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Prof. Dr. Jörg R. AschenbachInstitut für Veterinär-Physiologie
Wie kann die Kuh azidotischeBelastungen des Pansen-
stoffwechsels kompensieren
http://artboom.de
2
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
4
www.steinheimer-tankhandel.de
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
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
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
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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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)
J.R. Aschenbach: Pansen-Workshop, 6. Leipziger Tierärztekongress, 19. Januar 2012
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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
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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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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Prof. Dr. Jörg R. AschenbachInstitut für Veterinär-Physiologie
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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