,001) e na área interna dos ácinos (C = 0,16 0,009; L = 0,08 0,006, mm2; P ≤ 0,0002). Por outro lado, houve um aumento na altura do epitélio (C = 17,3 0,3; L = 22,8 0,2 m, P ≤ 0,0001) e no número de ácinos (C = 7,0 0,2; L = 8,7 0,1, mm2; P ≤ 0,0002). As análises histomorfométrica juntamente com os resultados imuno-histoquímicos para PCNA sugerem que a leptina aumenta a proliferação celular. Em relação à expressão gênica, o tratamento de leptina aumentou a expressão de todos os genes, mas ER-α, em mais de 200 vezes em comparação com a expressão no grupo C. Em conclusão, neste trabalho mostramos que a leptina tem um efeito direto sobre a próstata de ratos adultos levando a um aumento na proliferação celular e na expressão gênica da aromatase, receptor de androgênio, nas isoformas dos receptores de leptina e receptores de estrogênios alfa e beta que são importantes para a fisiologia normal do tecido prostático / The aim of this study was to evaluate the effect of leptin administration on the ventral prostate lobe of adult rat. Twenty adult male rats were divided into 2 groups: L - animals were daily injected with 50 μL of leptin (8 g / 100 g BW, subcutaneous) for four days and C -animals received the same volume of saline solution. Lipid profile and testosterone serum levels were evaluated. The prostate ventral lobe was processed for histomorphometric analysis. Gene expression of aromatase, androgen receptor, leptin and estrogen receptors isoforms was evaluated by real-time PCR. Cell proliferation was evaluated by PCNA immunohistochemistry. Data were expressed as mean  standard error and analyzed by students t-test. Serum levels of cholesterol (C = 39.7 4.2; L = 55.2 4.2, mg / dL; P ≤ 0.02) increased and testosterone (C = 1.6 0.43; L = 0.6 0.15, ng / dL; P ≤ 0.03) decreased in L group. The histomorphometric analysis showed a reduction in cell density (C = 8868 242; L = 8211 210, mm2; P ≤ 0.04), in total (C = 0.24 0.026; L = 0.10 0.009, mm2; P ≤ 0.001) and in the internal acini areas (C = 0.16 0.009; L = 0.08 0.006, mm2; P ≤ 0.0002). On the other hand, there was an increase in the epithelial height (C = 17.3 0.3; L = 22.8 0.2, m; P ≤ 0.0001) and in the number of acini (C = 7.0 0.2; L = 8.7 0.1, mm2; P ≤ 0.0002). The histomorphometric analyses together with PCNA immunohistochemistry results suggest that leptin increases cell proliferation. In relation to the gene expression, leptin treatment increased the expression of all genes, but ER-α, in more than 200 times compared to the expression in C group. In conclusion, in this paper we showed that leptin has a direct effect on the prostate gland of adult rats leading to an increase in proliferation and in the gene expression of aromatase, androgen, leptin and estrogen receptors isoforms that are important for the physiology of the prostate gland.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_fabiana_moreira.pdf: 1442913 bytes, checksum: 613ed46b361d675bfb046a7b74462171 (MD5) Previous issue date: 2011-11-22 / Leptin is a multifunctional peptidic hormone, primarily produced by the adipose tissue, which has receptors (Ob-Rs) in reproductive organs, hypothalamus and hypophysis, acting in the appetite regulation and energetic expenditure, potentially influencing the expression of the reproductive function, at puberty and lactation. Reproductive failure are the main causes for female culling, representing 30% to 40%,of the total female culling. Thus, post-mortem evaluation of the genital organs at slaughter may