Einfluss von 25-OHD3 in Kombination mit einer anionenreichen Fütterung auf die gastrointestinale Calcium-Absorption bei Milchkühen

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Einfluss von 25-OHD

3

in Kombination mit einer anionenreichen Fütterung auf die gastrointestinale

Calcium-Absorption bei Milchkühen

INAUGURAL – DISSERTATION

zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin

-Doctor medicinae veterinariae- (Dr. med. vet.)

vorgelegt von

Vera Rohne (geb. Oehlschlaeger) Braunschweig

Hannover 2014

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1. Gutachter: Prof. Dr. Gerhard Breves 2. Gutachter: Prof. Dr. Jürgen Rehage

Tag der mündlichen Prüfung: 04.11.2014

Dieses Projekt wurde mit Mitteln von DSM Nutritional Products gefördert.

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Für meine Familie

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Oehlschlaeger, V., M. Wilkens, B. Schroeder, S. Daenicke & G. Breves (2014):

Effects of 25-hydroxyvitamin D3 on localization and extent of gastrointestinal calcium absorption in dairy cattle

Anim. Prod. Sci. 54, 1394–1398

Vortrag: 21. Tagung der Fachgruppe Physiologie und Biochemie der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft

13. - 15.02.2014 Zürich

Vortrag: 68. Tagung der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie 18. - 20.03.2014 Göttingen

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Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis ... V Abbildungsverzeichnis ... VII Tabellenverzeichnis ... IX

1 Einleitung ... 1

2 Literaturübersicht ... 3

2.1 Bedeutung und Aufrechterhaltung der Calciumhomöostase ... 3

2.1.1 Calcitonin ... 3

2.1.2 Parathormon ... 4

2.1.3 Calcitriol ... 4

2.2 Hypocalcämie ... 6

2.3 Mechanismen der Calcium-Absorption bei monogastrischen Tieren .... 10

2.4 Gastrointestinaler Calcium-Transport bei Wiederkäuern ... 12

2.4.1 Untersuchungen an Schafen und Ziegen... 13

2.4.2 Versuche mit Rindern ... 15

2.5 Prophylaxe der hypolcalcämischen Gebärparese ... 17

2.5.1 Restrikive Calciumfütterung ante partum ... 17

2.5.2 Orale Applikation von Calcium ante partum ... 19

2.5.3 Anionenreiche Rationen in der Trockenstehphase (DCAD-Konzept) .... 20

2.5.4 Applikation von Vitamin D ... 23

2.5.5 Weiterführende Studien mit dem Ziel der Stabilisierung der peripartalen Calciumhomöostase durch die Applikation von Vitamin D-Metaboliten . 25 2.5.5.1 Applikation von 1,25-(OH)2D3 zur Stabilisierung der peripartalen Calciumhomöostase ... 25

2.5.5.2 Applikation von 25-OHD3 zur Stabilisierung der peripartalen Calciumhomöostase ... 26

2.5.5.3 Applikation von 25-OHD3 in Kombination mit einer anionenreichen Fütterung ... 27

(8)

3 Material und Methoden ... 29

3.1 Überblick über den durchgeführten Versuch... 29

3.2 Untersuchungen an ruminal und duodenal fistulierten Milchkühen ... 29

3.2.1 Versuchsaufbau und Probenumfang ... 29

3.2.2 Versuchstiere, Fütterung und Haltung ... 31

3.2.3 Beschreibung der Methoden ... 33

3.2.3.1 Blutprobenentnahme ... 33

3.2.3.2 Bestimmung von pansenphysiologischen Parametern ... 34

3.2.3.3 Ermittlung des Nährstoff-Flusses am Duodenum ... 35

3.2.3.3.1 Herstellung und Verabreichung des Chrommarkers ... 35

3.2.3.3.2 Gewinnung und Aufbereitung von Chymusproben ... 35

3.2.3.4 Totalsammlung von Kot und Urin ... 37

3.2.3.5 Milchproben ... 37

3.3 Analytische Methoden ... 38

3.3.1 Analyse der Blutproben ... 38

3.3.1.1 Ionisiertes Calcium und pH-Wert im Vollblut ... 38

3.3.1.2 Calcium und Phosphat im Plasma ... 38

3.3.1.3 25-Hydroxyvitamin D3 und 1,25-Dihydroxyvitamin D3 ... 38

3.3.1.4 Parathormon ... 39

3.3.1.5 Knochenresorptionsmarker Cross-Laps^® ... 40

3.3.2 WEENDER-Rohnärstoffanalytik sowie Bestimmung von NDF, ADF und Stärke ... 41

3.3.3 Bestimmung des pH-Wertes im Pansensaft und Duodenalchymus ... 42

3.3.4 Bestimmung von Ammoniak-Stickstoff im Pansensaft und Duodenalchymus ... 42

3.3.5 Bestimmung der kurzkettigen Fettsäuren im Pansensaft ... 43

3.3.6 Bestimmung von Stickstoff im Darmchymus ... 43

3.3.7 Bestimmung der Chromkonzentration im Duodenalchymus ... 43

3.3.8 Bestimmung des mikrobiellen Rohproteinanteils im Duodenalchymus .. 44

3.3.9 Bestimmung der Milchinhaltsstoffe ... 44

3.3.10 Kot- und Urinanalysen ... 45

(9)

3.3.11 Mineralstoffanalysen ... 46

3.4 Mathematische und statistische Auswertung ... 46

4 Ergebnisse ... 50

4.1 Abweichende Ergebnisbetrachtung ... 50

4.2 Versuchsverlauf, Rohnährstoffgehalte der Futtermittel, Futteraufnahme und Milchleistung ... 51

4.3 Pansenphysiologische Untersuchungen ... 54

4.3.1 pH-Werte im Pansensaft ... 54

4.3.2 Flüchtige Fettsäuren ... 56

4.3.3 Ammoniak-N Konzentrationen im Pansensaft ... 57

4.4 Blutparameter ... 59

4.4.1 Ionisiertes Calcium (Ca²⁺) im Vollblut sowie Gesamtcalcium (Cat) im Plasma ... 59

4.4.2 Anorganisches Phosphat (Pi) im Plasma ... 60

4.4.3 Vitamin D-Metabolite ... 61

4.4.4 PTH- und CrossLaps^®-Konzentrationen im Plasma ... 62

4.5 pH im Blut und im Urin ... 64

4.6 Milchparameter ... 65

4.7 Verdaulichkeiten ... 65

4.7.1 Aufnahme und scheinbare Verdauungsquotienten von Trockensub- stanz, organischer Masse, Faserfraktionen, Rohfett und Rohprotein .... 65

4.7.2 Aufnahme, mittlerer Chymus-Fluss am Duodenum und scheinbare pre-duodenale Verdauungsquotienten von Trockensubstanz, organischer Masse, Faserfraktionen und Rohfett ... 66

4.7.3 Scheinbare intestinale Verdauungsquotienten von Trockensubstanz, organischer Masse, Faserfraktionen und Rohfett ... 67

4.7.4 Stickstoff-Fluss am Duodenum ... 69

4.7.5 Stickstoffbilanz ... 69

4.7.6 Mikrobielle Proteinsynthese und Futterproteinabbau ... 70

(10)

