Kobalt- und Vitamin B 12 -Konzentrationen im Darmsaft

Um Aussagen über den Einfluss von Kobalt auf die Vitamin B12-Synthese machen zu können, wurden die täglich aufgenommenen Mengen an Kobalt pro Tier und Tag und die Kobalt- und Vitamin B12-Konzentrationen im Darmsaft ermittelt (Tabelle 34) und in Relation zur aufgenommenen Kobalt-Menge (siehe Tabelle 24) gesetzt.

Tabelle 34: Kobalt-Konzentrationen im Duodenalinhalt sowie Kobalt-Flüsse und Wiederfindungsraten bei Milchkühen mit unterschiedlicher Co-Versorgung

Co-Aufnahme

Hierbei konnte für das Kobalt eine mittlere Wiederfindungsrate am Duodenum von 93,4 ± 4,3% für die Kontrollgruppe und 85,8 ± 7,2% bei den mit Kobalt supplementierten Tieren ermittelt werden, was Literaturangaben entspricht (MONROE et al., 1952; SMITH und MARSTON, 1970a; LOONEY et al., 1976). Nach Einschätzung von UDÉN et al. (1980) hat Kobalt eine ähnlich hohe Wiederfindungsrate wie Chromoxid (83 – 98%; MacRAE und ARMSTRONG, 1969; VAN ´T KLOOSTER et al., 1972; ROHR et al., 1984).

Wenn alles im Pansen vorhandene Kobalt durch Mikroorganismen zur Synthese von Vitamin B12 genutzt würde, läge das am Darm vorkommende Kobalt vollständig im Cobalamin-Molekül gebunden vor. Bei einem Kobalt-Anteil am Vitamin B12-Molekül von 4,35%

(UNDERWOOD, 1975; YOUNG, 1979), kann die maximal mögliche Vitamin B12-Menge am Darm aus der dort gemessenen Kobalt-Menge errechnet werden. In Tabelle 35 ist diese zusammen mit der tatsächlich am Darm analysierten Menge an Vitamin B12/Tag aufgeführt.

Zur Ermittlung der Effizienz der Kobalt-Nutzung zur ruminalen Vitamin B12-Synthese wurden beide Werte zueinander in Beziehung gesetzt.

Tabelle 35: Maximal mögliche und tatsächlich analysierte Vitamin B12-Menge (mg/Tag) im Duodenalinhalt sowie die Effizienz^* der ruminalen Vitamin B12-Synthese (%)

* analysierte : max. mögliche Vitamin B12-Menge im Duodenalinhalt

Je nach Rationsgestaltung beträgt die Vitamin B12-Menge die in den Dünndarm gelangt zwischen 0,6 und 10 mg/Tag (STEINBERG und KLÜNTER,1995) bzw. zwischen 7,5 und 12,3 mg/Tag (ZINN et al., 1987). Die in den eigenen Untersuchungen im Darmsaft ermittelten täglichen Mengen an Vitamin B12 (3,67 bzw. 8,63 mg B12/Tag) liegen innerhalb der angegebenen Bereiche.

Im Hinblick auf die Effizienz der mikrobiellen Vitamin B12-Synthese liegen in der Literatur ebenfalls nur wenige Daten vor. SMITH und MARSTON (1970a) ermittelten bei ähnlicher Kobalt-Versorgung der Tiere wie im Fistelkuhversuch eine deutlich höhere Effizienz der ruminalen Vitamin B12-Synthese bei Schafen mit Kobalt-Mangel im Vergleich zu ausreichend versorgten Tieren (15% gegenüber 3%). Die im Fistelkuhversuch ermittelten Werte für die Effizienz der ruminalen Vitamin B12-Synthese führte jedoch zu gegenteiligen Ergebnissen.