have an important diagnostic value, helping on the identification of the stage of female`s estrous cycle and aiding the interpretation of reproductive abnormalities. Its long form receptor (OBR-b) performs signal transduction in several cell types via mitogen- activated protein kinases (MAPK) cascade, such as ERK 1/2 and p38. The first stage of this thesis is aimed to evaluate the presence of leptin and MPAK in oocites of pubertal sows and prepubertal gilts. Ovaries from 10 pubertal sows and 10 prepubertal gilts were collected at a slaughterhouse. Slides were analyzed for the presence of oocites included in primordial/primary (OIPF), secondary (OISF) and tertiary follicles (OITF). Immunohistochemistry (IHC) was performed with polyclonal antibodies anti-leptin and anti-phospho-MAPK (ERK 1/2 and p38). The second stage involved 28 pubertal sows and the analyses were performed in hypothalamic neurons, endometrial glands and oocytes. For IHC, the antibodies were polyclonal anti-leptin and anti-leptin receptor. Responses were compared with reproductive data registered for each female. All images in both stages were analyzed by 16-Bit Histogram application from Image J® software. Immunolabeling for leptin and activated ERK 1/2 MAPK were more intense in sows oocytes (p ≤ 0.05), while the immunolabeling for activated p38 MAPK was more intense in gilts oocytes (p = 0.05). In sows, OIPF were more intensely marked for leptin and p38 MAPK (p <0.05), on the other hand, for gilts there was no difference in the marking of follicular oocytes from the analyzed categories. Hypothalamic neurons were more intensely marked in the sows culled by reproductive problems (p <0.05). The hypothalamus, uterus and oocytes of luteal or follicular phase sows showed more intense immunolabeling for leptin and OBR-b than the females with cystic ovaries. The immunolabeling for leptin was more pronounced in the hypothalamus and uterus of sows from parity order 2 group (PO 2-4) (p <0.05). These results demonstrate that leptin may be a marker for oocyte competence. Also, cyclic females having PO 2-4 presented more intense leptin immunolabeling in the hypothalamus and uterus and for OBR-b in the oocyte and uterus. The OBR-b immunolabeling was more pronounced in primiparous and multiparous females than for nulliparous. Therefore, immunolabeling for leptin and OBR-b can be a marker for reproductive performance in swine females. / A leptina é um hormônio peptídico multifuncional, produzido primariamente pelo tecido adiposo, com receptores (Ob-Rs) presentes em órgãos reprodutivos, hipotálamo e hipófise, que atua na regulação do apetite e no gasto energético, com potencial influência sobre a expressão da função reprodutiva, na puberdade e após a lactação. Desordens reprodutivas são as causas mais comuns, atribuídas ao total dos descartes, entre 30 e 40%. Considerando a alta proporção de descartes por estes problemas, a avaliação dos órgãos genitais no abate tem importante valor diagnóstico, auxiliando na identificação do estágio do ciclo estral da fêmea e na interpretação de possíveis anormalidades reprodutivas. O seu receptor de forma longa (OBR-b) realiza transdução de sinal em diversos tipos celulares via cascata das proteínas quinases ativadas por mitógenos (MAPK), tais como ERK 1/2 e p38. A primeira etapa do trabalho teve por objetivo avaliar a presença da leptina, e das MAPK nos oócitos de fêmeas suínas púberes e pré-púberes. Envolveu ovários de 10 fêmeas pré-púberes e 10 púberes coletados no