4.7.7 Mineralstoffbilanzen ... 72

4.7.7.1 Calciumbilanz ... 72

4.7.7.2 Phosphorbilanz ... 74

4.7.7.3 Magnesiumbilanz ... 75

5 Diskussion ... 77

5.1 Methodenkritik ... 77

5.2 Fehlerbetrachtung ... 79

5.3 Fütterung und Behandlung ... 80

5.3.1 Futteraufnahme ... 80

5.3.2 Einfluss der Fütterung auf den Säure-Basen-Haushalt ... 82

5.3.3 Einfluss der Fütterung auf die renale Exkretion von Mineralstoffen ... 83

5.3.4 Einfluss der Fütterung auf die Plasmakonzentrationen von 25-OHD3 ... 84

5.4 Einfluss der 25-OHD3-Behandlung auf 1,25-(OH)2D3, Parathormon und CrossLaps^® ... 84

5.5 Einfluss der 25-OHD3-Behandlung auf die Calcium- und Phosphatkonzentrationen im Blut und im Plasma ... 86

5.6 Pansenphysiologische Parameter ... 87

5.7 Verdaulichkeiten von Trockensubstanz, organischer Masse, Faserfraktionen, Rohfett und Rohprotein unter Berücksichtigung verschiedener Fütterungsstrategien ... 88

5.8 Einfluss der Fütterung auf die Stickstoffverdauung ... 89

5.9 Einfluss von 25-OHD3 auf die Calciumverdaulichkeit... 90

5.10 Einfluss von 25-OHD3 auf die Phosphorverdaulichkeit ... 93

5.11 Einfluss von 25-OHD3 auf die Magnesiumverdaulichkeit ... 95

6 Schlussfolgerungen und Ausblick ... 96

7 Zusammenfassung ... 98

8 Summary ... 100

9 Literaturverzeichnis ... 102

10 Danksagung ... 119

Anhang ... 121

(11)

Abkürzungsverzeichnis

°C Grad Celcius

Abb. Abbildung ad lib Ad libitum

ADF Acid Detergent Fibre

ANOVA Variananzanalyse (Analysis of Variances) Ca²⁺ ionisiertes Calcium

Cat Gesamtcalcium d.h. das heißt

DCAD Dietary Cation Anion Difference DIM Days in milk

DOM verdauliche organische Masse

Fa. Firma

FCM fettkorrigierte Milch (4% Fett) FFS flüchtige Fettsäuren

FLI Friedrich-Löffler-Institut

FOM fermentierte organische Masse

GF Grundfutter

GfE Gesellschaft für Ernährungsphysiologie GIT Gastrointestinaltrakt

h Stunde

HyD^® Rovimix^®-HyD^® 1,25% (enthält 25-OHD3) KF Kraftfutter

KM Körpermasse

ME umsetzbare Energie

min Minute

MJ Megajoule

MN mikrobieller Stickstoff MP mikrobielles Protein

n Stichprobenumfang

N Gesamt-Stickstoff n.s. nicht signifikant

NAN Nicht-Ammoniak-Stickstoff NDF Neutral Detergent Fibre NfE N-freie-Extraktstoffe NH3 Ammoniak

NIRS Nahe Infrarot Spektroskopie nXP nutzbares Rohprotein

OM organische Masse

p Irrtumswahrscheinlichkeit PTH Parathormon

RNB ruminale Stickstoffbilanz

s. siehe

SCFA kurzkettige Fettsäuren

SEM Standardfehler des Mittelwertes

TS Trockensubstanz

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TA Trockenmasseaufnahme Tab. Tabelle

TMR Total Mixed Ration u.a. und andere

UDP pansenunabbaubares Futterprotein VQ Verdauungsquotient

XA Rohasche

XF Rohfaser

XL Rohfett

XP Rohprotein

XX N-freie Extraktstoffe z.B. zum Beispiel

z.T. zum Teil

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Schematische Darstellung einer Versuchsperiode 30 Abbildung 2: Funktionsprinzip des Sandwich-ELISAs

(Quelle: OBERHEIDE 2011) 39

Abbildung 3: Futteraufnahme (kg TS/Tag) in den jeweiligen Perioden;

Mittelwerte (n = 6) ± SD. (Erläuterungen zu den Symbolen, Grenzwerten und deren Bedeutung bei der statistischen

Sicherung sind in Tabelle 5 dargestellt.) 51 Abbildung 5: Durchschnittliche Milchleistung (kg/Tag) der Tiere in den

jeweiligen Perioden; Mittelwerte (n = 6) ± SD 54 Abbildung 6: pH-Wert im Pansensaft zu den Probeentnahmezeitpunkten;

Mittelwerte (n = 6) ± SD 55

Abbildung 7: NH3-N-Konzentrationen im Pansen der fistulieren Kühe während der ersten 5 Stunden nach Fütterungsbeginn;

Abbildung 8: ionisiertes Calcium (mmol/l); Mittelwerte (n = 6) ± SD 59 Abbildung 9: ionisiertes Calcium; Mittelwerte der identischen Tiere

(n = 5) ± SD der Kontroll-sowie DCAD+HyD^®-Periode 60 Abbildung 10: Gesamt-Calcium (mmol/l) ; Mittelwerte (n = 6) ± SD 60 Abbildung 11: anorganisches Phosphat; Mittelwerte (n = 6) ± SD 61 Abbildung 12: 25-OHD3-Konzentration; Mittelwerte (n = 6) ± SD 61 Abbildung 13: 1,25-(OH)2D3-Konzentration; Mittelwerte (n = 6) ± SD 62 Abbildung 14: PTH-Konzentration; Mittelwerte (n = 6) ± SD 62 Abbildung 15: CrossLaps^®-Konzentration; Mittelwerte (n = 6) ± SD 63 Abbildung 16: CrossLaps^®; Mittelwerte der identischen Tiere (n = 5) ± SD

der Kontroll- sowie DCAD+HyD^®-Periode 63

Abbildung 17: pH im Blut; Mittelwerte (n = 6) ± SD 64 Abbildung 18: pH im Urin; Mittelwerte (n = 6) ± SD 64 Abbildung 19: Abhängigkeit der CrossLaps^® vom Laktationsstadium 86

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Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: DIM der einzelnen Tiere zu Beginn der 3. Woche jeder Periode, durchschnittliche DIM der Perioden sowie Laktationsnummer

der einzelnen Tiere 32

Tabelle 2: Zusammensetzung der gefütterten Rationen [%] 32

Tabelle 3: Zusammensetzung des Kraftfutters 33

Tabelle 4: Symbole, Grenzwerte und Bedeutungen der Signifikanzniveaus 49 Tabelle 5: Entwicklung des Körpergewichtes der Tiere [kg] 52 Tabelle 6: Ergebnisse der WEENDER-, NDF- / ADF-, Stärke- sowie

DCAD-Bestimmung der TMR 53

Tabelle 7: Mittlere pH-Werte über die gesamten 5,5 Stunden der Probenentnahme für die jeweiligen Versuchsperioden;

Tabelle 8: Mittlere Konzentration der flüchtigen Fettsäuren [mmol/l] sowie der Gesamtfettsäurekonzentration [mmol/l] in den einzelnen

Perioden; Mittelwerte (n = 5) ± SD 56

Tabelle 9: Mittlere molare Anteile einzelner flüchtiger Fettsäuren an den

Gesamtfettsäuren; Mittelwerte (n = 5) ± SD 57 Tabelle 10: Mittlere Konzentration an Ammoniak-N [mmol/l] über den

gesamten Probeentnahmezeitraum; Mittelwerte (n = 7) ± SD 57 Tabelle 11: Milchinhaltstoffe; Mittelwerte (n = 6) ± SD 65 Tabelle 12: Aufnahme, Ausscheidung und scheinbare VQ von