Während in der mit Kobalt supplementierten Gruppe die Effizienz im Mittel 11% betrug, lag der Wert in der Kontrollgruppe mit im Mittel 7,5% signifikant (p<0,05) niedriger. Ursache für die gegensätzlichen Ergebnisse zwischen den Untersuchungen von SMITH und MARSTON

(1970a) und der eigenen Untersuchung könnte die Verwendung unterschiedlicher Kobalt-Quellen sein. Während im Fistelkuhversuch Kobalt-Sulfat zur Ergänzung der Ration verwendet worden ist, erfolgte bei SMITH und MARSTON (1970a) die Supplementierung mit Kobalt-Chlorid. Da hierfür bisher keine Angaben zur relativen Bioverfügbarkeit ( Kap.

2.6, Tabelle 3) vorhanden sind, ist eine Beeinflussung der Effizienz der Kobalt-Nutzung möglich.

Werden die im vorliegenden Versuch gemessenen Vitamin B12-Werte auf die Trockensubstanz-Aufnahme der Tiere bezogen, ergeben sich die in Abbildung 17 dargestellten Werte für die Vitamin B12-Synthese je kg Trockensubstanz.

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Abbildung 17: Vitamin B12-Synthese je kg T-Aufnahme (Mittel aus 4 Analysen) ohne und mit Co-Zulage bei den 5 Fistelkühen

Aus Abbildung 17 wird ersichtlich, dass eine Kobalt-Zulage zur Ration bei allen Tieren eine signifikante Steigerung der Vitamin B12-Synthese pro kg T (Mittel aus 4 Analysen) zur Folge hatte. Die ermittelten Werte liegen zwischen 0,19 und 0,31 mg Vitamin B12/kg T (ohne Co-Zulage) bzw. 0,44 und 0,84 mg/kg T (mit Co-Ergänzung). Im Vergleich zu Literaturangaben für die mikrobielle Vitamin B12-Synthese (0,33 – 2,0 mg B12/kg T; BIGGER et al., 1976;

ZINN et al., 1987) liegen die ermittelten Werte in der Gruppe ohne Kobalt-Zulage relativ niedrig. Hierbei muss jedoch beachtet werden, dass sowohl BIGGER et al. (1976) als auch ZINN et al. (1987) zur Ermittlung der Werte die Vitamin B12-Konzentrationen im Pansensaft herangezogen haben, während in den eigenen Untersuchungen die Konzentrationen im Darmsaft gemessen wurden. Aus diesem Grund ist es möglich, dass Vitamin B12, das vor Erreichen des Darmes von Mikroorganismen verbraucht wird, bei BIGGER et al. (1976) und ZINN et al. (1987) miterfasst wurde, während dies bei den eigenen Untersuchungen nicht gegeben war. Zum anderen könnte auch der Gehalt an Kobalt in der Ration der Kontrollgruppe für eine optimale Vitamin B12-Synthese nicht ausreichend gewesen sein.

Dieser These stehen jedoch die im Versuch ermittelten Angaben zur Effizienz der ruminalen Vitamin B12-Synthese entgegen (Tabelle 35).

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4.2 Vorversuch zum Fütterungsversuch

In diesem Versuch wurden die im Fütterungsversuch zu untersuchenden Blutparameter auf ihre circadiane Dynamik untersucht. Dazu wurde bei fünf Tieren alle 3 Stunden eine Blutprobe im Wechsel aus der rechten bzw. linken Vena jugularis externa gezogen. Bei einem Tier musste auf Grund einer geringgradigen Hämatombildung an einer der beiden Jugularvenen an zwei Entnahmezeitpunkten das Blut aus der Schwanzvene (Vena coccygica) entnommen werden.

Die über 24 Stunden ermittelten Konzentrationen an Vitamin B12, Folsäure, Glucose, Bilirubin, ß-Hydroxy-Buttersäure, Harnstoff, Eisen, AST, GLDH und γ-GT im Mittel der fünf Milchkühe sind in Tabelle 36 dargestellt. Die Verlaufskurven für die einzelnen Parameter und Tiere sind im Anhang 10 aufgeführt. Alle in diesem Versuch ermittelten Werte liegen im jeweiligen Referenzbereich (Anhang 9).

Die Konzentrationen an Vitamin B12 und Folsäure zeigten sowohl im Tagesverlauf als auch zwischen den einzelnen Tieren nur geringfügige Unterschiede (Anhang 10).