abate e lâminas foram analisadas de oócitos inclusos em folículos primordiais/primários (OIFP), secundários (OIFS) e terciários (OIFT). Para a técnica de imuno-histoquímica (IHQ) os anticorpos policlonais instilados foram anti-leptina, anti-phospho- MAPK (ERK 1/2 e p38). A segunda etapa envolveu 28 porcas púberes descartadas, das quais foram analisados os neurônios do hipotálamo, glândulas endometriais e oócitos. Para a IHQ foram utilizados anticorpos policlonais anti-leptina e anti-receptor da leptina e objetivou comparar as respostas com os dados produtivos e reprodutivos a partir do registro de cada fêmea. Em ambas as etapas de trabalho foram utilizadas as modas obtidas pelo aplicativo 16 Bit-Histograma do software Image J®. A imunomarcação da leptina e a presença de ERK 1/2 ativada MAPK foram mais intensas em oócitos de porcas (p≤0,05), enquanto que a marcação para p38 MAPK ativada foi mais intensa em oócitos de leitoas (p=0,05). Em porcas, os OIFP estavam mais intensamente marcados para a leptina e p38 MAPK (p<0,05), mas para leitoas não foi observada diferença na marcação dos oócitos independente do estádio folicular. No hipotálamo a imunomarcação para a leptina foi mais intensa nas porcas descartadas por problemas reprodutivos (p<0,05). O hipotálamo, útero e oócitos das porcas que estavam na fase lútea ou fase folicular apresentaram imunomarcação para leptina e OBR-b mais acentuada que naquelas que possuíam cistos ovarianos. A imunomarcação para a leptina foi mais acentuada no hipotálamo e útero daquelas porcas do grupo ordem de parto 2 (OP 2-4) (p<0,05). Estes resultados demonstram que a leptina pode ser um dos marcadores para competência oocitária. Além disso, pode também ser observado que fêmeas cíclicas com OP 2-4 partos apresentam imunomarcação mais intensa para leptina no hipotálamo e útero, e OBR-b nos oócitos e útero. O OBR-b obteve marcação mais acentuada em fêmeas primíparas e multíparas, que nulíparas. Portanto, a imunomarcação para leptina e OBR-b podem ser um marcador de sinalização reprodutivo em fêmeas suínas.

Während der Schwangerschaft vollziehen sich im Körper der Frau verschiedene Adaptionsmechanismen, um eine bestmögliche Versorgung für das heranwachsende Kind zu gewährleisten. Bei fortschreitender Gravidität entwickelt sich eine physiologische Insulinresistenz. Gelingt es den maternalen Betazellen des Pankreas‘ nicht, diese zu kompensieren, kann eine diabetische Stoffwechsellage bis hin zur Ausbildung eines Gestationsdiabetes (GDM) entstehen. Adipozytokine beeinflussen direkt lokale und periphere metabolische, endokrinologische sowie immunologische Prozesse. Inwieweit sie in der Gravidität eine Rolle spielen, ist bislang nicht hinreichend geklärt. In verschiedenen Studien wurde eine Beziehung zwischen den Fettgewebshormonen und der Glukosetoleranz in der Schwangerschaft nachgewiesen. Im Rahmen dieser Dissertation sollte eine Analyse zur Glukosetoleranz und zu Adipozytokinserumspiegeln bei Frauen unmittelbar nach der Entbindung vorgenommen werden. Ergebnisse oraler Glukosetoleranztests von gesunden Frauen 24 Stunden postpartal (n=65) wurden mit denen einer nicht-schwangeren, gesunden Kohorte (n=30) verglichen. Maternale und neonatale anthropometrische Daten wurden in Zusammenhang zu Adipozytokinen gestellt. Im Vergleich zu Frauen mit normaler Glukosetoleranz (NGT) postpartal konnten in dieser Studie signifikant verminderte Blutglukose – sowie nüchtern – Proinsulinspiegel in der nicht-schwangeren Kontrollgruppe nachgewiesen