Trockensubstanz, organische Masse, Faserfraktionen,

Rohfett und Rohprotein; Mittelwerte (n = 6) ± SD 66 Tabelle 13: Aufnahme, mittlerer Duodenal-Fluss und scheinbare pre-

duodenale VQ von Trockensubstanz, organischer Masse,

Faserfraktionen und Rohfett; Mittelwerte (n = 6) ± SD 67 Tabelle 14: Scheinbare pre-duodenale VQ, scheinbare Gesamtverdaulichkeiten

sowie abgeleitete scheinbare intestinale VQ von TS, OM, NDF,

ADF, XF und XL; Mittelwerte (n = 6) ± SD 68

Tabelle 15: Übersicht über die Stickstoffaufnahme, den Stickstoff-Fluss sowie den Nicht-Ammoniak-Stickstoff (NAN) am Duodenum;

Tabelle 16: Aufnahme, Ausscheidungen, Retention, Nettoabsorption, Verdauungsquotienten (VQ) für Stickstoff sowie die RNB aus der 4. und 5. Probenentnahmewoche für die jeweiligen

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Tabelle 17: Übersicht über die fermentierte organische Masse (FOM), die mikrobielle Proteinsynthese sowie über das nutzbare

Rohprotein (nXP), das pansenunabbaubare Futterprotein (UDP) und das endogene Protein in den verschiedenen Perioden;

Tabelle 18: Aufnahme, Ausscheidungen, Retention, Nettoabsorption, Fluss am Duodenum sowie Verdauungsquotienten (VQ) für Calcium aus der 4. und 5. Probenentnahmewoche für die jeweiligen

Tabelle 19: Aufnahme, Ausscheidungen, Retention, Nettoabsorption, Fluss am Duodenum sowie Verdauungsquotienten (VQ) für Phosphor aus der 4. und 5. Probenentnahmewoche für die jeweiligen

Tabelle 20: Aufnahme, Ausscheidungen, Retention, Nettoabsorption, Fluss am Duodenum sowie Verdauungsquotienten (VQ) für Magnesium aus der 4. und 5. Probenentnahmewoche für die jeweiligen

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1 Einleitung

Die hypocalcämische Gebärparese, auch als Milchfieber bezeichnet, ist eine häufig auftretende und aus ökonomischer Sicht eine der bedeutendsten Erkrankungen der Milchkuh.

Als Ursache dieser Erkrankung ist eine Störung der Calciumhomöostase im peripartalen Zeitraum anzusehen. Durch die zusätzliche Belastung des Calcium- Haushaltes mit Einsetzen der Laktation, kann oftmals die Calciumhomöostase nicht aufrechterhalten werden.

Bis zum jetzigen Zeitpunkt wurde mit verschiedenen Behandlungs- und Fütterungs- strategien, beispielsweise durch die kombinierte Fütterung von sauren Salzen mit 25- OHD3, versucht, dieser Erkrankung entgegen zu wirken und somit für eine Verbesse- rung der Aufrechterhaltung der peripartalen Calciumhomöostase zu sorgen. Die Ziel- setzung dieser Strategien besteht darin, die Calcium-Absorption im Gastrointestinalt- rakt bzw. die Calciummobilisierung aus den Knochen zu erhöhen um darüber die Calciumverluste, vor allem zum Einsatz der Laktation, zu kompensieren.

Durch die hohe Bedeutsamkeit der Milchfieberproblematik wurden aus diesem Grund etliche Studien zu Mechanismen, Lokalisation und Regulation der Calcium- Absorption beim Wiederkäuer durchgeführt, die allerdings keine eindeutigen Konzep- te erbrachten. Ein Grund dafür ist darin zu sehen, dass die Ergebnisse teilweise differierten und zum Teil widersprüchlich waren. Des Weiteren wurden die Studien häu- fig aus Gründen der Praktikabilität an kleinen Wiederkäuern (Schaf, Ziege) durchgeführt, und es liegen nur wenige Ergebnisse über gastrointestinale Absorpti- onsvorgänge beim Rind vor. Aus diesem Grund ist noch nicht genau geklärt, welche Rolle das Vormagensystem und die einzelnen Darmabschnitte in Bezug auf die Cal- cium-Absorption beim großen Wiederkäuer spielen.

In der vorliegenden Arbeit soll daher auf gastrointestinale Calcium-Absorption des Rindes eingegangen werden. Ziel ist es, durch einen In-vivo-Versuch mit Milchkühen herauszufinden, ob eine positive Beeinflussung der Calciumhomöostase durch eine Supplementierung von 25-OHD3 in Kombination mit einer anionenreichen DCAD-

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Ration möglich ist. Des Weiteren soll herausgefunden werden, in welchen Bereichen des Gastrointestinaltraktes mögliche Effekte auf die Calcium-Absorption durch diese Supplementierung festzustellen sind. Möglicherweise können durch diese Untersu- chungen weitere Erkenntnisse erlangt werden, inwiefern der Darmtrakt in Analogie zu monogastrischen Tieren eine wichtige Rolle bei Calcium-Absorptionsprozessen spielt, oder ob dem präintestinalen Bereich, wie in Studien der letzten Jahre gezeigt werden konnte, eine größere Bedeutung zukommt. Erhofft werden weitere Auf- schlüsse darüber, welche Bereiche des Gastrointestinaltraktes eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Calciumhomöostase einnehmen und durch welche Fütterungsstrategien diese positiv beeinflusst werden können, um langfristig effektivere Präventionsmaßnahmen in Bezug auf Milchfieber zu entwickeln.

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2 Literaturübersicht

2.1 Bedeutung und Aufrechterhaltung der Calciumhomöostase

Die Aufrechterhaltung der Calciumhomöostase stellt einen wichtigen Faktor im Orga- nismus dar. Calcium liegt als Mengenelement zu etwa 99% in gebundener Form im Knochen vor, aber auch zu einem geringen Anteil gebunden an Proteine und frei io- nisiert im Plasma. In dieser ionisierten Form ist Calcium für verschiedenste Funktio- nen und Abläufe im Körper notwendig. Zum einen fungiert das ionisierte Calcium als second messenger, darüber hinaus ist es bei Muskelkontraktionen, der Blutgerin- nung, der Sekretion verschiedener Drüsen, an der präsynaptischen Ausschüttung von Neurotransmittern (RAMASAMY 2006) sowie der Aktivierung verschiedener En- zyme ( EL-SAMAD et al. 2002) beteiligt.

Für die Regulatiosmechanismen des Calciums sind vor allem die drei Hormone Cal- citonin, Calcitriol und Parathormon (PTH) zuständig, die in unterschiedlicher Weise auf den Gastrointestinaltrakt, die Niere und die Knochen wirken (RAMASAMY 2006).

Eine genauere Betrachtung dieser Hormone erfolgt im Folgenden.

2.1.1 Calcitonin

Calcitonin, ein in den C-Zellen der Schilddrüse gebildetes Peptidhormon, wird im Wesentlichen bei einem Anstieg der Ca²⁺ Konzentration im Blut, die durch einen in den C-Zellen exprimierten calcium-sensing-receptor erfasst wird (KANTHAM et al.

2009), synthetisiert und ausgeschüttet (LITTLEDIKE & GOFF 1987). Die Calcitonin- Wirkung, die über Calcitoninrezeptoren vermittelt wird, besteht zum einen in einer Hemmung der Knochenresorption, wodurch eine Mineralisierung des Skelettes ge- fördert wird (RAMASAMY 2006). Zum anderen kommt es zu einer Verminderung der renalen Resorption von Calcium, Magnesium und Phosphat (HAAS et al. 1971;

LITTLEDIKE & GOFF 1987).

