Prof. Dr. Jörg R. Aschenbach Institut für Veterinär ... · 3 Wie kann die Kuh azidotische...

Prof. Dr. Jörg R. AschenbachInstitut für Veterinär-Physiologie

Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

http://artboom.de

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Propionsäure: 33 mol/d~ 2,5 kg/d

Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

Beispiel Hochleistungskuh:TS-Aufnahme: 22 kg/dSäureproduktion: ~ 110 mol/d

Essigsäure: 66 mol/d~ 4 kg/d

http://www.saymo.de

100%

Buttersäure: 11 mol/d~ 1 kg/d

Σ organische Säuren: 110 mol/d~7,5 kg/d

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Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

Beispiel Hochleistungskuh:TS-Aufnahme: 22 kg/dSäureproduktion: ~ 110 mol/d

Σ organische Säuren: 110 mol/d~7,5 kg/d

www.real.de

äquivalent zu 200 Flaschen5-%iger Haushaltsessig

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Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

Beispiel Hochleistungskuh:TS-Aufnahme: 22 kg/dSäureproduktion: ~ 110 mol/d

Σ organische Säuren: 110 mol/d~7,5 kg/d

äquivalent zu 5 m³ mit Essig gewürzte Linsensuppe

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Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

1. Verhinderung der Säurebildung

2. Pufferung der freigesetzten Protonen

3. Beschleunigung der Säureresorption

4. Beschleunigung des Säureabflusses

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

Prof. Dr. Jörg R. AschenbachInstitut für Veterinär-Physiologie

Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

1. Verhinderung der Säurebildung

2. Pufferung der freigesetzten Protonen

3. Beschleunigung der Säureresorption

4. Beschleunigung des Säureabflusses

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

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Verminderung der Futteraufnahme

Das will wirklich keiner …Das will wirklich keiner …

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

www.fotocommunity.de/pc/pc/display/18128033

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Prägastrische Glukoseresorption

Zeit (min)70 80 110 140In

trar

umin

ale

D-G

luko

se (

mm

ol)0

100

200

300

*

• Isoliertes und gewaschenes Retikulorumen• 15 L Versuchspuffer mit 14 mM Glukose• Mittelwerte ± SEM• *p < 0,05 vs. t = 80 min

CO2

N = 4

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

Die prägastrische Glukoseresorption ist

hocheffizient.(Kapazität: ca. 2 kg/d)

Die prägastrische Glukoseresorption ist

hocheffizient.(Kapazität: ca. 2 kg/d)

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Glukoseresorption vs. SCFA-Resorption

InitialeKonzentration

(mM)

FraktionelleVerschwindensrate

(%/h)

D-Glukose 14.0 ± 1.3 59 ± 12

Azetat 22.7 ± 2.3 52 ± 5

Propionat 8.7 ± 1.4 67 ± 7

n-Butyrat 3.2 ± 0.5 56 ± 5

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

• Isoliertes und gewaschenes Retikulorumen• 15 L Versuchspuffer• Mittelwerte ± SEM• *p < 0,05 vs. t = 80 min

Die prägastrische Glukoseresorption ist

ähnlich effizient wie die SCFA-Resorption

Die prägastrische Glukoseresorption ist

ähnlich effizient wie die SCFA-Resorption

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Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

1. Verhinderung der Säurebildung

2. Pufferung der freigesetzten Protonen

3. Beschleunigung der Säureresorption

4. Beschleunigung des Säureabflusses

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

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Säurepufferung im Pansen

Pansen

pKa = 6,1

pKa = 7,2HPO4

2-

HCO3-

• hohe Basissekretion im Vergleich zum Monogastrier• alkalischer pH-Wert: 8,2• hohe Pufferkonzentration: ca. 120 mM HCO3

-

ca. 20 mM HPO42-

• Sekretion steigt mit TS-Aufnahme und Faseranteil (Kauzeit )

Speichel:

Speichelsekretion neutralisiert bis zu 40%

der freigesetzten Protonen(Allen 1997; Aschenbach et al. 2011)

Speichelsekretion neutralisiert bis zu 40%

der freigesetzten Protonen(Allen 1997; Aschenbach et al. 2011)

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Speichelsekretion und Azidoseschutz

Versuchsbedingungen:• 4 Diäten

• Rauhfutter-Konzentrat-Verhältnis 40:60 und 60:40

• Milch, 27 kg/d

• DMI, 18 kg/d

• Kein Effekt der Diät auf Speichelsekretion

Speichelsekretion beim Fressen, mL / min

50 100 150 200 250 300 350D

auer

< p

H 5

.8,

h / d

0

6

12

18

24r² = 0,23P < 0,01

Obwohl Speichel ein bedeutsamer Puffer ist garantiert eine hohe Speichelsekretionsrate keinen

berechenbaren Schutz vor einer Pansenazidose

Obwohl Speichel ein bedeutsamer Puffer ist garantiert eine hohe Speichelsekretionsrate keinen

berechenbaren Schutz vor einer Pansenazidose

Aschenbach et al., 2011

n = 8

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

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Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

