Metabolische Erkrankungen beim Rind in der peripartalen Periode H Bostedt, M Herr Klinik für Geburtshilfe, Gynäkologie und Andrologie der Groß- und Kleintiere mit Tierärztlicher Ambulanz der Justus-Liebig-Universität Gießen (Deutschland)

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Gliederung Allgemeine Anmerkungen zum Belastungssyndrom beim Milchrind in der peripartalen Periode Ausführungen zu metabolischen Erkrankungen Elektrolythomöostasestörung (Gebärparese) Störungen im Kohlenhydratstoffwechsel

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Im letzten Trimester der Gravidität, unter der Geburt sowie in den ersten Wochen der Laktation besteht besonders beim Milchrind, aber auch eingeschränkt beim Fleischrind, eine labile Stoffwechsellage

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Als Gründe dafür sind aufzuführen Expressives Wachstum des Feten in den letzten 6 Wochen a.p. Entzug von Kohlenhydraten, Proteinen, Lipiden, Elektrolyten, Vitaminen, Oligoelementen aus dem maternalen Organismus Zunahme des Volumens an Allantois- und Ammnionflüssigkeit Entzug von H2O und Elektrolyten Beginnende Kolostrogenese (15 – 20 d a.p.) Entzug von Proteinkomplexen, Lipid- und Kohlenhydraten sowie von Elektrolyten, Oligoelementen, Hormonen und Vitamimen

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Wehenbildung sub partu Entzug von großen Mengen an Energie Abfluss von Ca2+ Einsetzende Galaktopoese mit rascher Steigerung bis zur maximalen Leistung Entzug von H2O, Kohlenhydraten, Proteinen, Lipiden, Elektrolyten (Na, Ca, P), Oligoelementen, Vitaminen, Hormonen (Insulin?, T3, STH) Uterine Regenerationsvorgänge und wieder beginnende Ovarfunktion Entzug von Energie

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Foetal fluids Foetal developement Blood plasma glucose concen- tration

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Diese beispielhaft aufgeführten Prozesse im peripartalen Abschnitt eines Rindes bedeuten eine metabolische Belastung des maternalen Organismus, wobei besonders in Anspruch genommen werden Energiestoffwechsel Elektrolytstoffwechsel Oligoelement- und Vitaminreserven

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Gesteigert sind im letzten Trimester der Gravidität und in der Geburt im maternalen Organismus Leberstoffwechsel Nierenfunktion Intestinale Resorptionsvorgänge Herztätigkeit Lungenfunktion mit Gasaustauch Blutbildungssystem Funktion des Knochengewebes

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Inzidenz an peripartalen Krankheiten (David et al. 1998; J. Dairy Sci) Krankheit Inzidenz Ret. Sec. Gebärparese Ketose Endometritis 1,3 – 39,2 % 0,03 – 22,3 % 1,3 – 18,3 % ≤ 40 % (Lewis, 1997; J. Dairy Sci.)

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Kortisol Glukosekonzentration

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum T3-Konzentration fT3-Konzentration Herr und Bostedt 2007

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum IgG-Konzentration bei Kühen nach Eutokie IgM-Konzentration bei Kühen nach Eutokie Herr und Bostedt 2007

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Neben der metabolischen Belastung besteht auch eine labile Situation in der Immunlage beim Milchrind in der peripartalen Periode

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Daraus ist abzuleiten, dass Stoffwechselimbalanzen und Infektionsgefahr im peripartalen Zeitraum Faktoren sind, die nicht unabhängig voneinander interpretiert werden dürfen. Vielmehr stehen sie in gegenseitiger Abhängigkeit

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Zusammenhang zwischen metabolischer Lage und Infektionsmanifestation Labile metabolische Lage Gefahr der lokalen und Immunsuppression und generalisierten a.p. / i.p. Infektion p.p. Zusätzliche Belastung Manifestation von von Leber- pathogenen Keimen (Intoxikation) und im Uterus / Euter Nierenfunktion p.p. mit negativer Folge auf den Gastrointestinaltrakt