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2.1.2 Parathormon

Parathormon (PTH) wird in der Nebenschilddrüse synthetisiert, in den Sekretgranula gespeichert und stellt ein Peptidhormon dar, das aus 84 Aminosäuren besteht (LITTLEDIKE & GOFF 1987). Reguliert wird es durch die Konzentration des ionisierten Calciums (LITTLEDIKE & GOFF 1987; EL-SAMAD et al. 2002). Sobald ein Ab- sinken der Calciumkonzentration über den calcium-sensing-receptor erfasst wird, erfolgt innerhalb von Sekunden eine Entleerung der Granula (BROWN & MACLEOD 2001; RAMASAMY 2006), und somit kommt es zu einer Erhöhung des PTH- Spiegels.

Ähnlich wie Calcitonin wirkt PTH über membranständige Rezeptoren, die sich vor allem in der Niere und am Knochen befinden (LITTLEDIKE & GOFF 1987). Bei monogastrischen Tieren führt es in der Niere innerhalb weniger Minuten zu einer gesteigerten Resorption von Calcium und Magnesium, und zudem kommt es zu einer er- höhten Phosphatausscheidung mit dem Harn (GREGER et al. 1987; LITTLEDIKE &

GOFF 1987; EL-SAMAD et al. 2002)^.Am Knochen führt PTH zu einer gesteigerten Calciummobilisation aus dem Skelett (LITTLEDIKE & GOFF 1987; RAMASAMY 2006); jedoch fördert PTH erst bei Vorhandensein des Calcitriols den zellulären Kno- chenabbau (Horst et al. 1994). Des Weiteren stellt PTH den wichtigsten Faktor in der Regulierung der 1α-Hydroxylase dar. PTH steigert durch die Aktivierung der 1α- Hydroxylase die Synthese von Calcitriol, wodurch es somit außerdem eine indirekte Wirkung auf den Darmtrakt ausübt.

2.1.3 Calcitriol

Calcitriol (1,25-(OH)2D3) ist die biologisch aktivste Form des Vitamin D (LITTLEDIKE

& GOFF 1987; RAMASAMY 2006) und entsteht im Körper durch zwei Hydroxylie- rungsschritte. Vitamin D kann entweder mit der Nahrung aufgenommen werden (Vi- tamin D2 und Vitamin D3) oder unter dem Einfluss von UV-Licht in der Haut gebildet werden (Vitamin D3). In der Leber erfolgt durch die 25-Hydroxylase die erste Hydro- xylierung (Horst & REINHARDT 1983; RAMASAMY 2006). Ein Großteil des Vitamin D liegt in dieser Form im Organismus vor, da die 25-Hydroxylase weitestgehend

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substratgesteuert ist (RAMASAMY 2006) und dieser erste Hydroxylierungsschritt keiner besonders engen Regulierung unterliegt. Daher wird das entstehende 25- Hydroxyvitamin-D3 (25-OHD3) oftmals als Indikator für die Vitamin D-Versorgung an- gesehen (LITTLEDIKE & GOFF 1987). In der Niere erfolgt durch die 1α-Hydroxylase, welche streng reguliert ist (FRASER & KODICEK 1970), der zweite Hydroxylie- rungsschritt am C1 und lässt dabei die biologisch wirksamste Form des Vitamin D3, das 1,25-(OH)2D3, entstehen (LITTLEDIKE & GOFF 1987). Ein verringerter Plasma- calcium- sowie Plasmaphosphat- aber auch hohe PTH-Spiegel gelten als die stärks- ten Stimuli für die 1,25-(OH)2D3 Synthese (LITTLEDIKE & GOFF 1987). Des Weite- ren begünstigen Prolaktin und Östrogene ebenfalls die Calcitriolbildung in der Niere (HORST 1986)^.Calcitriol selbst wirkt durch einen negativen Feedbackmechanismus inhibierend auf die 1α-Hydroxylase und hemmt somit seine eigene Produktion (TRECHSEL et al. 1979; SHINKI et al. 1997)^. Nach der Entstehung wird Calcitriol, gekoppelt an das vitamin binding protein, im Blut transportiert. Seine biologische Wirkung entfaltet 1,25-(OH)2D3 am vitamin D receptor (VDR) (BROWN et al. 1999;

Ramasamy 2006), welcher in hohem Maße im Darm, in der Niere und den Knochen vorkommt (RAMASAMY 2006). Nach der Bindung an den VDR bewirkt 1,25-(OH)2D3

am Darm und in der Niere eine gesteigerte Expression der apikalen Calciumkanäle TRPV6 (und TRPV5) sowie der cytosolischen Proteine Calbindin-D9K und Calbindin- D28k, welche das Calcium in der Zelle von der apikalen zur basolateralen Seite trans- portieren. Des Weiteren wird die basolateral lokalisierte Calciumpumpe (Plasma Membrane Calcium ATPase (PMCA)) bzw. der Natrium-Calcium-Austauschers (NCX) gesteigert und dadurch die aktive intestinale Absorption bzw. die renale Re- sorption von Calcium erhöht (VAN ABEL et al. 2003; HOENDEROP 2005). Zusätz- lich bewirkt 1,25-(OH)2D3 durch eine erhöhte Expression des NaPi-Cotransportes (YAGCI et al.1992) im Darm eine verstärkte Phosphat-Absorption.

Am Knochen verursacht 1,25-(OH)2D3 eine Differenzierung sowie eine Reifung der Osteoklasten, die dafür verantwortlich sind, durch Knochenresorption den Calcium- und Phosphatspiegel aufrecht zu halten. Im Knochen resultiert durch die 1,25- (OH)2D3-VDR-Interaktion eine verstärkte Expression des Liganden RANKL in den Osteoblasten. Bindet dieser an einen Rezeptor (RANK) auf der Oberfläche von Vor-

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läuferzellen der Osteoklasten, so stimuliert dies die Reifung und Differenzierung dieser Zellen zu Osteoklasten (DUSSO et al. 2005). Bei Vorhandensein von gesteigerten Calcium- oder Phosphatspiegeln kann 1,25-(OH)2D3 auch die Knochenformation durch eine induzierte Synthese von Proteinen der Knochenmatrix induzieren (BROWN et al. 1999).

In der Niere vermittelt 1,25-(OH)2D3 direkt eine verstärkte Expression von Ca²⁺- Transportproteinen assoziiert mit einer gesteigerten tubulären Calcium-Absorption (HOENDEROP 2005) und wahrscheinlich indirekt bedingt durch Verminderung des PTH-Spiegels eine vermehrte Phosphat-Absorption (BROWN et al. 1999).

2.2 Hypocalcämie

Durch die zahlreichen physiologischen Aufgaben, die Calcium erfüllt, ist es wichtig, dass dessen Konzentration im Plasma konstant gehalten wird. Ein Absinken der Ge- samt-Calciumkonzentration unter den angegebenen Referenzbereich von 2,1 bis 2,5 mmol/l wird als Hypocalcämie bezeichnet (Goff 2006; SCHRÖDER et al. 2006). Die Hauptursache der Belastung des Calcium-Haushaltes ist der hohe Transfer von Cal- cium in die Milch.

Unterschieden wird bei der Hypocalcämie zwischen einer klinisch manifesten Form, auch Milchfieber genannt, mit einer Inzidenz von etwa 10% (DEGARIS & LEAN, 2008) und der subklinischen Hypocalcämie, dessen Auftreten in Abhängigkeit von der Laktationszahl mit ca. 25% in der ersten Laktation bis auf etwa 54% in der fünf- ten Laktation zunehmen kann (LITTLEDIKE 1981; REINHARDT et al. 2011). Häufig tritt die Hypocalcämie bei Schafen und Ziegen, aber vor allem bei hochleistenden Milchkühen, etwa 24 Stunden a.p. bis 72 Stunden p.p. auf (GOFF et al. 1991).