werden, wohingegen die nüchtern-C-Peptidspiegel erhöht waren. Weiterhin zeigten sich postpartal signifikant niedrigere Adiponektin-, aber höhere sOB-R- (soluble leptin receptor) sowie Leptinspiegel der NGT-Mütter im Vergleich zur Kontrollgruppe. Zusätzlich konnte eine Beziehung zwischen Adipozytokinserumspiegeln und Parametern der Glukosetoleranz bzw. Adipositas demonstriert werden. Daraus lässt sich die These ableiten, dass Frauen in der frühen Phase nach der Entbindung ähnliche biochemische Konstellationen wie beim metabolischen Syndrom, der gestörten Glukosetoleranz oder bei Störungen des Adipozytokinsystems aufweisen.:Bibliographische Beschreibung Abkürzungsverzeichnis 1 Einführung in die Thematik 1.1 Kohlenhydratstoffwechsel in der Schwangerschaft 1.1.1 Adipozytokine 1.1.1.2 Adiponektin 1.1.1.2 Leptin und der lösliche Rezeptor (sOB-R)1.1.1 1.2 Promotionsprojekt - Ziel und Fragestellung 1.2.3 Hintergrund und Fragestellung 1.2.3 Methoden 1.2.3 Ergebnisse 2 Publikation 3 Zusammenfassung und Interpretation der Arbeit 4 Literatur I Erklärung über das eigenständige Abfassen der Arbeit II Publikation III Dank

Diese Arbeit beinhaltet Untersuchungen zu den unterschiedlichen Isoformen des Leptinrezeptors und dessen Regulation in primären humanen Hepatozyten. Leptin und der Leptinrezeptor nehmen in der Physiologie des menschlichen Energiehaushaltes eine wesentliche Funktion ein und sind an der Pathogenese der Adipositas mit Folgeerkrankungen wie der Entwicklung einer Fettleber beteiligt. Es wird erstmalig geprüft inwieweit das Modellsystem primärer humaner Hepatozyten für Analysen der Leptinrezeptor-Expression und der Abspaltung von löslichem Leptinrezeptor geeignet ist. Weiterhin werden untersucht, welchen Einfluss endokrine Regulatoren wie Dexamethason, Leptin und Glucagon auf die isoformspezifischen Rezeptormengen in primären Hepatozyten haben und wie der Rezeptor unter Apoptose reguliert ist, welche durch die lipotoxischen Effekte der freien Fettsäure Palmitat und den Apoptoseinduktor Staurosporin induziert wird. Hierdurch können Rückschlüsse auf eine möglicherweise veränderte Wirksamkeit des Leptins in der Leber gezogen werden.

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In der Nutztierhaltung besitzt die Erkennung und Vermeidung von Geburtsstörungen beim Rind insbesondere aus ökonomischer Sicht einen hohen Stellenwert. Bei Hochleistungskühen können Schwergeburten eine erhöhte metabolische Belastung im peripartalen Zeitraum reflektieren. Besonders betroffen sind Färsen und Milchkühe mit einer negativen Energiebilanz. Hormon- und Stoffwechselfaktoren sind von zentraler Bedeutung für die Anpassung der Tiere an Veränderungen ihrer Körpermasse und -konstitution. Zur differenzierten Beurteilung metabolischer Belastungen bei Hochleistungskühen im peripartalen Zeitraum wurden mögliche Zusammenhänge zwischen Geburtsverlauf und den stoffwechselrelevanten Parametern Leptin, Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) und freien Fettsäuren (FFS) untersucht. Die vorliegende Studie umfasste 28 adulte, hochträchtige (13 primipare, 15 pluripare) Kühe mit Normal- bzw. Schwergeburt. Die Kälber wurden analog zu ihren Müttern ebenfalls 4  Gruppen (Kuhkalb/Normalgeburt; Kuhkalb/Schwergeburt; Färsenkalb/Normalgeburt; Färsenkalb/Schwergeburt) zugeordnet. Die Analyse von Leptin, IGF-1 und FFS im Blutserum erfolgte zwischen dem 16./14. Tag ante partum (a. p.) und dem 14. Tag post partum (p. p.). Leptin und IGF-1 wurden zusätzlich bei den neugeborenen Kälbern ab