Elektrolythomöostasestörung

Situation der Elektrolythomöostase i.p. + p.p. Konzentration von Ca2+ im Blut im Vergleich Färse / Kuh Konzentration von Pa im Blut im Vergleich Färse / Kuh Seyrek / Bostedt 2007

Situation der Elektrolythomöostase i.p. + p.p. Konzentration von Ca2+ im Blut im Vergleich Eutokie / Dystokie Konzentration von Pa im Blut im Vergleich Eutokie / Dystokie Seyrek / Bostedt 2007

Regulation des Ca-Stoffwechsels Für die Regulation der Ca-Homöostase im Organismus ist nur das Ca-Ion von Relevanz 40% des intravasalen Ca ist ionisiert, 60% an Protein gebunden Die Ca-Plasma-Konzentration wird geregelt durch Parathormon (PTH) Calcitonin Calcitriol (biol. akt. Vit D3) Knochen, Darm und Niere sind wichtige Zielorgane

Gebärparese im peripartalen Zeitraum (Elektrolythomöostasestörung) Das Krankheitsbild der Gebärparese ist seit mehr als 200 Jahren bekannt und wurde auch fälschlicherweise als „Milchfieber“bezeichnet Die Gebärparese stellt eine Elektrolythomöostasestörung dar und beschränkt sich nicht mehr allein auf eine monofaktorielle Hypocalcaemie Früher waren vorwiegend ältere Kühe betroffen, heute tritt die Krankheit bereits bei Kühen nach ≥ 2. Geburt oder sogar bei Primiparae auf

Gebärparese im peripartalen Zeitraum (Elektrolythomöostasestörung) Zeitpunkt des Auftretens klinisch akuter Elektrolythomöostasestörungen Hauptsächlich: unmittelbar p.p. Vereinzelt: ante partum zum Zeitpunkt der Hochlaktation

Gebärparese im peripartalen Zeitraum (Elektrolythomöostasestörung) Die Symptomatik dieser Erkrankung hat sich in den letzten 30 Jahren geändert Gründe dafür sind die polyfaktoriellen Dysregulationen in der Elektrolythomöostase bei Hochleistungsrindern im peripartalen Zeitraum auf der Grundlage einer gestörten Hormon- und enterale Resorptionslage

Gebärparese Zu unterscheiden sind auf Grund der Elektrolythomöostasestörung folgende Krankheitsbilder: Klassische Form der Hypocalcaemie (Ca ) mit beeinträchtigtem Sensorium Neuere Form der schlaffen Lähmung bei erhaltenem oder wenig gestörtem Sensorium (Ca P ) Atypische Form (P ) Tetanoide Form (Ca Mg )

signifikante Absenkung Normwert Gebärparese Resultate der Laboruntersuchungen von Patienten mit Gebärparese im Akutstadium Typisierung (GP-Typ) des Krankheitsbildes nach Art der Elektrolythomöostasestörung Typ I Typ II Typ III Typ IV Typ V Ca Pa Mg signifikante Absenkung Normwert

Gebärparese Folgen der akuten Elektrolythomöostasestörung für die Stoffwechselfunktionen beim Rind: Ca++: Faktor bei der elektromechanischen Koppelung der Muskelkontraktion (glatte und quergestreifte Muskelzellen) und bei der Reizübertragung im Nervensystem Pa: Nur in Verbindung mit der Orthophosphorsäure im Organismus aktiv. Beteiligt am Aufbau der Nukleinsäuren, der energiereichen Verbindungen (ATP, GTP), Phosphoproteine und Enzyme Mg: Cofaktor von 300 Enzymen unter anderem für den Energiestoffwechsel; beteiligt an der Reizübertragung im Nervensystem

Diagnostik der Elektrolythomöostasestörung Allgemeine Parameter: T°, Atem-, Herzfrequenz ARD-Test: Appetit Rumination = 3 Punkte Defäkation Sensorium: ungetrübt somnolent = 2 Punkte Koma Hauttemperatur: kaudal (Grad der Hypo- kranial = 3 Punkte thermie) Akren