Bedingt durch die massive Calcium-Bedarfserhöhung während der Trächtigkeit und die sehr plötzlich einsetzende zusätzliche Belastung des Calcium-Haushaltes durch das Einsetzen der Laktation, kann oftmals die Calciumhomöostase nicht aufrechterhalten werden. Schon kurz vor der Abkalbung steigt der Calciumbedarf der Milchkuh erheblich an, so dass etwa 10 bis 12 g Calcium pro Tag für die Versorgung bzw.

Entwicklung des Fetus, sowie für den Ausgleich der Calcium-Verluste durch Harn

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und Kot benötigt werden (GOFF et al. 1991). Dieser gesteigerte Bedarf kann häufig noch durch die Fütterung ausgeglichen werden, was jedoch mit Einsetzen der Lakta- tion, wenn der Bedarf weiter steigt, oftmals nicht möglich ist. Für ein Kilogramm Milch werden etwa 1,1 g Calcium und für das Kolostrum sogar bis zu 2,3 g Ca benötigt.

Aus diesen Daten wird deutlich, dass eine Kuh bei 10 Liter Kolostrumvolumen einen Calciumverlust von bis zu 23 g aufbringen muss (LITTLEDIKE & GOFF 1987;

HORST et al. 1997). Die Menge des extrazellulär vorhandenen Ca beträgt allerdings nur etwa 9-11 g, von denen nur etwa 3 g als verfügbarer Ca-Pool im Plasma vorlie- gen. Dieser Pool muss aus diesem Grund durch eine vermehrte Ca Freisetzung aus dem Knochen sowie eine gesteigerte intestinale Ca Absorption wiederaufgefüllt werden (GOFF et al. 1991)^.Problematisch ist jedoch, dass diese Regulationsmechanis- men während der Trockenstehphase relativ inaktiv sind (RAMBERG et al. 1984). Bis die volle Leistungsfähigkeit dieser Mechanismen wieder erreicht ist, vergehen etwa 24 bis 48 Stunden (HORST et al. 1994; ROSSOW & BOLDUAN 1994). Aus diesem Grund gelangen fast alle Tiere in hypocalcämische Bereiche, jedoch meist mit unauf- fälligem oder nur subklinischem Verlauf, der oftmals schnell überwunden wird (Goff et al. 1989). Nur bei einem Teil der Tiere treten klinische Symptome des Milchfiebers, welches auch als peripartale Hypocalcämie oder puerperales Festliegen bezeichnet wird, auf.

Das klinische Bild der Gebärparese ist nicht einheitlich. Je nach Ausmaß der Hypo- calcämie kommt es zu Abgeschlagenheit, Muskelzittern, Inappetenz, herabgesetzter Pansenmotorik und Niederlegen mit meist erfolglosen Aufstehversuchen (LARSEN et al. 2001). Die klinische Symptomatik ist meist geprägt von neuromuskulären Störun- gen bzw. Ausfallerscheinungen (GOFF et al. 2006) und je nach Stadium begleitet von unterschiedlichen Symptomen(RICHTER & GOETZE 1978).Zu Beginn zeigen die Tiere oftmals schreckhaftes und unruhiges Verhalten sowie einen starren Blick.

Diesem Stadium, das mehr oder weniger ersichtlich ist, folgen Lähmungserschei- nungen, die meist in der Hinterhand beginnen und das Tier unsicher stehen lassen.

Im Folgestadium entwickelt sich aus dieser Parese innerhalb der nächsten Stunden eine vollständige Lähmung. Das Tier kommt nun zum Festliegen und kann die Gliedmaße nicht mehr richtig bewegen. Oftmals wird die Seitenlage eingenommen

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und die Gliedmaßen werden gestreckt vom Körper positioniert. Des Weiteren ist die Reflexerregbarkeit herabgesetzt, die Köpertemperatur, die zu Beginn der Stadien noch normal bzw. hoch ist, fällt und die Kornea weist Trockenheit auf. Eine Behand- lung sollte bei Auftreten derartiger Symptome schnellstmöglich geschehen, da die Tiere bereits nach wenigen Stunden versterben können (RICHTER & GOETZE 1978). Laut ROSSOW und BOLDUAN (1994) liegt in leistungsstarken Herden die Morbiditätsrate bei etwa 5% bis 10%.

Die wirtschaftliche Bedeutung der Hypocalcämie ist dabei nicht primär in den anfal- lenden Behandlungskosten der klinischen Form zu sehen, sondern vielmehr in der Entstehung von eventuellen Folgeerkrankungen. Zu den sekundär bedingten Erkran- kungen zählen Mastitiden, Dystokie, Ketosen, Uterusvorfälle sowie Klauenerkran- kungen im postpartalen Zeitraum, Labmagenverlagerungen, Nachgeburts- verhaltungen und weitere Puerperalstörungen, die zu Fertilitätsstörungen und redu- zierten Milchleistungen in der Folgelaktation führen können. Direkt entstehende se- kundäre Schäden sind beispielsweise durch Grätschen oder Muskelzerreißungen hervorgerufene Druckschädigungen oder Ischämien von Nerven und/oder Muskeln (ROSSOW & BOLDUAN 1994). Durch die Hypocalcämie bedingte Verminderung des Muskeltonus im Uterus besteht die Gefahr für das Auftreten von Nachgeburtsverhaltungen, Puerperalstörungen und Uterusprolaps (GOFF & HORST 1997; GOFF 2008). Auch bei der subklinischen und somit nicht in Erscheinung tre- tenden Hypocalcämie ist die Gefahr der Entstehung von Sekundärerkrankungen ebenfalls gegeben.

Trotz intensiver Forschung auf dem Gebiet der Milchfieberproblematik, ist die genaue Ätiologie dieser Erkrankung noch nicht hinreichend geklärt und die Gebärparese zählt weiterhin zu den häufigsten Störungen bei Hochleistungskühen. Laut LITTLEDIKE et al. (1981) betrugen die jährlich durch Milchfieber entstandenen Ver- luste in den USA (1965) 10,5 Millionen US$, in Frankreich (1959) 10 Millionen Franc und in Schweden (1969) waren es 10 Millionen Schwedische Kronen.

Da das Erkrankungsrisiko mit steigender Laktation zunimmt (CURTIS et al. 1984;

HORST et al. 1994), nimmt das Alter der Tiere bei der Erkrankung eine prägnante

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Rolle ein. Mit steigendem Alter kommt es zu einer Verringerung der Osteoklastenzahl, der abbaubaren Knochenoberfläche (REINHARDT et al. 1988), der intestinalen VDR-Dichte (HORST et al. 1990) sowie der PTH Rezeptoren. Aus diesem Grund wird die Wirkung des PTH sowie die Ansprechbarkeit der VDR auf Calcit- riol verlangsamt bzw. verzögert, was dazu führt, dass ältere Kühe längere Zeit benö- tigen, um sich auf den gesteigerten Calciumbedarf durch intestinale Absorptionsprozesse bei Laktationseintritt anzupassen.Des Weiteren zeigte sich eine verminderte Antwort der 1α-Hydroxylase bei älteren Tieren, wenn es zu Calciummangelsituationen kommt (ARMBRECHT et al. 1980)^.

