Zugl.: Osnabrück, Univ., Diss., 2008

Zugl.: Berlin, Freie Universiẗat, Diss., 2007.

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 den vorliegenden Studien wurde der Fragestellung nachgegangen, wie sich unterschiedliche Fütterungsprotokolle während der Aufzuchtperiode auf den peripartalen Energie- und Fettstoffwechsel und die Insulinsensitivität von Färsen auswirken. Besonderes Augenmerk lag dabei auf der Frage, ob der „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) bei Färsen sinnvoll angewendet werden kann, um eine Aussage hinsichtlich der Insulinsensitivität zu treffen. Auch mögliche Auswirkungen auf das Konzeptionsalter, den Kalbeverlauf, die Milchleistung und die postpartale Morbidität wurden untersucht. Aus 46 Kälbern der Rasse Deutsche Holstein wurden drei Fütterungsgruppen gebildet. Gruppe 1 (n = 18) wurde gemäß den Richtlinien der GfE energetisch optimal gefüttert (Kontrollgruppe), Gruppe 2 (n = 14) wurde intensiv und Gruppe 3 (n = 14) restriktiv gefüttert. Im Abstand von zwei Wochen wurden die Tiere jeweils gewogen. Aus den vorliegenden Daten wurde die durchschnittliche tägliche Körpermassezunahme berechnet. Außerdem wurde zehn, sechs, drei und eine Woche vor der Kalbung sowie zwei Wochen nach der Kalbung die Rückenfettdicke (RFD) sonografisch bestimmt. Weiterhin wurden das Alter bei erfolgreicher Konzeption, Kalbeverlauf sowie Daten der Kälber, Milchleistungsprüfungsdaten und Rastzeit erfasst. Vor und nach der Kalbung wurde aus der Vena caudalis mediana Blut entnommen. Aus dem Serum wurden die Konzentrationen der folgenden Parameter bestimmt: Insulin, Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), Glukose, freie Fettsäuren (FFS), Bilirubin, Cholesterol, Harnstoff, Betahydroxybutyrat (BHB) sowie Gesamteiweiß. Erkrankungen im postpartalen Zeitraum, wie Endometritis, Mastitis, Stoffwechselstörungen, Erkrankungen des Bewegungsapparates sowie Zyklusstörungen wurden ebenfalls in die Studien miteinbezogen. Zur Bestimmung der Insulinsensitivität wurde das Rechenmodell „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) verwendet. Unter Einbeziehung der Serumkonzentrationen von Glukose, Insulin und FFS lautete die Formel RQUICKI = 1/[log (Glukose) + log (Insulin) + log (FFS)]. Ein niedriger Index-Wert bedeutet eine verminderte Insulinsensitivität. Die intensiv aufgezogenen Tiere der Gruppe 2 zeigten mit 13,3 ± 1,0 Monaten ein signifikant (p = 0,003) früheres Konzeptionsalter im Gegensatz zu den Tieren der beiden anderen Gruppen (Gruppe 1: 16,0 ± 1,5 Monate; Gruppe 3: 17,7 ± 1,4 Monate). Eine Woche ante partum wiesen die Tiere der Gruppe 2 eine signifikant (p = 0,022) höhere RFD auf als die Tiere der beiden anderen Gruppen. Der RQUICKI korrelierte eine Woche ante partum signifikant negativ mit der RFD (r = -0,573; p = 0,003). RQUICKI war bei den Tieren der Gruppe 2 eine Woche ante partum signifikant (p < 0,05) niedriger als bei den Tieren der anderen Gruppen. In allen drei Gruppen konnten am dritten Tag post partum die niedrigsten Index-Werte nachgewiesen werden. Aus den errechneten Index-Werten lässt sich für Färsen für die Zeitpunkte eine Woche ante partum sowie vier Wochen post partum ein Referenzbereich von RQUICKI = 0,40 ± 0,04 ableiten. Um den dritten Laktationstag liegt bei Färsen der Referenzbereich von RQUICKI = 0,34 ± 0,02. Die intensiv aufgezogenen Färsen zeigten insgesamt mit 85,7 % die höchste Anzahl an Komplikationen bei der Kalbung, der Unterschied war statistisch allerdings nicht zu sichern. Die unterschiedliche Fütterung wirkte sich weder auf das Geschlecht der Kälber noch auf deren Geburtsgewicht aus. Signifikante Unterschiede (p < 0,05) ergaben sich bei den Serumkonzentrationen von Insulin, IGF-1, FFS und Cholesterol ante partum sowie den Bilirubin- und FFS-Konzentrationen 28 Tage post partum. Es konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede bei den Konzentrationen von Glukose, Harnstoff, BHB und Totalprotein ermittelt werden (p > 0,05). Beim Vergleich der 305-Tage-Milchleistung wiesen die Tiere der Gruppe 2 die niedrigste Milchleistung auf. Eine signifikant (p = 0,039) höhere Inzidenz von postpartalen Zyklusstörungen war bei den Tieren der Gruppe 2 erkennbar. Eine Woche ante partum korrelierte RQUICKI signifikant negativ (r = -0,509, p = 0,008) mit dem Auftreten von Zyklusstörungen post partum. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass durch die Fütterungsintensität während der Aufzuchtperiode die Zuchtreife, der peripartale Energie- und Fettstoffwechsel einschließlich der Insulinsensitivität, die Milchleistung sowie die postpartale Fertilität beeinflusst werden. Aus der intensiven Aufzucht resultieren eine frühere Zuchtreife, höhere Rückenfettdicken, eine gesteigerte peripartale Lipolyse einschließlich reduzierter Insulinsensitivität, eine verminderte Milchleistung und eine schlechtere Fertilität. / The aim of these studies was to investigate how different diets during the rearing period influence peripartal energy and fat metabolism as well as insulin sensitivity of heifers. Special attention was paid to the question if the „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) could be used to estimate insulin sensitivity in heifers. Possible influences on age at first breeding, calving, milk yield and postpartal morbidity were analysed as well. Furthermore, the aim of this investigation was to prove, if different diets at rearing influence the peripartal insulin sensitivity of heifers. 46 German Holstein calves were randomly divided in three groups. Group 1 (n = 18) was fed with an optimal diet (control group) based on recommendations of the German Society of Nutrition Physiology, group 2 (n = 14) was fed with a highly-concentrated diet and group 3 (n = 14) got a low-concentrated diet. In intervals of two weeks the heifers were weighed. With the obtained data the averaged daily weight gain was computed. In addition, ten, six, three and one week ante partum as well as two weeks post partum the backfat thickness (BFT) was measured ultrasonographically. Age at first breeding, calving, data of the calves, milk yield and interval to first service post partum were recorded, too. Before and after calving blood samples were taken from the Vena caudalis mediana. The concentrations of the following parameters were measured in blood serum: Insulin, insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glucose, free fatty acids (FFA), bilirubin, cholesterol, urea, betahydroxybutyrat (BHB) as well as total protein. Furthermore, postpartal diseases like endometritis, mastitis, metabolic disorders, limb diseases and fertility disorders were included. To determine insulin sensitivity a mathematic model called “Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index” (RQUICKI) was used. Serum concentrations of glucose, insulin and FFA were included in the formula RQUICKI = 1/[log (glucose) + log (insulin) + log (FFA)]. A low index value represents a decreased insulin sensitivity. Intensive reared heifers of group 2 reached age at first breeding (13.3 ± 1.0 months) significant (p = 0.003) earlier than heifers of the other both groups (group 1: 16.6 ± 1.5 months; group 3: 17.7 ± 1.4 months). One week ante partum heifers of group 2 showed significant (p = 0.022) higher BFT than heifers of the other groups. At the same timepoint, RQUICKI correlated significant negative with the BFT (r = -0.573; p = 0.003). In heifers of group 2, RQUICKI was significant lower (p < 0.05) one week ante partum than in heifers of the other groups. In all groups, the index values were lowest three days post partum. Based on the received index values reference ranges for RQUICKI in heifers can be proposed. One week ante partum as well as four weeks post partum the reference range for RQUICKI can be defined as RQUICKI = 0.40 ± 0.04. Three days after calving the reference range can be defined as RQUICKI = 0.34 ± 0.02. The intensive reared heifers show with an overall of 85.7 % the most difficulties at calving, but this was statistically not different. The different diets didn’t influence neither the sex of the calves nor their birth weight. Ante partum, serum concentrations of Insulin, IGF-1, FFA and cholesterol differed significantly (p < 0.05) as well as serum concentrations of bilirubin and FFA differed on day 28 post partum. No significant differences could be determined in serum concentrations of glucose, urea, BHB and total protein (p > 0.05). Heifers of group 2 showed the lowest 305-day milk yield. The incidence of postpartal ovarian diseases was significantly (p = 0.039) higher in heifers of group 2. A significant negative correlation (r = -0.509, p = 0.008) existed between RQUICKI ante partum and the incidence of postpartal ovarian diseases. In conclusion, different diets during the rearing period influence age at first breeding, peripartal energy and fat metabolism including insulin sensitivity, milk yield as well as postpartal fertility. An intensive rearing results in an earlier age at first breeding, increased BFT, enhanced peripartal lipolysis as well as reduced insulin sensitivity, decreased milk yield and poorer fertility.