der Geburt bis 14 Tage p. p. gemessen. Die Hormonkonzentrationen wurden mittels eines Enzymimmunoassays bestimmt. Die FFS-Analysen erfolgten im Labor der Medizinischen Tierklinik mit dem Labor-Automaten HITACHI 912 i (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim). Unabhängig vom Geburtsverlauf konnten während des gesamten Untersuchungszeitraums bezüglich der Leptinkonzentrationen keine signifikanten Unterschiede zwischen Färsen und Milchkühen festgestellt werden. Vor allem zur Geburt besteht für alle Erstkalbinnen eine erhöhte metabolische Belastung, da deren IGF-1-Konzentrationen zu diesem Zeitpunkt niedriger (114 ±  40 vs. 158 ±  108 ng/ml) und deren FFS-Konzentrationen signifikant höher lagen (896 ±  273 vs. 705 ±  225 µmol/l, p = 0,05) als bei den Milchkühen. Im Vergleich zu den Kälbern von Milchkühen wiesen Kälber von Färsen 12 Stunden nach der Geburt signifikant höhere IGF-1-Werte (p = 0,05) auf. In Abhängigkeit vom Geburtsverlauf lagen die Leptinwerte bei allen Kühen mit Schwergeburt von Beginn der Untersuchungen bis einen Tag vor der Geburt niedriger als bei den Tiere mit Normalgeburt mit signifikanten Unterschieden am 13. bis 11. Tag a. p. (p = 0,009) und am 7. bis 5. Tag a. p. (p = 0,05). Während des gesamten Untersuchungszeitraums waren keine signifikanten Unterschiede in den Konzentrationen an IGF-1 und FFS zwischen allen Muttertieren mit einem normalen und einem erschwerten Geburtsverlauf festzustellen. Bei pluriparen Kühen mit Schwergeburt wurden im gesamten Untersuchungszeitraum niedrigere Leptinspiegel nachgewiesen als bei Tieren mit Normalgeburt, mit signifikanten Unterschieden a. p. und ab 3. Tag p. p. (p < 0,05 bzw. p < 0,01). Darüber hinaus fanden sich bei pluriparen Kühen mit Dystokie ab der Geburt höhere FFS-Konzentrationen mit signifikanten Unterschieden zur Kalbung (p = 0,05). Die Leptinkonzentrationen der Kälber lagen analog zu den dazugehörigen Muttertieren ab der Geburt bis 14. Tag p. p. bei allen Kälbern von pluriparen Kühen mit Schwergeburt niedriger als bei den normal geborenen Kälbern mit signifikanten Unterschieden am 7. Tag p. p. (p = 0,04). Im Vergleich zu den Färsen mit Normalgeburt hatten diejenigen mit Schwergeburt signifikant höhere Leptinwerte vom 3. bis 14. Tag p. p. (p = 0,004), signifikant niedrigere IGF-1-Konzentrationen am 10. bis 8. Tag a. p., zur Geburt und vom 3. Tag bis 14. Tag p. p. (jeweils p < 0,01) sowie postpartal niedrigere FFS-Konzentrationen mit signifikanten Unterschieden 12 Stunden p. p. (p = 0,008). Kälber von Färsen mit gestörtem Geburtsverlauf wiesen im Vergleich zu den Normalgeburtskälbern 12 Stunden nach der Geburt signifikant niedrigere IGF-1-Werte (p = 0,005) auf. Die vorliegende Studie verdeutlicht den Zusammenhang zwischen einem gestörten Geburtsablauf und veränderten Serumkonzentrationen an Leptin, IGF-1 und FFS. Damit konnte gezeigt werden, dass diese Parameter zur Interpretation von Stoffwechselstörungen bei Hochleistungskühen im peripartalen Zeitraum geeignet sind. / For livestock management, the identification and prevention of dystocia in cattle is of high significance, especially from an economic point of view. Dystocia in the high-yield cows may reflect an increased metabolic disorder during the peripartal period. Heifers and dairy cows with a negative energy balance are particularly affected. For the adaptation of animals to changes in their body mass and constitution, endocrine and metabolic factors are of central importance. To perform a differentiated assessment of