Gebärparese Prodromalstadium Akutstadium Ausprägung des Krankheitsbildes im Akutstadium abhängig von der Absenkung Ca2+ Bei alleiniger Pa Symptome: Parese leicht reduzierte Pansen-Darm-Tätigkeit Sensorium ungetrübt Periphere Ca2+-Absenkung geht mit Hypothermie Reduzierung der gastroenteralen Aktivität einher

Diagnostik der Elektrolythomöostasestörung Laboruntersuchung Elektrolyte: Ca gesamt Ca 2+ Pa Mg Enzyme: Creatinphosphokinase (CK) Glutamatdehydrogenase (GLDH) Bilirubin Hydroxybutyrat (HBA)

Hypothermie der Oberfläche Gebärparese Rangkorrelationskoeffizient nach Spearman zwischen Plasmaelektrolytkonzentrationen und Parametern der klinischen Befunderhebung Klin. Kriterien Ca Pa Mg Sensorium Hypothermie der Oberfläche ARD-Test Uterustonus -0,614xxxx -0,548xxxx 0,663xxxx 0,582xxxx -0,343x -0,377x 0,312 - Roesch / Bostedt 2000 x = p ≤ 0,05 xxxx = p ≤ 0,0001

Check-Liste für die akute oder subakute Verlaufsform einer bovinen Elektrolythomöostasestörung p.p. Kriterium gesunde Kuh erkrankte Kuh Appetit Rumination Defäkation 1 Sensorium ungetrübt somnolent Koma Hauttemperatur kaudal cranial Akren 2 3 Gesamtzahl 8 0 - 6 0 – 1 somnolente oder komatöse Kuh (starke Absenkung des Ca2+) 2 – 4 Kuh mit Verdacht auf Störungen in der Ca2+ und Pa-Bilanz 4 – 6 Kuh mit Verdacht auf Störung in der Pa-Bilanz 6 – 8 Verdacht auf Prodromalstadium

Gebärparese Die Elektrolythomöostasestörungen gingen bei Patienten mit akuter Gebärparese mit einer Niveauerhöhung im Blut der Glukose p ≤ 0,001 β-HBA p ≤ 0,05 FFS p ≤ 0,0001 Bilirubin p ≤ 0,001 CK p ≤ 0,001 einher Unbeeinflusst blieben GLDH und AST

Gebärparese Behandlung: Ca-Mg-Lösungen (Borogluconat) Steigerung der Ca-Konzentration im Blut + Interzellularraum Anregung der Nierenfunktion geringe Steigerung der P-Konzentration Ca-Mg-P-Lösungen (Borogluconat) Calciumhypophosphit Glycerolphosphorsaures Natrium Toldinfos-Natrium-Trihydrat

Behandlung der Elektrolythomöostasestörung Behandlungsfrequenz abhängig vom Typ der Elektrolythomöostasestörung Ca (Typ II) 1,0 Ca + Pa (Typ I) 1,4 – 1,8 Pa (Typ III) 2,0 – 2,2 Ergebnis der klinischen Untersuchungsbefunde (ARD-Test, Sensorium, Hauttemperatur-Verteilung)

Behandlungserfolge bei Gebärparese Heilungsquote nach Erstbehandlung: abhängig von Gebärparesetyp (p ≤ 0,05) vom Alter (p ≤ 0,001) von der Ausprägung der Symptome Erfolge 45 – 70% Patienten mit Ersttherapieerfolg wiesen stärkere Anhebung des Ca- und Pa-Niveaus in der 12. h p. infusionem auf Rezidivpatienten zeigten ab der 12. Stunde wieder ein Absinken der intravasalen Ca- und Pa-Werte

Empfehlungen für das therapeutische Vorgehen Ca – Mg – (Pa)-Lösungen (Boroglukonat) immer körperwarm und langsam infundieren Ca2+ – Mg+ – Lösungen streng intravenös Während der Infusion Kontrolle der Herztätigkeit (enges Ca : Mg – Verhältnis) Vorsicht bei Patientinnen mit T° > 39,0 °C mit Verdacht auf Leberschaden Infusion im Dauertropf mit Glukose + verdünnter Ca – Mg – Lösung

