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Untersuchungen zur Versorgungslage von Milchkühen mit Aluminium, Barium und Strontium (2018)

Art

Hochschulschrift

Autor

Löbl, Sascha Scarlet (WE 18)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag Berlin, 2018 — VI, 119 Seiten

ISBN: 978-3-86387-931-0

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/23079

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Nutztierklinik

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Abstract / Zusammenfassung

Aluminium, Barium und Strontium gehören zu den akzidentiellen Spurenelementen. Für sie ist keine physiologische Funktion für das Rind nachgewiesen. Sie sind im Unterschied zu den essentiellen Spurenelementen weder für das Erreichen einer bestimmten Leistung (Wachstum, Milchbildung) noch für den Erhalt der Gesundheit erforderlich. Da sie aber Bestandteile der Futtermittel (Nahrungsmittel) sind, werden sie gemeinsam mit anderen Nährstoffen resorbiert und metabolisiert. Es gibt keine Mangelerkrankungen, aber beim Menschen sind Intoxikationen beschrieben. Für Aluminium, Barium und Strontium lassen sich wie für essentielle Spurenelemente Stoffwechselkreisläufe und Mengenbilanzen aufstellen. Bisher finden sich zu den drei untersuchten Elementen, mit Ausnahme für das radioaktive Strontium 90Sr*, für Rinder nur sporadisch publizierte Analysenwerte, Referenzwerte sind für das Rind nicht beschrieben. Die vorgelegten Untersuchungsergebnisse sind als eine Datensammlung für weiterführende Untersuchungen einzuordnen. Folgende Schwerpunkte wurden bearbeitet: (1) Deskriptive Beschreibung der Elementkonzentrationen an Aluminium, Barium und Strontium in den Probenmedien Blutserum, Blutplasma, Vollblut, Urin, Haare und Kot (2) Vergleich der Elementkonzentrationen in den verschiedenen Probenmedien (3) Bewertung der Einflussfaktoren Laktationsstadium, Jahreszeit/Quartal, Untersuchungsjahr und Bundesland auf die Elementkonzentrationen (4) Ableitung von Referenzwerten (5) Vergleich der Ausprägung der Konzentrationsverhältnisse in den unterschiedlichen Probenmedien zwischen akzidentiellen und essentiellen Spurenelementen sowie Schwefel Die analysierten Proben wurden im Rahmen der Bestandsbetreuung der Klinik für Klauentiere der Freien Universität in zufällig ausgewählten Milchkuhherden in den neuen Bundesländern gewonnen. Es wurden gepoolte Proben mit einer angestrebten Stichprobengröße von 10 Kühen pro Pool verwendet. Der Analysenwert der Poolprobe entspricht dem Mittelwert aus den Einzeltierwerten. Die Einzelkühe der Stichproben sind zufällig ausgewählte, klinisch gesunde pluripare Kühe, die der festen Zuordnung zu einem Laktationsabschnitt folgen (3 bis 0 Wochen ante partum, 0 bis 1 Woche, 3 bis 5 Wochen, 15 bis 18 Wochen post partum oder in Beständen mit weniger als 200 Milchkühe 3 bis 0 Wochen ante partum, 0 bis 5 Wochen, 6 bis 20 Wochen post partum). In die Auswertung gingen die Analysenwerte von 1574 Serumpoolproben, 1571 Plasmapoolproben, 1559 Vollblutpoolproben, 2019 Urinpoolproben, 693 Haarpoolproben und 79 Kotpoolproben ein. Die Konzentration an Aluminium, Barium und Strontium wurden mit der ICP-OES-Technik (IDEXX VetMed Labor Ludwigsburg) gemessen. Der Intra-day-Variationskoeffizient lag für die verschiedenen