metabolic disorders in high-yield cows during the peripartal period, possible relationships between calving and relevant parameters (leptin, insulin-like growth factor1 [IGF-1] and non-esterified fatty acids [NEFA]) were examined. The present study involved 28 adult high-pregnant (13 primiparous, 15 pluriparous) cows with normal birth and dystocia, respectively. Analogous to their mothers, the calves were likewise categorized into four groups (cow calve/ normal birth; cow calve/ dystocia; heifer calve/ normal birth; heifer calve/ dystocia). The analyses of leptin, IGF-1 and NEFA in blood serum were performed from 16/14 day ante-partum (a. p.) to day 14 post-partum (p. p.). Leptin and IGF-1 were additionally determined in all newborn calves from birth to 14 days p. p. Hormone concentrations were measured by enzyme immunoassay (EIA). Analyses of NEFA in dairy cows and heifers were carried out using HITACHI 912i device (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim) at the laboratory of Large Animal Clinic for Internal Medicine. Independent of course of parturition, no significant differences between heifers and dairy cows were noticed concerning serum leptin during the entire examination period. Especially around calving time, all heifers were more intensively affected with metabolic disorders based on their lower IGF-1 values (114 ±  40 vs. 158 ±  108 ng/ml) as well as significantly higher NEFA (896 ±  273 vs. 705 ±  225 µmol/l, p = 0.05) compared to dairy cows. Calves of heifers had significantly higher IGF-1 values 12 hours after birth (p = 0.005) than calves of dairy cows. Dependent of course of parturition, all cows with dystocia displayed lower leptin concentrations from the beginning of the examination period to 1 day a. p compared to animals with normal calving with significant differences from day 13 to day 11 a. p. (p = 0.009) and from day 7 to day 5 a. p. (p = 0.05). During the entire examination period, no significant differences in the concentrations of IGF-1 and NEFA were found between all cows with a normal and difficult parturition. In pluriparous cows with difficult parturition lower leptin levels were detected during the entire examination period than in animals with normal calving with significant differences a. p. and from day 3 to day 14 p. p. (p < 0.05 and p < 0.01, respectively). Furthermore, higher NEFA concentrations were found from birth until 14 days p. p. in pluriparous cows with dystocia and significant differences at calving (p = 0.05). Calves of pluriparous cows with dystocia had p. p. lower leptin concentrations in comparison to those with normal births with significant differences on day 7 p. p. (p = 0.04). In comparison to heifers with normal birth, those with dystocia displayed significantly higher leptin levels in the period from day 3 to day 14 p. p. (p = 0.004), significantly lower IGF-1 concentrations (from day 10 to day 8 a. p., at birth and from day 3 to day 14 p. p.; each p < 0.01), as well as lower NEFA levels after birth with significant differences 12 hours p. p. (p = 0.008). Heifer calves with difficult parturition presented significantly lower IGF-1 values 12 hours p. p. (p = 0.005) in comparison to those with normal births. The present study underlines the relationship between dystocia and changed serum concentrations of leptin, IGF-1 and NEFA. In summary, it can be concluded that these parameters are suitable for interpretation of metabolic disorders in high-yielding cattle during peripartal period.