Behandlung der Elektrolythomöostasestörung Empfehlung für die Praxis Bei gehäuft auftretenden Fällen von Gebärparese im Bestand Blutuntersuchung zur Bestimmung des Types (I – IV) und der Leberbelastung Spezifische Auswahl des Therapeutikums Prophylaxemaßnahmen

Rekonvaleszensphase Der Ausgleich der Ca-Homöostase benötigt ca. 3 – 4 Wochen Auffällig ist die anhaltende Uterusatonie Prophylaktische Gaben von Ca (Pa ?) zu empfehlen in der Rekonvaleszensphase Bolus Infusionslösung

Gebärparese Prophylaxe gegen Gebärparese Anionenration zur Verbesserung der DCAB (Dietary Cation Anion-Base: KCl, K2SO4, (NH4)2 SO4) Gabe von Ca-Lösungen (200 ml 24 %ig) unmittelbar p.p. (Bostedt: Berl. Münch. Tierärztl. Wschr. 1972) Calciumchlorid-Gel per os Kurz vor der Geburt Intra partum 12 und 24 h p.p. Reduktion der Gebärpareseinzidenz ≈ 45% (Johansen and Pehrson, Vet. Rec. 1970; Oetzel, J. Am. Vet. Med. Assoc. 1997) Calciumsalz der Essigsäure per os (natürliches Pansen-Ca) unmittelbar p.p. Signifikanter Anstieg der Ca-Konzentration im Blut über 24 h (Geishauser et al., Tierärztl. Praxis 2008)

Störungen im Kohlenhydrat – Lipid – Stoffwechsel Ketose Fettmobilisationssyndrom Fettgewebsnekrose Milchfettmangelsyndrom

Störungen im Kohlenhydrat – Lipid – Stoffwechsel Kühe mit mittlerer und hoher Laktationsleistung befinden sich in den ersten 60 – 80 p.p. im energetischen Defizit Die akute oder subklinische Form der Ketose kann ausgelöst werden durch alimentäre Faktoren gestörte Leberfunktion (Fettleber) ungenügende Retention von Energieträgern a.p.

Blutparameter von 305 gesunden Milchkühen (4,6 ± 1,8 Jahre) mit mittlerer Leistung (7500 – 8000 kg) β-HBA Glukose Cholesterin Triglyceride Wagner 2000

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum T3-Konzentration fT3-Konzentration Herr und Bostedt 2007

Wirkungen der Schilddrüsenhormone (T4 / T3) auf den Stoffwechsel Steigerung des Grundumsatzes Stimulation der Kohlenhydratresorption im Darm Stimulierung der Glykogenolyse in Muskel und Leber Mobilisation von Depotfett und dadurch Anstieg der freien Fettsäuren im Blut Maximierung der Proteinbiosynthese

Ketose Zu unterscheiden ist: Ketose ist eine Krankheit, bei der es zu einer unphysiologischen Erhöhung der intravasalen Ketonkörperkonzentration (> 13 mg/dl) kommt. Zu unterscheiden ist: Energiemangelketose (Energieunterangebot / hepatogene Form) Alimentäre Ketose (ruminogene Form) Mischformen (Energiemangel, Hepatose, alimentäre Faktoren)

Ketose Energiemangelbedingte / hepatogene Ketose: Primäre Ketose: aufgenommene Energiemenge ist nicht adäquat zum Verbrauch (Leistung) Sekundäre Ketose: Verschiedene Faktoren (Belastung, Streß, andere Grunderkrankungen, minimierte Leberleistung) reduzieren das Energieaufnahmevermögen oder den Energieumsatz und führen so zur Ketose

Ketose Ketose tritt vorwiegend 2. – 8. Woche p.p. auf Häufigkeit: Akute Form: 5 – 10 % Subklinische Form: 15 – 30 % (je nach Fütterungsregime, Futterqualität und Leistungsniveau) Folgen: starke indirekte Schäden durch Leistungsverlust und Fertilitätsstörungen