Dies entspricht Untersuchungen zur circadianen Rhythmik von Vitamin B12, bei denen ausschließlich tierindividuelle Einflüsse auf die Cobalamin-Konzentration zu beobachten waren (SCHUH und STÖKL, 1975). In Studien zum tageszeitlichen Verlauf der Folsäure-Konzentration im Serum von Milchkühen konnte ebenfalls kein Einfluss der Tageszeit auf die Folsäure-Konzentration beobachtet werden (TREMBLAY et al., 1991).

Bei den anderen untersuchten Parametern im Serum zeigen die in Tabelle 36 aufgeführten Werte nur geringfügige Schwankungen im Tagesverlauf, wobei jedoch auch hier tierindividuelle Unterschiede zu verzeichnen waren.

Tabelle 36: Blutparameter von Milchkühen im Verlauf von 24 Stunden (MW ± SD; n=5)

GLDH 8,04 ± 3,25 8,19 ± 3,34 7,98 ± 2,89 7,31 ± 2,77 8,20 ± 2,34 8,27 ± 2,68 7,36 ± 2,62 7,20 ± 2,27 7,08 ± 2,46

γ-GT 13,2 ± 1,8 14,8 ± 1,1 13,8 ± 2,6 12,6 ± 1,9 14,2 ± 3,8 13,4 ± 3,8 15,4 ± 4,8 13,8 ± 1,6 12,4 ± 3,0

AST (U/l) 31,8 ± 4,7 32,4 ± 5,3 30,4 ± 3,8 30,8 ± 5,2 29,8 ± 3,7 30,2 ± 4,4 28,4 ± 2,9 28,2 ± 2,5 28,6 ± 3,0

Eisen 30,9 ± 4,2 34,1 ± 9,1 31,0 ± 6,8 27,2 ± 8,9 29,2 ± 5,0 28,2 ± 7,3 27,1 ± 3,6 26,3 ± 3,5 26,9 ± 3,9

Gesamt- bilirubin (µmol/l) 2,09 ± 0,25 2,03 ± 0,27 1,81 ± 0,31 1,72 ± 0,19 1,97 ± 0,45 1,82 ± 0,15 1,94 ± 0,25 2,45 ± 0,46 1,90 ± 0,09

Harnstoff 2,88 ± 0,43 2,87 ± 0,43 2,66 ± 0,34 2,78 ± 0,28 2,64 ± 0,41 2,49 ± 0,22 2,49 ± 0,31 2,95 ± 0,44 2,98 ± 0,13

ß-HBS 0,67 ± 0,13 0,61 ± 0,19 0,64 ± 0,19 0,71 ± 0,13 0,60 ± 0,17 0,57 ± 0,12 0,55 ± 0,16 0,53 ± 0,12 0,59 ± 0,18

Glucose (mmol/l) 3,52 ± 0,22 3,73 ± 0,36 3,70 ± ,029 3,59 ± 0,35 3,78 ± 0,34 3,82 ± 0,33 3,84 ± 0,22 3,83 ± 0,25 3,73 ± 0,35

Folsäure (ng/ml) 14,9 ± 1,7 15,5 ± 1,4 14,6 ± 1,5 15,2 ± 1,4 14,9 ± 1,2 15,5 ± 1,3 14,7 ± 0,8 14,1 ± 1,0 14,4 ± 1,3

Vitamin B12 (pg/ml) 164 ± 13 156 ± 19 163 ± 18 154 ± 12 164 ± 25 159 ± 14 150 ± 12 166 ± 19 165 ± 27

Para- meter Uhrzeit 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 24:00 03:00 06:00 09:00

Neben der Tageszeit und dem Zeitpunkt der Futteraufnahme müssen auch Einflüsse durch Blutentnahme und Blutentnahmetechnik bei der Beurteilung der jeweiligen Konzentrationen in Betracht gezogen werden. Das Einfangen der Tiere, die Fixation und der Schmerz bei der Punktion der Vene stellen einen individuell unterschiedlichen Stressfaktor für die Tiere dar (RIETSCHEL et al., 1975), woraus bei manchen Parametern Konzentrationsveränderungen von bis zu 15% resultieren können (RIETSCHEL et al., 1975, STÖBER und GRÜNDER, 1990). Als Beispiel gilt der Blutzuckerspiegel, der nach Stresseinwirkung unterschiedlich stark im Plasma ansteigt (stressbedingte Hyperglycämie; STÖBER und GRÜNDER, 1990).