Untersuchungsmedien und Elemente zwischen 0,7 bis 13,5 %, der Interday-Variationskoeffizient zwischen 0,6 und 19,2 %. Für den Vergleich mit essentiellen Spurenelementen wurden aus dem Datensatz der Bestandsbetreuung die in den gleichen Proben analysierten Konzentrationen an Kupfer, Eisen, Zink, Selen, Mangan, Molybän sowie von Schwefel entnommen. Mit dem Statistikprogramm SPSS 24 (SPSS, IBM, USA) wurden die Daten deskriptiv analysiert, Mittelwerte mit dem t-Test für gepaarte Stichproben verglichen, der Effekt der Einflussfaktoren Laktationsgruppe, Untersuchungsjahr, Jahreszeit, Bundesland mit der ANOVA mit einem anschließenden post hoc Test geprüft sowie Rangkorrelationsanalysen durchgeführt. Schließlich wurden Referenzwerte auf Basis des 2,5 und 97,5 - Perzentils berechnet. Die Konzentrationen an Aluminium, Barium und Strontium variieren in den einbezogenen Probenmedien über eine weiten Bereich (Al Serum 0 bis 119 μg/l, Plasma 0 bis 250 μg/l, Urin 0 bis 148 μg/l, Haar 0 bis 8207 μg/kg, Kot 94 bis 1694 mg/kg TM; Ba Serum 3,4 bis 48 μg/l, Plasma 11 bis 95 μg/l, Vollblut 7,7 bis 46 μg/l, Urin 22 bis 642 μg/l, Haar 0 bis 34 mg/kg, Kot 24 bis 93 mg/kg TM; Sr Serum 37 bis 306 μg/l, Plasma 38 bis 333 μg/l, Vollblut 28 bis 245 μg/l, Urin 73 bis 3080 μg/l, Haar 0 bis 29 mg/kg, Kot 48 bis 236 mg/kg TM). Die Aluminiumkonzentration im Vollblut lässt ungeklärte methodische Unsicherheiten erkennen und kann deshalb nicht zur Anwendung empfohlen werden. Die untersuchten Einflussfaktoren Laktationsstadium, Jahreszeit/Quartal, Untersuchungsjahr und Bundesland beeinflussen die Werteausprägung zum Teil signifikant. Die Unterschiede sind allerdings überwiegend quantitativ gering ausgeprägt. Deshalb können einheitliche Referenzbereiche benutzt werden. Die abgeleiteten Konzentrationsgradienten zwischen verschiedenen Probenmedien lassen zwischen den essentiellen Spurenelementen sowie Schwefel und den akzidentiellen Spurenelementen Aluminium, Barium und Strontium ein deutlich differentes Verteilungsmuster erkennen. Molybdän gleicht im Muster den akzidentiellen Spurenelementen, was auch seiner physiologischen Bedeutung entspricht. Das lässt darauf schließen, dass die untersuchten akzidentiellen Spurenelemente nur zu einem sehr geringen Anteil und wahrscheinlich passiv resorbiert werden und dass die resorbierte Menge zur Vermeidung einer Intoxikation zu einem hohen Anteil renal eliminiert wird. Das kann für die diagnostische Beurteilung der Versorgungslage genutzt werden. Die Diagnostik der nutritiven Versorgungslage kann sowohl bei den essentiellen wie auch bei den akzidentiellen Spurenelementen auf Basis der Konzentrationsbestimmung in den Einzelfuttermitteln oder in der TMR (totale Mischration) sowie alternativ in Kotproben erfolgen. Die Analyse der metabolischen Versorgungslage unterscheidet sich zwischen akzidentiellen und essentiellen Spurenelementen in der Weise, dass bei den akzidentiellen Spurenelementen nur das Erkennen einer Überversorgung von Bedeutung ist. Dieses diagnostische Ziel wird am besten über die Analytik von Urinproben erreicht. Ein Intoxikationsrisiko ist bei Aluminium, Barium und Strontium mit einer starken, vielfachen Konzentrationserhöhung auch im Blut verbunden, was auch über Blutanalysen erkennbar ist.