Oftmals wurde auch die Höhe der Milchleistung in Zusammenhang mit der Milchfie- berproblematik gebracht. FLEISCHER et al. (2001)konnten jedoch feststellen, dass eine Korrelation zwischen Milchleistung und Milchfieber nicht mehr nachweisbar ist, wenn man die nur selten an Milchfieber erkrankten Färsen, deren Leistung geringer ist als die pluriparer Tiere, nicht mit in die Analysen einbezieht.

Eine Störung des Hormonhaushaltes bei erkrankten Tieren ist eher unwahrschein- lich, da die Calcitoninsekretion bei betroffenen Tieren eher niedriger ist, als bei ge- sunden Tieren (MAYER et al. 1975)^.Des Weiteren stellten HORST et al. (1978) fest, dass bei hypocalcämischen Tieren weder eine insuffiziente PTH-Sekretion noch eine ungenügende Calcitriolsynthese vorliegt. Aus den Resultaten der verschiedenen Studien lässt sich demnach schlussfolgern, dass bei an Milchfieber erkrankten Tieren der Gastrointestinaltrakt und die Knochen ungenügend auf die hormonellen Stimuli reagieren. Womöglich bedingt durch unangemessene Rezeptoranzahl oder Rezeptordysfunktionen (HORST et al. 1994) kommt es mutmaßlich zu einer Verzö- gerung der Calciumresorption aus dem Gastrointestinaltrakt sowie aus den Knochen.

Die Rasse scheint ebenso ein prädisponierender Faktor bei der Milchfieberentste- hung zu sein. So stellten LITTLEDIKE et al. (1981) und OETZEL (1991) fest, dass vor allem Jersey-Rinder disponiert sind Milchfieber zu entwickeln, wohingegen Tiere der Holstein-Rasse weniger oft betroffen sind. Die Körperkondition zum Partus scheint auch ein beeinflussender Faktor bei der Milchfieberentstehung zu sein.

Kommt es in der Spätlaktation bzw. in der Trockenstehperiode zu einem energeti-

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schen Überangebot im Futter, so erfolgt eine vermehrte Fetteinlagerung in der Leber und in der Niere. Die Folge dessen ist, dass die beiden Hydroxylierungsschritte des Vitamin D in ihrer Funktion vermutlich eingeschränkt sind (FÜRLL 1981) und bei überkonditionierten Tieren daher die Gefahr einer Milchfieberentstehung größer ist als bei normal gewichtigen Tieren (RUKKWAMSUK et al. 1999).

Des Weiteren nimmt das Futter der Tiere bei der Entstehung sowie bei der Prophyla- xe des Milchfiebers eine entscheidende Position ein. Vermutet wird, dass eine alkalotische Stoffwechsellage eine Hypocalcämie begünstigt, da die Nieren und der Darm nicht adäquat auf das PTH ansprechen. Mit unter anderem diesem Hintergrund wurden im Laufe der Zeit verschiedene Fütterungsstrategien entwickelt (s.Kapitel 2.5), um der Entstehung einer Hypocalcämie entgegen zu wirken.

2.3 Mechanismen der Calcium-Absorption bei monogastrischen Tieren

Regulation und Mechanismen der gastrointestinalen Calcium-Absorption basieren vor allem auf Forschungen an monogastrischen Tieren, wie beispielsweise an Labor- tieren oder an Schweinen. Oftmals wurden diese Ergebnisse auf den Wiederkäuer übertragen, ohne deren Regulationsmechanismen genauer untersucht zu haben.

Seit mehr als 70 Jahren ist bekannt, dass die Calcium-, aber auch die Phosphat- Absorption durch Vitamin D stimuliert werden kann (NICOLAYSEN 1927; HARRIS &

INNES 1931). Für Untersuchungen an monogastrischen Tieren, vor allem an Schweinen (SCHRÖDER et al. 1998) und an Ratten (BROMMAGE et al. 1995), konnte ein durch Calcitriol regulierter aktiver Calciumtransport in den vorderen Darmabschnitten nachgewiesen werden.

Studien ergaben, dass der Dickdarm beim Schwein in Bezug auf die Calcium- Nettoabsorption eine untergeordnete und der Dünndarm, vor allem der proximale Abschnitt, eine primäre Rolle darstellt (MOORE & TYLER 1955; PARTRIDGE 1978;

SCHRÖDER et al. 1996). Das mit dem Futter aufgenommene Calcium kann in seiner löslichen Form durch passive Diffusion entlang eines chemischen Gradienten in den Blutkreislauf gelangen oder wird durch einen transzellulären, aktiven Mechanismus

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durch die Darmschleimhaut transportiert (SCHRÖDER & BREVES 2006)^. Über das Ausmaß dieser beiden Mechanismen in den einzelnen Segmenten des Gastrointes- tinaltraktes liegen nur wenige Daten vor. In Versuchen mit Ratten konnte festgestellt werden, dass vor allem bei calciumreicher Nahrung der größte Teil des Calciums passiv absorbiert wird (PANSU et al. 1993; BRONNER & PANSU 1999) und somit eine Regulation durch Calcitriol keine primäre Rolle spielt (HALLORAN & DELUCA 1980).

Die klassische Vorstellung über den Ablauf der aktiven Calcium-Absorption bei monogastrischen Tieren ist aus Studien (FAVUS 1985; DELUCA 1988) abgeleitet worden und ist nach heutigem Kenntnisstand nur bedingt auf den Wiederkäuer übertrag- bar. Für monogastrische Tiere ist man sich jedoch sicher, dass der aktive Transport aus drei Schritten besteht. Diese gliedern sich erstens in eine passive durch einen chemischen Gradienten bedingte Aufnahme des Calciums ins Cytosol über Calcium- Membrankanäle (TRPV5 und TRPV6), zweitens gefolgt von einem Transport des Calciums - gebunden an CalbindinD9k durch das Cytosol - und drittens dem darauf folgenden letzten Schritt, bei welchem das Calcium gegen einen elektrochemischen Gradienten mit Hilfe von einer Plasmamembran-Ca-ATPase und/oder einem Na/Ca- Austauscher über die basolaterale Membran ausgeschleust wird (SCHRÖDER &

BREVES 2006).

Unabhängig von seinem quantitativen Anteil kommt dem aktiven Calcium-Transport für die Aufrechterhaltung der systemischen Calciumhomöostase eine entscheidende Aufgabe zu. Dieser Transportmechanismus wird effektiv durch Calcitriol reguliert (FAVUS 1985; BRONNER & PANSU 1999).

An folgenden Einzelschritten des aktiven Transportprozesses kann Calcitriol beein- flussend wirken:

1. Calcitriol sorgt für eine gesteigerte Bildung von epithelialen Calciumkanälen an der luminalen Darmseite, die für einen unbeschränkten Calciumeinstrom in das Zellinnere sorgen (HOENDEROP et al. 1999).

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2. Gebunden an das Calcium-Binding-Protein (CaBP) findet der intrazelluläre Calciumtransport statt. Die Synthese von CaBP ist vom Calcitriol abhängig.

(CHRISTAKOS et al. 1992; NORMAN et al. 1992).

3. Mittels einer Ca²⁺-Pumpe (Ca²⁺-ATPase) erfolgt die Ausschleusung von Calci- um aus der Zelle an der serosalen Seite ins Blut. Diese basolateral lokalisierte Calciumpumpe wird durch Calcitriol gesteigert und dadurch die aktive intestinale Absorption von Calcium erhöht (HOENDEROP 2005).

