Klinikum Veterinärmedizin, Klinik für Klinikum Veterinärmedizin, Klinik für Geburtshilfe, Gynäkologie und Geburtshilfe, Gynäkologie und

Andrologie der Groß- und Kleintiere mit Andrologie der Groß- und Kleintiere mit tierärztlicher Ambulanz tierärztlicher Ambulanz

der Justus-Liebig-Universität Gießender Justus-Liebig-Universität Gießen

M. Herr, H. Bostedt, P. LackM. Herr, H. Bostedt, P. Lack

Maternaler Immunglobulinstatus in der peripartalen Periode und Maternaler Immunglobulinstatus in der peripartalen Periode und

dessen Korrelation zur Konzentrationen an IgG und IgM im dessen Korrelation zur Konzentrationen an IgG und IgM im

Kolostrum von Milchkühen; Bedeutung für die passive Kolostrum von Milchkühen; Bedeutung für die passive

Immunisierung des bovinen NeonatenImmunisierung des bovinen NeonatenDieses Forschungsvorhaben wurde gefördert durch Mittel aus der H. Wilhelm Schaumann Stiftung Dieses Forschungsvorhaben wurde gefördert durch Mittel aus der H. Wilhelm Schaumann Stiftung

Immunstatus boviner NeonatenImmunstatus boviner Neonaten

Bovine Neonaten verfügen zum Zeitpunkt der Geburt über Bovine Neonaten verfügen zum Zeitpunkt der Geburt über keine maternalen Antikörper (Warko und Bostedt, 1993; keine maternalen Antikörper (Warko und Bostedt, 1993; Stengel, 1998; Bender und Bostedt, 2009; Lack, 2009)Stengel, 1998; Bender und Bostedt, 2009; Lack, 2009)

Ursache: Plazenta epitheliochorialis cotyledonaria (Schnorr, Ursache: Plazenta epitheliochorialis cotyledonaria (Schnorr, 1996; Bostedt, 2004)1996; Bostedt, 2004)

Stoffaustausch lediglich durch Endo- und ExozytoseStoffaustausch lediglich durch Endo- und Exozytose

Keine erleichterte Diffusion zum Transport höhermolekularer Keine erleichterte Diffusion zum Transport höhermolekularer SubstanzenSubstanzen

Makromoleküle (IgG/IgM) können die Plazentabarriere nicht Makromoleküle (IgG/IgM) können die Plazentabarriere nicht penetrierenpenetrieren

Kolostraler ImmunglobulingehaltKolostraler Immunglobulingehalt

Globale Ansicht: Kolostrum sollte qualitativ hochwertig seinGlobale Ansicht: Kolostrum sollte qualitativ hochwertig sein

Feldstudien zeigten jedoch, dass der kolostrale Feldstudien zeigten jedoch, dass der kolostrale Immunglobulingehalt (IgG und IgM) hohen individuellen Immunglobulingehalt (IgG und IgM) hohen individuellen Schwankungen unterliegtSchwankungen unterliegt

IgGIgG: 8,2 mg/ml bis 156,1 mg/ml: 8,2 mg/ml bis 156,1 mg/ml

IgMIgM: 1,6 mg/ml bis 44,4 mg/ml: 1,6 mg/ml bis 44,4 mg/ml

(Brandon et al., 1971; Husband et al., 1972; Eigenmann(Brandon et al., 1971; Husband et al., 1972; Eigenmannet al., 1983; Stengel, 1998; Lack, 2006; Bender und et al., 1983; Stengel, 1998; Lack, 2006; Bender und Bostedt, 2009; Herr, 2009)Bostedt, 2009; Herr, 2009)

Fragestellung der StudieFragestellung der Studie

Folgende Fragestellungen waren für die vorgestellte Folgende Fragestellungen waren für die vorgestellte Untersuchung von Relevanz:Untersuchung von Relevanz:

– Besteht eine Abhängigkeit zwischen derBesteht eine Abhängigkeit zwischen dermaternaler Immunglobulinsyntheseleistung und der maternaler Immunglobulinsyntheseleistung und der kolostralen Konzentration ?kolostralen Konzentration ?

– Welche Auswirkungen hat dies auf die passive Welche Auswirkungen hat dies auf die passive Immunisierung des bovinen Neonaten ?Immunisierung des bovinen Neonaten ?

– Wie sind die physiologischen humoralen Wie sind die physiologischen humoralen Immunglobulinkonzentrationen im Zeitraum von der Immunglobulinkonzentrationen im Zeitraum von der Trockenstellung (8. Woche a.p.) bis zur 4. Woche p.p. ?Trockenstellung (8. Woche a.p.) bis zur 4. Woche p.p. ?

