Klinikum Veterinärmedizin, Klinik für Geburtshilfe, Gynäkologie und Andrologie der Groß- und Kleintiere mit tierärztlicher Ambulanz der Justus-Liebig-Universität Gießen M. Herr, H. Bostedt, P. Lack Maternaler Immunglobulinstatus in der peripartalen Periode und dessen Korrelation zur Konzentrationen an IgG und IgM im Kolostrum von Milchkühen; Bedeutung für die passive Immunisierung des bovinen Neonaten Dieses Forschungsvorhaben wurde gefördert durch Mittel aus der H. Wilhelm Schaumann Stiftung

Immunstatus boviner Neonaten Bovine Neonaten verfügen zum Zeitpunkt der Geburt über keine maternalen Antikörper (Warko und Bostedt, 1993; Stengel, 1998; Bender und Bostedt, 2009; Lack, 2009) Ursache: Plazenta epitheliochorialis cotyledonaria (Schnorr, 1996; Bostedt, 2004) Stoffaustausch lediglich durch Endo- und Exozytose Keine erleichterte Diffusion zum Transport höhermolekularer Substanzen Makromoleküle (IgG/IgM) können die Plazentabarriere nicht penetrieren

Kolostraler Immunglobulingehalt Globale Ansicht: Kolostrum sollte qualitativ hochwertig sein Feldstudien zeigten jedoch, dass der kolostrale Immunglobulingehalt (IgG und IgM) hohen individuellen Schwankungen unterliegt IgG: 8,2 mg/ml bis 156,1 mg/ml IgM: 1,6 mg/ml bis 44,4 mg/ml (Brandon et al., 1971; Husband et al., 1972; Eigenmann et al., 1983; Stengel, 1998; Lack, 2006; Bender und Bostedt, 2009; Herr, 2009)

Fragestellung der Studie Folgende Fragestellungen waren für die vorgestellte Untersuchung von Relevanz: Besteht eine Abhängigkeit zwischen der maternaler Immunglobulinsyntheseleistung und der kolostralen Konzentration ? Welche Auswirkungen hat dies auf die passive Immunisierung des bovinen Neonaten ? Wie sind die physiologischen humoralen Immunglobulinkonzentrationen im Zeitraum von der Trockenstellung (8. Woche a.p.) bis zur 4. Woche p.p. ?

Material und Methoden Untersuchungsdesign: Probandenkollektiv: n = 46 Tiere, der Rassen HF SB und HF RB Studie A (Herr, 2009): n = 18 Milchrinder der Rassen HF SB und HF RB im Alter von 3 bis 9 Jahren Studie B (Lack, 2009): n = 28 Vital geborene, mature und eutrophe, gesunde Kälber der Rasse HF SB

Material und Methoden Methode: Die humorale IgG- und IgM-Titer wurden mittels neu entwickelten und evaluierten kompetitiven ELISA´s bestimmt (Stengel, 1998; Bender und Bostedt, 2008) Vorteile gegenüber sRid wesentlich sensitiver und spezifischer schneller große Probenserien (Gränzer, 1986; Bender und Bostedt, 2008)

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

Maternale peripartale Immunglobulinsituation Konstanz zwischen 8. und 4. Woche a.p. (p > 0,05) Abfall des IgM zwischen 4. Woche a.p. zum Partus (p < 0,001) Erniedrigtes Niveau bis zur 4. Woche p.p. (p > 0,05) IgM

IgG: Kreuzkorrelation (T4): r = 0,27 (p < 0,01) fT4 IgG: Kreuzkorrelation (T4): r = 0,27 (p < 0,01) Kreuzkorrelation (fT4): r = 0,31 (p < 0,001) IgM: Kreuzkorrelation (T4): r = 0,26 (p < 0,01) Kreuzkorrelation (fT4): r = 0,24 (p < 0,01) fT3 T3

Y = - 0,12x + 11,17 IgG: Y = 1,76x + 39,87 IgM: r = 0,56 (p = 0,02)

Maternale peripartale Immunglobulinsituation Ausgangskonzentration: p < 0,05 präpartaler Abfall: p < 0,05 kolostrale IgG-Konzentration: p < 0,05

Maternale peripartale Immunglobulinsituation präpartaler IgG-Abfall (mg/ml) n IgG-Konzentration 8. Woche a.p. präpartaler intravasaler IgG-Abfall kolostrale IgG-Konzentration IgG-Konzentration 4. Woche p.p. ≥ 21 9 45,5 ± 5,1 (a) 30,7 ± 7,2 (c) 89,9 ± 37,4 (e) 38,0 ± 11,5 (g) < 21 28,0 ± 9,5 (b) 12,9 ± 6,1 (d) 61,0 ± 22,3 (f) 27,6 ± 9,2 (h) a:b p < 0,05 c:d p < 0,05 e:f p < 0,05 g:h p < 0,05

Neonatale Immunglobulinsituation Kolostrale IgG-Konzentration Intravasale IgG-Konzentration 24 h p.n. < 35 mg/ml 20,5 ± 6,3 a 14,1 ± 6,9 c > 35 mg/ml 57,9 ± 15,9 b 23,3 ± 10,9 d a : b p < 0,05 c : d p < 0,05 a/c : b/d p < 0,05

Immunglobulinsituation bei Milchrindern und Kälbern Schlußfolgerungen: Die Versorgung des bovinen Neonaten mit Antikörpern ist abhängig von der möglichen Transfermenge an Immunglobulinen vom maternalen Blut ins Euter im letzten Trimester der Gravidität. Diese umzukompartimentierende Menge an Immunglobulinen wird limitiert durch: die humorale Ausgangskonzentration zum Zeitpunkt der Trockenstellung die maternale Synthesefähigkeit (individuelle biologisch vorgegebene Normwertkonzentrationen ?) Eine gute passive Immunisierung des Kalbes ist nur mit hochwertigem Kolostrum (> 35 mg/ml) möglich

Ausblick Mögliche Maßnahmen: Selektion und Zucht von Milchrindern mit hoher Ig-Synthesefähigkeit und hohen Ausgangskonzentrationen zum Zeitpunkt der Trockenstellung Entwicklung eines kommerziellen Schnelltests (Strip-Technik) auf Basis des ELISA zur Sofort-Diagnostik (Muttertiere, (Kolostrum), Kalb) Beispiel: Snap®Foal IgG

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Keine signifikanten Differenzen zur Parität bei IgG (p > 0,05) und IgM (p > 0,05) IgG Parität n IgG-Konzentration 8. Woche a.p. (mg/ml) präpartaler intravasaler IgG-Abfall (mg/ml) präpartaler intravasaler IgG-Abfall (%) ≤ 2 8 37,3 23,1 59,1 ≥ 3 10 36,3 20,8 57,3 IgM Parität n IgM-Konzentration 4. Woche a.p. (mg/ml) präpartaler intravasaler IgM-Abfall (mg/ml) präpartaler intravasaler IgM-Abfall (%) ≤ 2 8 4,8 1,8 36,7 ≥ 3 10 8,4 3,5 41,7

Peripartaler humoraler Immunstatus bei Milchrindern Relativ konstant zwischen der 8. Woche a.p. bis 1 Tag a.p. (p > 0,05) Sprunghafter Anstieg i.p. (p < 0,001) 24 Stunden p.p. wieder auf Basalniveau Kortisol

Kortisol IgG IgM