2.4 Gastrointestinaler Calcium-Transport bei Wiederkäuern

In zahlreichen Studien an Wiederkäuern wurde bis zum jetzigen Zeitpunkt versucht, die genauen Regulationsprozesse der Calciumhomöostase zu untersuchen und deren positive Beeinflussung zu erzielen. Mit der Entwicklung eines wirksamen Konzep- tes, mit dem es zu einer Verbesserung der peripartalen Calciumhomöostase kommen würde, ist nicht nur aus Sicht der Tiergesundheit, sondern auch aus wirtschaftlicher Sicht in Bezug auf die Milchproduktion, eine Besserung zu erwarten.

Ob die allgemein für monogastrische Tiere erforschten Mechanismen der aktiven Calcium-Absorption - vor allem bezogen auf die proximalen Dünndarmabschnitte - auch für den Wiederkäuer gelten, muss noch untersucht werden (SCHRÖDER &

BREVES 2006). So wurden beispielsweise Mechanismen des aktiven Calciumtransportes, wie sie bei der monogastrischen Spezies weitläufig erforscht wurden, noch nicht hinreichend bei Wiederkäuern nachgewiesen, um eindeutige Aussagen diesbezüglich treffen zu können.

Durch In-vitro-Versuche zur Untersuchung der aktiven Ca-Absorption bei Wieder- käuern konnte die Annahme, dass beim Wiederkäuer, verglichen mit dem monogastrischen Tier, der vordere Dünndarm-Abschnitt keine vergleichsweise dominante Rol- le bei der aktiven Calcium-Absorption spielt, unterstützt werden (SCHRÖDER et al.

1997)^.Auch wenn die primär durch Vitamin D regulierte aktive Calciumresorption bei der monogastrischen Spezies mehr oder weniger auf das Duodenum und das vordere Jejunum beschränkt ist (HOENDEROP 2005)^,so konnte durch Studien der letzten Jahre - zumindest für das Schaf und die Ziege - der Beweis erbracht werden, dass

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auch im Reticulorumen aktive Calciumtransportprozesse ablaufen (HOELLER et al.

1988; SCHRÖDER et al. 1997).

2.4.1 Untersuchungen an Schafen und Ziegen

Insbesondere unter dem Aspekt der Grundlagenforschung waren Untersuchungen unterschiedlicher Abschnitte des Gastrointestinaltraktes in Bezug auf die Calcium- Absorption Gegenstand diverser Studien. In Bilanzstudien fistulierter Schafe konnte gezeigt werden, dass generell nicht nur der Dünn- und der Dickdarm, sondern auch präintestinale Abschnitte des Gastrointestinaltraktes sowohl an der Nettosekretion als auch an der Nettoresorption von Calcium beteiligt sind. Allerdings differierten dabei die Ergebnisse über den Umfang der Transportleistungen zum Teil erheblich. In In-vivo-Versuchen kamen PHILLIPSON und STORRY (1965)bei Versuchen am ge- waschenen Reticulorumen anästhesierter Schafe zu dem Ergebnis, dass das Pansenepithel für Calcium nahezu undurchlässig ist. In anderen Studien wiederum konnte im Labmagen und in den Vormägen zum Teil eine Sekretion von Calcium festgestellt werden, die durch eine Nettoresorption im Dünndarm bzw. Dickdarm kompensiert wurde (PFEFFER et al. 1970; GREENE et al. 1983(a); WYLIE et al.

1985). Des Weiteren konnten RAYSSIGUIER und PONCET (1980) eine beträchtli- che Sekretion von Calcium im präintestinalen Bereich feststellen. Aus diesen Versu- chen ließ sich ableiten, dass das Vormagensystem eine wichtige Rolle bei der Auf- rechterhaltung der Calciumhomöostase spielt und es folgten In-vitro-Versuche für Untersuchungen zu den beteiligten Transportmechanismen. Mit Hilfe der Ussing- Kammer-Technik wurde der Calciumtransport über die isolierte Pansenschleimhaut untersucht. Zum einen konnte bei diesen Versuchen festgestellt werden, dass in Ab- wesenheit eines elektrochemischen Gradienten ein Nettoflux von Calcium zur serosalen Gewebeseite vorlag, was auf einen aktiven Transportmechanismus für Calcium hinwies. Des Weiteren konnte durch eine Blockierung der Na⁺/K⁺-ATPase mit Ouabain das Verschwinden der Calciumresorption festgestellt werden, was den Schluss zuließ, dass dieser Calciumtransport von der Existenz der Na⁺/K⁺-ATPase abhängt sowie energieaufwändig ist(BREVES & HOELLER 1988).

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In-Vitro-Versuche mit Ziegen zeigten eine durch Calcitriol ausgelöste Stimulation der ruminalen Calcium-Absorption (BREVES et al. 1989). SCHRÖDER et al. (1997)stellten fest, dass ein erhöhter Calcitriolspiegel, ausgelöst durch eine Calcium-restriktive Ernährung, die Calcium-Absorption im Rumen erhöhte und somit für das Vorhanden- sein aktiver und durch Calcitriol stimulierbare Transportprozesse sprechen würde.

Hinsichtlich der Regulation des gastrointestinalen Calciumtransportes sind jedoch auch Speziesunterschiede feststellbar. Untersuchungen ergaben, dass die Resorpti- on von Calcium aus dem Vormagensystem bei Schafen nicht durch Calcitriol reguliert zu werden scheint (SCHRÖDER et al. 2001)^.

Für die intestinale Calcium-Absorption konnten durch Studien zwar Voraussetzungen für einen aktiven und Calcitriol-regulierten Calciumtransport bei Schafen und Ziegen aufgezeigt werden; die Regulation konnte aber funktionell noch nicht eindeutig be- wiesen werden. Dahingehend wurden im Dünndarm von Schafen der VDR, PMCA sowie Calbindin-D9K nachgewiesen (SCHRÖDER et al. 2001). Bei laktierenden Scha- fen, die 10 Tage mit 0,1 µg/kg 1 α-Hydroxyvitamin D3 i.m. behandelt wurden, stellte man einen deutlichen Anstieg der Calcium-Absorption aus dem Gastrointestinaltrakt fest (BRAITHWAITE 1978)^.Auf Grund des Versuchsdesigns dieser Studie konnten dabei jedoch keine Rückschlüsse auf die genaue Lokalisation im Darmtrakt gezogen werden. Des Weiteren konnten auch im Dünndarm der Ziege der VDR sowie Calbindin-D9K nachgewiesen werden (SCHRÖDER et al. 1995; RITTMANN 1996)^. Eine alimentär bedingte Calciumdepletion führte allerdings trotz deutlichen Anstieges des Calcitriolspiegels zu keinem signifikanten Anstieg der Calciumnettofluxraten im Dünndarm junger Ziegen (SCHRÖDER et al. 1997).

Schlussfolgernd lässt sich demnach die Aussage treffen, dass die bisherigen Ver- suchsergebnisse zur gastrointestinalen Calciumresorption des Wiederkäuers auf Vi- tamin D-sensitive sowie Vitamin D-insensitive Mechanismen hinweisen. Ob dabei in Analogie zu monogastrischen Tieren dem oberen Dünndarm eine dominierende Rol- le bei der Calcium-Absorption zukommt, ist in weiteren Studien zu untersuchen.

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2.4.2 Versuche mit Rindern

Die relativ wenigen Studien, die sich mit der Lokalisation bzw. den Mechanismen der gastrointestinalen Calcium-Absorption beim Rind beschäftigt haben, kommen zu unterschiedlichen und zum Teil widersprüchlichen Ergebnissen. Auf Grund der Prakti- kabilität fanden die Versuche zur Untersuchung von Calcium-Transportvorgängen bei Wiederkäuern meist bei kleinen Wiederkäuern, wie Schaf und Ziege, statt. Auch war die Anzahl der eingesetzten Versuchstiere meist gering und die Tiere unterschieden sich oft in Bezug auf Alter, Laktationsstadium, Geschlecht oder Trächtigkeitsstadium, was die Vergleichbarkeit der Ergebnisse einschränkt.