Material und MethodenMaterial und Methoden

Untersuchungsdesign:Untersuchungsdesign:

– Probandenkollektiv: n = 46 Tiere, der Rassen Probandenkollektiv: n = 46 Tiere, der Rassen HF SB und HF RB HF SB und HF RB

Studie A (Herr, 2009):Studie A (Herr, 2009): n = 18n = 18

– Milchrinder der Rassen HF SB und HF RB im Alter von 3 bis 9 Milchrinder der Rassen HF SB und HF RB im Alter von 3 bis 9 JahrenJahren

Studie B (Lack, 2009):Studie B (Lack, 2009): n = 28 n = 28

– Vital geborene, mature und eutrophe, gesunde Kälber der Vital geborene, mature und eutrophe, gesunde Kälber der Rasse HF SBRasse HF SB

Material und MethodenMaterial und Methoden

Methode:Methode:– Die humorale IgG- und IgM-Die humorale IgG- und IgM-

Titer wurden mittels neu Titer wurden mittels neu entwickelten und evaluierten entwickelten und evaluierten kompetitiven ELISA´s kompetitiven ELISA´s bestimmtbestimmt

(Stengel, 1998; Bender und Bostedt, 2008)(Stengel, 1998; Bender und Bostedt, 2008)

– Vorteile gegenüber sRidVorteile gegenüber sRid

wesentlich sensitiver und wesentlich sensitiver und spezifischerspezifischer

schnellerschneller

große Probenseriengroße Probenserien(Gränzer, 1986; Bender und Bostedt, 2008)(Gränzer, 1986; Bender und Bostedt, 2008)

Peripartaler humoraler Immunstatus bei Peripartaler humoraler Immunstatus bei MilchrindernMilchrindern

Rapider Abfall Rapider Abfall des IgG von der des IgG von der 8. Woche a.p. zur 8. Woche a.p. zur Geburt hin Geburt hin (p < 0,001)(p < 0,001)Stagnation in der Stagnation in der 1. Woche p.p.1. Woche p.p.Egalisierung bis Egalisierung bis zur 4. Woche p.p.zur 4. Woche p.p.(p < 0,001)(p < 0,001)

IgG

Maternale peripartale Maternale peripartale ImmunglobulinsituationImmunglobulinsituation

Konstanz zwischen Konstanz zwischen 8. und 4. Woche a.p. 8. und 4. Woche a.p. (p > 0,05)(p > 0,05)

Abfall des IgM Abfall des IgM zwischen 4. Woche zwischen 4. Woche a.p. zum Partus a.p. zum Partus (p < 0,001)(p < 0,001)

Erniedrigtes Niveau Erniedrigtes Niveau bis zur 4. Woche bis zur 4. Woche p.p.p.p.(p > 0,05)(p > 0,05)

IgM

– IgG:IgG: Kreuzkorrelation (T4): Kreuzkorrelation (T4): r = 0,27 (p < 0,01)r = 0,27 (p < 0,01)Kreuzkorrelation (fT4): Kreuzkorrelation (fT4): r = 0,31 (p < 0,001)r = 0,31 (p < 0,001)

– IgM:IgM: Kreuzkorrelation (T4): Kreuzkorrelation (T4): r = 0,26 (p < 0,01)r = 0,26 (p < 0,01)Kreuzkorrelation (fT4): Kreuzkorrelation (fT4): r = 0,24 (p < 0,01)r = 0,24 (p < 0,01)

T4 fT4

T3fT3

– IgG:IgG:YY = 1,76x + = 1,76x + 39,8739,87rr = 0,56= 0,56(p = 0,02)(p = 0,02)

– IgM:IgM:

YY = - 0,12x + = - 0,12x + 11,1711,17rr = - 0,05= - 0,05(p = 0,86)(p = 0,86)

Maternale peripartale Maternale peripartale ImmunglobulinsituationImmunglobulinsituation

Ausgangskonzentration: p < 0,05

präpartaler Abfall: p <

0,05

kolostrale IgG-Konzentration: p <

0,05

Maternale peripartale Maternale peripartale ImmunglobulinsituationImmunglobulinsituation

a:b p < 0,05a:b p < 0,05 c:d p < c:d p < 0,050,05 e:f p <e:f p < 0,050,05 g:h p < 0,05g:h p < 0,05

präpartaler präpartaler

IgG-Abfall IgG-Abfall

(mg/ml)(mg/ml)

nn

IgG-IgG-

Konzentration 8. Konzentration 8.

Woche a.p.Woche a.p.

präpartaler präpartaler

intravasaler IgG-intravasaler IgG-

Abfall Abfall

kolostrale IgG-kolostrale IgG-

KonzentrationKonzentration

IgG-Konzentration IgG-Konzentration

4. Woche p.p. 4. Woche p.p.

≥ ≥ 2121 9945,5 ± 5,145,5 ± 5,1

(a)(a)

30,7 ± 7,2 30,7 ± 7,2

(c)(c)

89,9 ± 37,4 89,9 ± 37,4

(e)(e)

38,0 ± 11,538,0 ± 11,5

(g)(g)

< 21< 21 9928,0 ± 9,528,0 ± 9,5

(b)(b)

12,9 ± 6,112,9 ± 6,1

(d)(d)

61,0 ± 22,361,0 ± 22,3

(f)(f)

27,6 ± 9,227,6 ± 9,2

(h)(h)

Neonatale ImmunglobulinsituationNeonatale Immunglobulinsituation

a : b p < 0,05

c : d p < 0,05

a/c : b/d p < 0,05

0

5

10

15

20

25

mg/ml

> 35 mg/ml < 35 mg/ml

intravasales IgG Kalb (24 h p.n.)