In der Nutztierhaltung besitzt die Erkennung und Vermeidung von Geburtsstörungen beim Rind insbesondere aus ökonomischer Sicht einen hohen Stellenwert. Bei Hochleistungskühen können Schwergeburten eine erhöhte metabolische Belastung im peripartalen Zeitraum reflektieren. Besonders betroffen sind Färsen und Milchkühe mit einer negativen Energiebilanz. Hormon- und Stoffwechselfaktoren sind von zentraler Bedeutung für die Anpassung der Tiere an Veränderungen ihrer Körpermasse und -konstitution. Zur differenzierten Beurteilung metabolischer Belastungen bei Hochleistungskühen im peripartalen Zeitraum wurden mögliche Zusammenhänge zwischen Geburtsverlauf und den stoffwechselrelevanten Parametern Leptin, Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) und freien Fettsäuren (FFS) untersucht. Die vorliegende Studie umfasste 28 adulte, hochträchtige (13 primipare, 15 pluripare) Kühe mit Normal- bzw. Schwergeburt. Die Kälber wurden analog zu ihren Müttern ebenfalls 4  Gruppen (Kuhkalb/Normalgeburt; Kuhkalb/Schwergeburt; Färsenkalb/Normalgeburt; Färsenkalb/Schwergeburt) zugeordnet. Die Analyse von Leptin, IGF-1 und FFS im Blutserum erfolgte zwischen dem 16./14. Tag ante partum (a. p.) und dem 14. Tag post partum (p. p.). Leptin und IGF-1 wurden zusätzlich bei den neugeborenen Kälbern ab der Geburt bis 14 Tage p. p. gemessen. Die Hormonkonzentrationen wurden mittels eines Enzymimmunoassays bestimmt. Die FFS-Analysen erfolgten im Labor der Medizinischen Tierklinik mit dem Labor-Automaten HITACHI 912 i (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim). Unabhängig vom Geburtsverlauf konnten während des gesamten Untersuchungszeitraums bezüglich der Leptinkonzentrationen keine signifikanten Unterschiede zwischen Färsen und Milchkühen festgestellt werden. Vor allem zur Geburt besteht für alle Erstkalbinnen eine erhöhte metabolische Belastung, da deren IGF-1-Konzentrationen zu diesem Zeitpunkt niedriger (114 ±  40 vs. 158 ± 108 ng/ml) und deren FFS-Konzentrationen signifikant höher lagen (896 ±  273 vs. 705 ±  225 µmol/l, p = 0,05) als bei den Milchkühen. Im Vergleich zu den Kälbern von Milchkühen wiesen Kälber von Färsen 12 Stunden nach der Geburt signifikant höhere IGF-1-Werte (p = 0,05) auf. In Abhängigkeit vom Geburtsverlauf lagen die Leptinwerte bei allen Kühen mit Schwergeburt von Beginn der Untersuchungen bis einen Tag vor der Geburt niedriger als bei den Tiere mit Normalgeburt mit signifikanten Unterschieden am 13. bis 11. Tag a. p. (p = 0,009) und am 7. bis 5. Tag a. p. (p = 0,05). Während des gesamten Untersuchungszeitraums waren keine signifikanten Unterschiede in den Konzentrationen an IGF-1 und FFS zwischen allen Muttertieren mit einem normalen und einem erschwerten Geburtsverlauf festzustellen. Bei pluriparen Kühen mit Schwergeburt wurden im gesamten Untersuchungszeitraum niedrigere Leptinspiegel nachgewiesen als bei Tieren mit Normalgeburt, mit signifikanten Unterschieden a. p. und ab 3. Tag p. p. (p < 0,05 bzw. p < 0,01). Darüber hinaus fanden sich bei pluriparen Kühen mit Dystokie ab der Geburt höhere FFS-Konzentrationen mit signifikanten Unterschieden zur Kalbung (p = 0,05). Die Leptinkonzentrationen der Kälber lagen analog zu den dazugehörigen Muttertieren ab der Geburt bis 14. Tag p. p. bei allen Kälbern von pluriparen Kühen mit Schwergeburt niedriger als bei den normal geborenen Kälbern mit signifikanten Unterschieden am 7. Tag p. p. (p = 0,04). Im Vergleich zu den Färsen mit Normalgeburt hatten diejenigen mit Schwergeburt signifikant höhere Leptinwerte vom 3. bis 14. Tag p. p. (p = 0,004), signifikant niedrigere IGF-1-Konzentrationen am 10. bis 8. Tag a. p., zur Geburt und vom 3. Tag bis 14. Tag p. p. (jeweils p < 0,01) sowie postpartal niedrigere FFS-Konzentrationen mit signifikanten Unterschieden 12 Stunden p. p. (p = 0,008). Kälber von Färsen mit gestörtem Geburtsverlauf wiesen im Vergleich zu den Normalgeburts-kälbern 12 Stunden nach der Geburt signifikant niedrigere IGF-1-Werte (p = 0,005) auf. Die vorliegende Studie verdeutlicht den Zusammenhang zwischen einem gestörten Geburtsablauf und veränderten Serumkonzentrationen an Leptin, IGF-1 und FFS. Damit konnte