Um wie im vorliegenden Versuch mehrere Blutproben nacheinander zu entnehmen, kann ein Dauerkatheter in die Vena jugularis gelegt werden. Dies war im vorliegenden Versuch jedoch nicht durchführbar, da die Haltung der Tiere in einem Boxenlaufstall erfolgte (Herde von etwa 30 Tieren). Tiere mit Dauerkatheter sollten, solange der Katheter in der Vene belassen wird, angebunden werden. Dieses hätte im vorliegenden Fall die Tiere durch die ungewohnte Situation einem noch stärkeren Stress ausgesetzt als die wiederholte Punktion der Vene.

Bei den durch die Blutentnahmetechnik bedingten Auswirkungen auf die Blutbestandteile ist zum Beispiel auch eine durch längerandauernde Stauung der Vene bedingte Erhöhung des Hämatokritwertes und des Hämoglobingehaltes (STÖBER und GRÜNDER, 1990) zu erwähnen, woraus eine Erhöhung des Eisengehaltes in der Probe resultiert.

In der Literatur wird eine circadiane Rhythmik bei der Konzentration an ß-Hydroxy-Buttersäure und Harnstoff laktierender Milchkühe beschrieben (MANSTON et al., 1981), wobei offensichtlich weniger die Tageszeit als vielmehr der zeitliche Abstand zur Futteraufnahme (GUSTAFSSON und PALMQUIST, 1993) einen Einfluss hat. Ähnliches gilt auch für die Konzentration an Glucose, die etwa vier Stunden nach Futteraufnahme die höchste Konzentration im Plasma aufweist (EVANS et al., 1975). Da die Fütterung in der Regel zweimal täglich zu festgelegten Zeiten erfolgte, wurden Konzentrationsveränderungen oftmals fälschlicherweise mit der Tageszeit in Verbindung gebracht. Im vorliegenden Versuch hatten die Tiere zu jeder Tageszeit freien Zugang sowohl zum Grund- als auch zum Kraftfutter, wodurch sich ein tierindividuelles Futteraufnahmeverhalten ergab, aus denen unterschiedliche Verläufe der Serumkonzentrationen in Abhängigkeit von der Tageszeit resultierten (Anhang 10).

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass im vorliegenden Versuch in erster Linie weniger tageszeitliche als vielmehr tierindividuelle Einflüsse ähnlich wie bei HAGEMEISTER und UNSHELM (1968 und 1970) sowie UNSHELM (1969) bei der Konzentration der untersuchten Parameter im Serum bzw. Plasma von Milchkühen einen Einfluss gehabt haben.

Aus diesem Grund konnte die Blutentnahme im Fütterungsversuch an die Arbeitseinteilung im Betrieb angepasst werden und fand an allen Entnahmeterminen zwischen 9.00 Uhr und 11.00 Uhr statt.

4.3 Fütterungsversuch (Teil I)

4.3.1 Versuchsverlauf

Während der 112 Versuchstage traten bei fünf Tieren Lahmheiten in Folge von Sohlengeschwüren bzw. Gelenksentzündungen auf. Ein weiteres Tier zeigte eine rezidivierende Mastitis. Alle erkrankten Tiere wurden antibiotisch versorgt, wodurch jedoch keine Einflüsse auf den Vitamin B12-Status der Tiere zu erwarten waren. Am 86. Versuchstag schied aus der Gruppe II (Co-Versorgung mit 0,2 mg Co/kg T) ein Tier wegen einer nicht therapierbaren Strichverletzung aus.