> 35 mg/ml < 35 mg/ml

Kolostrale Kolostrale IgG-IgG-

KonzentrationKonzentration

Intravasale Intravasale IgG-IgG-

Konzentration Konzentration 24 h p.n. 24 h p.n.

< 35 < 35 mg/mlmg/ml 20,5 20,5 ± 6,3 ± 6,3 aa 14,1 14,1 ± 6,9± 6,9 c c

> 35 > 35 mg/mlmg/ml 57,9 57,9 ± 15,9± 15,9 b b 23,3 23,3 ± 10,9± 10,9 d d

Immunglobulinsituation bei Milchrindern Immunglobulinsituation bei Milchrindern und Kälbernund Kälbern

Schlußfolgerungen:Schlußfolgerungen:

– Die Versorgung des bovinen Neonaten mit Antikörpern ist Die Versorgung des bovinen Neonaten mit Antikörpern ist abhängig von der möglichen Transfermenge an abhängig von der möglichen Transfermenge an Immunglobulinen vom maternalen Blut ins Euter im letzten Immunglobulinen vom maternalen Blut ins Euter im letzten Trimester der Gravidität.Trimester der Gravidität.

– Diese umzukompartimentierende Menge an Diese umzukompartimentierende Menge an Immunglobulinen wird limitiert durch:Immunglobulinen wird limitiert durch:

– die humorale Ausgangskonzentration zum Zeitpunkt der die humorale Ausgangskonzentration zum Zeitpunkt der TrockenstellungTrockenstellung

– die maternale Synthesefähigkeitdie maternale Synthesefähigkeit(individuelle biologisch vorgegebene Normwertkonzentrationen ?)(individuelle biologisch vorgegebene Normwertkonzentrationen ?)

– Eine gute passive Immunisierung des Kalbes ist nur mit Eine gute passive Immunisierung des Kalbes ist nur mit hochwertigem Kolostrum (> 35 mg/ml) möglichhochwertigem Kolostrum (> 35 mg/ml) möglich

AusblickAusblick

Mögliche Maßnahmen:Mögliche Maßnahmen:

– Selektion und Zucht von Milchrindern mit hoher Ig-Selektion und Zucht von Milchrindern mit hoher Ig-Synthesefähigkeit und hohen Synthesefähigkeit und hohen Ausgangskonzentrationen zum Zeitpunkt der Ausgangskonzentrationen zum Zeitpunkt der TrockenstellungTrockenstellung

– Entwicklung eines kommerziellen Schnelltests Entwicklung eines kommerziellen Schnelltests (Strip-Technik) auf Basis des ELISA zur Sofort-(Strip-Technik) auf Basis des ELISA zur Sofort-Diagnostik (Muttertiere, (Kolostrum), Kalb)Diagnostik (Muttertiere, (Kolostrum), Kalb)

– Beispiel: SnapBeispiel: Snap®®Foal IgGFoal IgG

Vielen Dank für Ihre Vielen Dank für Ihre AufmerksamkeitAufmerksamkeit

– Keine Keine

signifikanten signifikanten

Differenzen zur Differenzen zur

Parität beiParität bei

IgG (p > 0,05) undIgG (p > 0,05) und

IgM (p > 0,05)IgM (p > 0,05)

IgG

ParitätParität nnIgM-Konzentration 4. IgM-Konzentration 4.

Woche a.p. (mg/ml)Woche a.p. (mg/ml)

präpartaler präpartaler

intravasaler IgM-intravasaler IgM-

Abfall (mg/ml)Abfall (mg/ml)

präpartaler präpartaler

intravasaler IgM-intravasaler IgM-

Abfall (%)Abfall (%)

≤ ≤ 22 88 4,84,8 1,81,8 36,736,7

≥ ≥ 33 1010 8,48,4 3,53,5 41,741,7

ParitätParität nnIgG-Konzentration 8. IgG-Konzentration 8.

Woche a.p. (mg/ml)Woche a.p. (mg/ml)

präpartaler präpartaler

intravasaler IgG-intravasaler IgG-

Abfall (mg/ml)Abfall (mg/ml)

präpartaler präpartaler

intravasaler IgG-intravasaler IgG-

Abfall (%)Abfall (%)

≤ ≤ 22 88 37,337,3 23,123,1 59,159,1

≥ ≥ 33 1010 36,336,3 20,820,8 57,357,3

IgM

Peripartaler humoraler Immunstatus bei Peripartaler humoraler Immunstatus bei MilchrindernMilchrindern

Relativ konstant Relativ konstant zwischen der 8. zwischen der 8. Woche a.p. bis 1 Woche a.p. bis 1 Tag a.p. Tag a.p. (p > 0,05)(p > 0,05)

Sprunghafter Sprunghafter Anstieg i.p.Anstieg i.p.(p < 0,001)(p < 0,001)

24 Stunden p.p. 24 Stunden p.p. wieder auf wieder auf BasalniveauBasalniveau(p < 0,001)(p < 0,001)

Kortisol

IgG IgM

Kortisol