gezeigt werden, dass diese Parameter zur Interpretation von Stoff-wechselstörungen bei Hochleistungskühen im peripartalen Zeitraum geeignet sind. / For livestock management, the identification and prevention of dystocia in cattle is of high significance, especially from an economic point of view. Dystocia in the high-yield cows may reflect an increased metabolic disorder during the peripartal period. Heifers and dairy cows with a negative energy balance are particularly affected. For the adaptation of animals to changes in their body mass and constitution, endocrine and metabolic factors are of central importance. To perform a differentiated assessment of metabolic disorders in high-yield cows during the peripartal period, possible relationships between calving and relevant parameters (leptin, insulin-like growth factor1 [IGF-1] and non-esterified fatty acids [NEFA]) were examined. The present study involved 28 adult high-pregnant (13 primiparous, 15 pluriparous) cows with normal birth and dystocia, respectively. Analogous to their mothers, the calves were likewise categorized into four groups (cow calve/ normal birth; cow calve/ dystocia; heifer calve/ normal birth; heifer calve/ dystocia). The analyses of leptin, IGF-1 and NEFA in blood serum were performed from 16/14 day ante-partum (a. p.) to day 14 post-partum (p. p.). Leptin and IGF-1 were additionally determined in all newborn calves from birth to 14 days p. p. Hormone concentrations were measured by enzyme immunoassay (EIA). Analyses of NEFA in dairy cows and heifers were carried out using HITACHI 912i device (Roche Diagnostics GmbH, Mannheim) at the laboratory of Large Animal Clinic for Internal Medicine. Independent of course of parturition, no significant differences between heifers and dairy cows were noticed concerning serum leptin during the entire examination period. Especially around calving time, all heifers were more intensively affected with metabolic disorders based on their lower IGF-1 values (114 ± 40 vs. 158 ± 108 ng/ml) as well as significantly higher NEFA (896 ± 273 vs. 705 ± 225 µmol/l, p = 0.05) compared to dairy cows. Calves of heifers had significantly higher IGF-1 values 12 hours after birth (p = 0.005) than calves of dairy cows. Dependent of course of parturition, all cows with dystocia displayed lower leptin concentrations from the beginning of the examination period to 1 day a. p compared to animals with normal calving with significant differences from day 13 to day 11 a. p. (p = 0.009) and from day 7 to day 5 a. p. (p = 0.05). During the entire examination period, no significant differences in the concentrations of IGF-1 and NEFA were found between all cows with a normal and difficult parturition. In pluriparous cows with difficult parturition lower leptin levels were detected during the entire examination period than in animals with normal calving with significant differences a. p. and from day 3 to day 14 p. p. (p < 0.05 and p < 0.01, respectively). Furthermore, higher NEFA concentrations were found from birth until 14 days p. p. in pluriparous cows with dystocia and significant differences at calving (p = 0.05). Calves of pluriparous cows with dystocia had p. p. lower leptin concentrations in comparison to those with normal births with significant differences on day 7 p. p. (p = 0.04). In comparison to heifers with normal birth, those with dystocia displayed significantly higher leptin levels in the period from day 3 to day 14 p. p. (p = 0.004), significantly lower IGF-1 concentrations (from day 10 to day 8 a. p., at birth and from day 3 to day 14 p. p.; each p < 0.01), as well as lower NEFA levels after birth with significant differences 12 hours p. p. (p = 0.008). Heifer calves with difficult parturition presented significantly lower IGF-1 values 12 hours p. p. (p = 0.005) in comparison to those with normal births. The present study underlines the relationship between dystocia and changed serum concentrations of leptin, IGF-1 and NEFA. In summary, it can be concluded that these parameters are suitable for interpretation of metabolic disorders in high-yielding cattle during peripartal period.