Ketose Klinik Akute Form Zeitpunkt: meist 2 – 6 Wo p.p. Symptome: hgr. Inanition nervöse Form Bedeutung: in modernen Betrieben reduziert Subklinische Form Zeitpunkt: 2 – 10 Wo p.p. Symptome: reduziertes All- gemeinbefinden Bedeutung: sehr hoch, weil häufig wenig beachtet

Ketose Diagnostik Ketonkörperkonzentration Harn Blut (β-HBA) Milch Glukosekonzentration im Blut Freie Fett-Säuren Leberparameter (GLDH, AST, Bilirubin)

Therapie der Ketose Akute Form: Prinzip => Hemmung der Lipolyse und Ketogenese Durch: Gabe von Glukose (750 – 1000 g / d) und glukoplastischer Substanz (Propylenglycol, Na-Proprionat, Lactat, Glycerol 2 x 200 g / d) Anregung der Glukoneogenese (Dexamethason 15 – 20 mg) Insulin (?) Choleretika (Genabil) 30 ml / dAppetitförderer Antioxidantien (Selen, Vit. E)

Ketose Häufigkeit der subklinischen Ketonkonzentrationserhöhung in Abhängigkeit der täglichen Laktationsleistung Wehrend / Bostedt 2006

Subklinische Ketose Auswirkungen Reduktion der Milchleistung Verzögerung postpartaler Regenerationsprozesse im Uterus Erhöhte Inzidenz für Ovarialzystenbildung (3. – 6. Woche p.p.) Störungen in der Ovarfunktion im perioestralen Abschnitt verzögerte Ovulation Follikelatresie

Postpartale Stoffwechsellage und Ovarfunktion Glukose GLDH

Beziehung zwischen peripherer Energieversorgung und Ovarfunktion

Beziehung zwischen peripherer Energieversorgung und Ovarfunktion Boryczko / Bostedt et al. 1996

Beziehung zwischen peripherer Energieversorgung und Ovarfunktion Boryczko / Bostedt / Groeger et al. 1996

Therapie der Ketose Subklinische Form Glukoplastische Substanzen (Propylenglycol, Na-Proprionat, Lactat, Glycerol 2 x 200 g / d) Roborans (Genabil 30 ml / d) Futtermittel mit leicht verdaulichen Kohlenhydraten (Kartoffeln, Rüben, Rübenschnitzel, Biertreber) Ketoproof

Therapie der subklinischen Ketose Neues Prinzip der oralen Glukosegabe „Ketoproof“ (almapharm, Kempten, D) Grund: Glukose wird im Pansenstoffwechsel abgebaut Produkt: Pansenstabiles Palmfett dient als Matrix für Glukose Umgehung des Pansenstoffwechsels Bypass Effekt Freisetzung der Glukose im Darm für direkte enterale Resorption plus L-Carnitin Optimiert β-Oxidation von Fettsäuren

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Die Geburt und die einsetzende Laktation stellen für den maternalen Organismus eine besonders kritische Situation dar. Die bereits labile Stoffwechsellage kann bei zusätzlicher Belastung (Dystokie, Retentio secundinarum etc.) in den Negativbereich kippen und so zu krankhaften Ausfällen führen

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Peripartalsyndrom beim Milchrind Metabolische Komponente + Infektionskomponente Manifestation Von Erkrankungen Elektrolyt- homöostasestörung Fettmobilisations- syndrom Hepatogene Ketose Retentio secundinarum Endomyogene Sepsis Mastitis Latente metabolische Lage a.p. latente metabolische, Immunologishe Hormonelle Lage i.p. Verstärkung der labilen Situation Zusatzfaktoren (Dystokie, Inanition, Haltungsbedingungen, Streß)

Metabolische Lage im peripartalen Zeitraum Beim Milchrind mit hoher, genetisch vorgegebener Leistung können exogene und endogene Faktoren eine labile Lage induzieren, wodurch ein Peripartalsyndrom ausgelöst wird