1. Verhinderung der Säurebildung

2. Pufferung der freigesetzten Protonen

3. Beschleunigung der Säureresorption

4. Beschleunigung des Säureabflusses

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MorphologischeAnpassung des Epithels: Zirka-annuale Variation der Pansenmorphologie

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

Impala A: Blattäsung

B: Grasäsung

Thomson-Gazelle C: Regenzeit

D: Trockenzeit

Rothirsch E: Sommeräsung

F: Winteräsung

G: Konzentratfütterung

im Winter

Hofmann & Schnorr 1982

15J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

CO2

Speichel

Gäbel et al. 1991

• gewaschenesReticulorumen

• SCFA-Konzentration: 70 mM (2,5 L)

• Mittelwerte + SEM

• */**p < 0,05/0,01

• n = 6

SC

FA (m

mol

·h-1

)

0

20

40

60** Heu

Konzentrat

70 mMSCFA

HC

O3 (

mm

ol·h

-1)

-40

-20

0

20

**70 mMSCFA

**

0 mMSCFA

Adaptation derSCFA-Resorption in vivo

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• Ussing-Kammer

• Azetatkonz.: 10 mMButyrataufnahme, nmol / (mg protein · min)

0 3 6 9 12 15 18 21

Dau

er <

pH

5.8

, h

/ 3 h

0

1

2

3

r² = 0,40P < 0,01

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

Gäbel et al. 1991

SCFA-Resorptionund Azidoseanfälligkeit

Azetataufnahme, nmol / (mg protein · min)

0 3 6 9 12 15 18 21

Dau

er <

pH

5.8

, h

/ 3 h

0

1

2

3

r² = 0,51P < 0,01

n = 17

Aschenbach et al. 2011

Prof. Dr. Jörg R. AschenbachInstitut für Veterinär-Physiologie

Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-

stoffwechsels kompensieren

1. Verhinderung der Säurebildung

2. Pufferung der freigesetzten Protonen

3. Beschleunigung der Säureresorption

4. Beschleunigung des Säureabflusses

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

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Pansen

LaktatSCFA

Säureabfluss aus dem Pansen

• 15% Schaf (v. Engelhardt und Hauffe, 1975)• 15 – 20% Jungrinder (Edrise und Smith, 1977)• 29% Milchkühe im Erhaltungsbedarf (Tamminga und van Vuuren, 1988)• 39% Milchkühe bei 4x Erhaltungsbedarf (Tamminga und van Vuuren, 1988)• 50% Hochlaktation, Frischgras + Konzentratfütterung (Resende Jr. et al. 2006)

Ein beschleunigter Säureabfluss wird durch

leicht fermentierbareRationen mit hohem

Frischgrasanteil erreicht

Ein beschleunigter Säureabfluss wird durch

leicht fermentierbareRationen mit hohem

Frischgrasanteil erreicht

J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

19J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012

www.agriculture.gov.ie

Labmagenulzera

• 15% Schaf (v. Engelhardt und Hauffe, 1975)• 15 – 20% Jungrinder (Edrise und Smith, 1977)• 29% Milchkühe im Erhaltungsbedarf (Tamminga und van Vuuren, 1988)• 39% Milchkühe bei 4x Erhaltungsbedarf (Tamminga und van Vuuren, 1988)• 50% Hochlaktation, Frischgras + Konzentratfütterung (Resende Jr. et al. 2006)

• Schweiz: 20.5% (Braun et al. 1991)DDR: 50,7 bis 81% (Johannsen et al. 1989)

• SCFA beim Rind kausal wenig in Erwägung gezogen

• keine typische Begleiterkrankung der Pansenazidose !• bei Pansenazidose: Abfluss ↓ da Pansenmotorik ↓

• gehäuft auftretend bei• hoher Milchleistung• Stickstoffdüngung• 2-3 Wochen nach Regenperioden• junges, schnellwachsendes Gras

(Aukema & Breunik 1974)

Säureabfluss aus dem Pansen

Ein beschleunigter Säureabfluss ist nicht erstrebenswert, da er

die Probleme verlagert

Ein beschleunigter Säureabfluss ist nicht erstrebenswert, da er

die Probleme verlagert

Prof. Dr. Jörg R. AschenbachInstitut für Veterinär-Physiologie

AzidoseschutzResorptionskapazität des Pansenepithels• Hauptdeterminante für die Azidoseanfälligkeit• SCFA- und Glukoseresorption• morphologische und funktionelle Adaptation

Speichelsekretion• puffert große Mengen Protonen ab• kein kalkulierbarer Azidoseschutz

Säureabfluss• schädigt Labmagen• bei Azidose ↓

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Danke schön!Glukoseresorption RindNiels B. Kristensen

Petra Philipp

SCFA-AufnahmeGregory B. Penner

Reiko RackwitzMasahito Oba

Gotthold GäbelAnke Schmidt-Mähne

Pfizer Animal Health & Alberta Livestock Industry Development Fund

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