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 den vorliegenden Studien wurde der Fragestellung nachgegangen, wie sich unterschiedliche Fütterungsprotokolle während der Aufzuchtperiode auf den peripartalen Energie- und Fettstoffwechsel und die Insulinsensitivität von Färsen auswirken. Besonderes Augenmerk lag dabei auf der Frage, ob der „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) bei Färsen sinnvoll angewendet werden kann, um eine Aussage hinsichtlich der Insulinsensitivität zu treffen. Auch mögliche Auswirkungen auf das Konzeptionsalter, den Kalbeverlauf, die Milchleistung und die postpartale Morbidität wurden untersucht. Aus 46 Kälbern der Rasse Deutsche Holstein wurden drei Fütterungsgruppen gebildet. Gruppe 1 (n = 18) wurde gemäß den Richtlinien der GfE energetisch optimal gefüttert (Kontrollgruppe), Gruppe 2 (n = 14) wurde intensiv und Gruppe 3 (n = 14) restriktiv gefüttert. Im Abstand von zwei Wochen wurden die Tiere jeweils gewogen. Aus den vorliegenden Daten wurde die durchschnittliche tägliche Körpermassezunahme berechnet. Außerdem wurde zehn, sechs, drei und eine Woche vor der Kalbung sowie zwei Wochen nach der Kalbung die Rückenfettdicke (RFD) sonografisch bestimmt. Weiterhin wurden das Alter bei erfolgreicher Konzeption, Kalbeverlauf sowie Daten der Kälber, Milchleistungsprüfungsdaten und Rastzeit erfasst. Vor und nach der Kalbung wurde aus der Vena caudalis mediana Blut entnommen. Aus dem Serum wurden die Konzentrationen der folgenden Parameter bestimmt: Insulin, Insulin-like growth factor 1 (IGF-1), Glukose, freie Fettsäuren (FFS), Bilirubin, Cholesterol, Harnstoff, Betahydroxybutyrat (BHB) sowie Gesamteiweiß. Erkrankungen im postpartalen Zeitraum, wie Endometritis, Mastitis, Stoffwechselstörungen, Erkrankungen des Bewegungsapparates sowie Zyklusstörungen wurden ebenfalls in die Studien miteinbezogen. Zur Bestimmung der Insulinsensitivität wurde das Rechenmodell „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) verwendet. Unter Einbeziehung der Serumkonzentrationen von Glukose, Insulin und FFS lautete die Formel RQUICKI = 1/[log (Glukose) + log (Insulin) + log (FFS)]. Ein niedriger Index-Wert bedeutet eine verminderte Insulinsensitivität. Die intensiv aufgezogenen Tiere der Gruppe 2 zeigten mit 13,3 ± 1,0 Monaten ein signifikant (p = 0,003) früheres Konzeptionsalter im Gegensatz zu den Tieren der beiden anderen Gruppen (Gruppe 1: 16,0 ± 1,5 Monate; Gruppe 3: 17,7 ± 1,4 Monate). Eine Woche ante partum wiesen die Tiere der Gruppe 2 eine signifikant (p = 0,022) höhere RFD auf als die Tiere der beiden anderen Gruppen. Der RQUICKI korrelierte eine Woche ante partum signifikant negativ mit der RFD (r = -0,573; p = 0,003). RQUICKI war bei den Tieren der Gruppe 2 eine Woche ante partum signifikant (p < 0,05) niedriger als bei den Tieren der anderen Gruppen. In allen drei Gruppen konnten am dritten Tag post partum die niedrigsten Index-Werte nachgewiesen werden. Aus den errechneten Index-Werten lässt sich für Färsen für die Zeitpunkte eine Woche ante partum sowie vier Wochen post partum ein Referenzbereich von RQUICKI = 0,40 ± 0,04 ableiten. Um den dritten Laktationstag liegt bei Färsen der Referenzbereich von RQUICKI = 0,34 ± 0,02. Die intensiv aufgezogenen Färsen zeigten insgesamt mit 85,7 % die höchste Anzahl an Komplikationen bei der Kalbung, der Unterschied war statistisch allerdings nicht zu sichern. Die unterschiedliche Fütterung wirkte sich weder auf das Geschlecht der Kälber noch auf deren Geburtsgewicht aus. Signifikante Unterschiede (p < 0,05) ergaben sich bei den Serumkonzentrationen von Insulin, IGF-1, FFS und Cholesterol ante partum sowie den Bilirubin- und FFS-Konzentrationen 28 Tage post partum. Es konnten keine statistisch signifikanten Unterschiede bei den Konzentrationen von Glukose, Harnstoff, BHB und Totalprotein ermittelt werden (p > 0,05). Beim Vergleich der 305-Tage-Milchleistung wiesen die Tiere der Gruppe 2 die niedrigste Milchleistung auf. Eine signifikant (p = 0,039) höhere Inzidenz von postpartalen Zyklusstörungen war bei den Tieren der Gruppe 2 erkennbar. Eine Woche ante partum korrelierte RQUICKI signifikant negativ (r = -0,509, p = 0,008) mit dem Auftreten von Zyklusstörungen post partum. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass durch die Fütterungsintensität während der Aufzuchtperiode die Zuchtreife, der peripartale Energie- und Fettstoffwechsel einschließlich der Insulinsensitivität, die Milchleistung sowie die postpartale Fertilität beeinflusst werden. Aus der intensiven Aufzucht resultieren eine frühere Zuchtreife, höhere Rückenfettdicken, eine gesteigerte peripartale Lipolyse einschließlich reduzierter Insulinsensitivität, eine verminderte Milchleistung und eine schlechtere Fertilität. / The aim of these studies was to investigate how different diets during the rearing period influence peripartal energy and fat metabolism as well as insulin sensitivity of heifers. Special attention was paid to the question if the „Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index“ (RQUICKI) could be used to estimate insulin sensitivity in heifers. Possible influences on age at first breeding, calving, milk yield and postpartal morbidity were analysed as well. Furthermore, the aim of this investigation was to prove, if different diets at rearing influence the peripartal insulin sensitivity of heifers. 46 German Holstein calves were randomly divided in three groups. Group 1 (n = 18) was fed with an optimal diet (control group) based on recommendations of the German Society of Nutrition Physiology, group 2 (n = 14) was fed with a highly-concentrated diet and group 3 (n = 14) got a low-concentrated diet. In intervals of two weeks the heifers were weighed. With the obtained data the averaged daily weight gain was computed. In addition, ten, six, three and one week ante partum as well as two weeks post partum the backfat thickness (BFT) was measured ultrasonographically. Age at first breeding, calving, data of the calves, milk yield and interval to first service post partum were recorded, too. Before and after calving blood samples were taken from the Vena caudalis mediana. The concentrations of the following parameters were measured in blood serum: Insulin, insulin-like growth factor 1 (IGF-1), glucose, free fatty acids (FFA), bilirubin, cholesterol, urea, betahydroxybutyrat (BHB) as well as total protein. Furthermore, postpartal diseases like endometritis, mastitis, metabolic disorders, limb diseases and fertility disorders were included. To determine insulin sensitivity a mathematic model called “Revised Quantitative Insulin Sensitivity Check Index” (RQUICKI) was used. Serum concentrations of glucose, insulin and FFA were included in the formula RQUICKI = 1/[log (glucose) + log (insulin) + log (FFA)]. A low index value represents a decreased insulin sensitivity. Intensive reared heifers of group 2 reached age at first breeding (13.3 ± 1.0 months) significant (p = 0.003) earlier than heifers of the other both groups (group 1: 16.6 ± 1.5 months; group 3: 17.7 ± 1.4 months). One week ante partum heifers of group 2 showed significant (p = 0.022) higher BFT than heifers of the other groups. At the same timepoint, RQUICKI correlated significant negative with the BFT (r = -0.573; p = 0.003). In heifers of group 2, RQUICKI was significant lower (p < 0.05) one week ante partum than in heifers of the other groups. In all groups, the index values were lowest three days post partum. Based on the received index values reference ranges for RQUICKI in heifers can be proposed. One week ante partum as well as four weeks post partum the reference range for RQUICKI can be defined as RQUICKI = 0.40 ± 0.04. Three days after calving the reference range can be defined as RQUICKI = 0.34 ± 0.02. The intensive reared heifers show with an overall of 85.7 % the most difficulties at calving, but this was statistically not different. The different diets didn’t influence neither the sex of the calves nor their birth weight. Ante partum, serum concentrations of Insulin, IGF-1, FFA and cholesterol differed significantly (p < 0.05) as well as serum concentrations of bilirubin and FFA differed on day 28 post partum. No significant differences could be determined in serum concentrations of glucose, urea, BHB and total protein (p > 0.05). Heifers of group 2 showed the lowest 305-day milk yield. The incidence of postpartal ovarian diseases was significantly (p = 0.039) higher in heifers of group 2. A significant negative correlation (r = -0.509, p = 0.008) existed between RQUICKI ante partum and the incidence of postpartal ovarian diseases. In conclusion, different diets during the rearing period influence age at first breeding, peripartal energy and fat metabolism including insulin sensitivity, milk yield as well as postpartal fertility. An intensive rearing results in an earlier age at first breeding, increased BFT, enhanced peripartal lipolysis as well as reduced insulin sensitivity, decreased milk yield and poorer fertility.