Den Versuchen war gemein, dass die Tiere an verschiedenen Stellen des Gastroin- testinaltraktes mit Kanülen bzw. Fisteln versehen waren. Die Erfassung von segmen- talen Calciumflüssen erfolgte schließlich mit Hilfe einer Markertechnik, meistens in Form von Chromoxid (Cr2O3). Durch diese Technik war es möglich, nicht nur die Ge- samtresorption des Calciums zu untersuchen, sondern auch Umfang der Nettosekre- tion bzw. Nettoabsorption einzelner Abschnitte des Gastrointestinaltraktes zu analy- sieren. In einer Studie aus dem Jahr 1976 stellte man Calciumsekretionen im präintestinalen Bereich fest, die durch Nettoresorptionsvorgänge im Dünndarm kompensiert werden konnten (VAN’T KLOOSTER 1976)^.Dies ließ vermuten, dass, genau wie bei der monogastrischen Spezies, vor allem im Duodenum und Jejunum Calci- um-Nettoresorptionsvorgänge stattfinden. Des Weiteren konnten GOETSCH und OWENS (1985), sowie ZINN und SHEN (1996) durch ihre Versuche eine vorwiegend in den Vormägen stattfindende Calcium-Sekretion feststellen. Diese Ergebnisse wurden jedoch durch zahlreiche Studien widerlegt, in denen festgestellt wurde, dass zum Teil eine deutliche Calcium-Nettoresorption im präintestinalen Kompartiment erfolgt.

So stellten GREENE et al. (1983(b)) bei Untersuchungen fest, die primär auf den Einfluss von Kalium auf den Magnesiumhaushalt bei Jungbullen fokussierten, dass eine Calciumnettoresorption zum Großteil im Magen und Dickdarm sowie eine Sek- retion von Calcium im Dünndarm stattfindet. In der Untersuchung des Monensin- Einflusses auf die Magnesium- und Calcium-Resorption konnte gezeigt werden, dass das Vormagen- und Labmagenkompartiment sogar als einziger Bereich des Gast-

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rointestinaltraktes für die Calciumnettoresorption zuständig war (GREENE et al.

1988). In einer weiteren Studie wurden die Nettobewegungen des Calciums bei unterschiedlicher Calciumversorgung von Jersey-Rindern untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass in den Vormägen und im Labmagen der größte Teil des Calciums resorbiert, im Dünn- und Dickdarm hingegen nur ein kleiner Teil sezerniert oder resorbiert wird (KHORASANI & ARMSTRONG 1992).

Diese differierenden Ergebnisse lassen sich möglicherweise in Einklang bringen, wenn die alimentäre Calciumaufnahme mit berücksichtigt wird. Zu diesem Zweck müssen die präintestinalen sowie die intestinalen Anteile an der gesamten Calcium- resorption in Abhängigkeit der alimentären Calciumversorgung betrachtet werden. So konnte gezeigt werden, dass es bei einem hohen Calcium-Angebot in der Nahrung zu einer Verschiebung der Calciumnettoresorption in den präintestinalen Bereiche kommt (SCHRÖDER & BREVES 2006). Dies lässt den Schluss zu, dass die intestinale Resorption erst bei alimentär bedingter Calciumabnahme an Prägnanz gewinnt.

KHORASANI et al. (1997) stellten in ihrem Versuch, der sich mit dem Einfluss verschiedener Silagen auf den Resorptionsort von Calcium und weiteren Mengenele- menten bei fünf laktierenden Holstein-Kühen beschäftigte, fest, dass der Umfang der Calciumverdaulichkeit nicht von der Fütterung beeinflusst wird. Allerdings kamen auch sie schon zu der Erkenntnis, dass mit Erhöhung des alimentären Calciumangebotes auch die präintestinale Calciumresorption anstieg. Des Weiteren kamen auch RAHNEMA et al. (1994)bei der Untersuchung zum Einfluss von unterschiedlichen Fettmengen in der Ration bei Holstein-Kühen zu der Schlussfolgerung, dass die Calciumnettoresorption von der täglich aufgenommenen Calciummenge abhängig war, und dass die meisten Resorptionsvorgänge des Calciums präintestinal stattfanden.

Daraus folgt, dass ein klassisches Funktionskonzept zur Calciumabsorption beim Rind bislang nicht gefunden wurde. Auch wenn YAMAGISHI et al. (2002) und YAMAGISHI et al. (2006) die Expression von VDR, sowie von Calbindin-D9k und PMCA am Duodenum des Rindes nachweisen konnten, so ist des Weiteren noch nicht hinreichend erforscht, inwiefern Calcitriol die Calcium-Absorption beim Rind

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beeinflusst und bzw. in welchem Ausmaß der pre-duodenale Bereich eine tragende Rolle bei der Calcium-Absorption einnimmt.

2.5 Prophylaxe der hypolcalcämischen Gebärparese

Die effektive Milchfieberprophylaxe hat im Management der Milchviehhaltung einen hohen Stellenwert. Sowohl der klinischen, aber auch der subklinischen Hypocalcä- mie kommt in Bezug auf Folgeerkrankungen und ökonomische Schäden eine hohe Bedeutung zu. Aus diesem Grund werden seit langem Konzepte entwickelt, die zu einer Stabilisierung der peripartalen Calciumhomöostase führen sollen. Neben den weniger spezifischen Prophylaxemaßnahmen (THILSING-HANSEN et al. 2002) wie Verkürzung der Trockenstehzeit, präpartales Anmelken bzw. unvollständiges Aus- melken post partum, BCS Bestimmung zur Kontrolle der Körperkonditionen oder Ver- fütterung Calciumbindender Substanzen (Zeolith), wurden Konzepte entwickelt, die in der Milchfieberprävention Anwendung finden. Auf diese Konzepte, die auf breiter Ba- sis in der gängigen Praxis eingesetzt werden, aber auch auf weiterführende Studien, die bis zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht in der Milchviehhaltung genutzt werden, wird im Folgenden näher eingegangen.

2.5.1 Restrikive Calciumfütterung ante partum

Die restriktive Calciumfütterung vor der Geburt stellt eine der ältesten Methoden dar, dessen Ziel es ist, die endogenen Calciummobilisationsmechanismen schon vor der Abkalbung zu sensibilisieren und bereits in der Vorbereitungsfütterung den Organis- mus dazu anzuregen, den Calciumbedarf über aktive Resorptionsprozesse im Gast- rointestinaltrakt und durch Knochenmobilisation zu decken. Findet hingegen bei tro- ckenstehenden Kühen eine Versorgung mit Calcium von mehr als 20 g/d statt, so wird der Calciumbedarf über passive intestinale Absorption gedeckt. Dies hat zur Folge, dass die aktiven transzellulären Calciumtransportprozesse inaktiv bleiben und die Mobilisation von Calcium aus dem Knochen herunterreguliert wird (GOFF et al.

1991; Horst et al. 1994)^,wodurch zum Zeitpunkt der Kalbung das Tier nicht in der Lage ist, die Bereitstellung von Calcium aus den Knochen und dem Intestinaltrakt zu

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vermitteln. Erst wenn diese Mechanismen aktiviert sind, können diese Ressourcen genutzt werden und hypocalcämische Situationen vom Tier überwunden bzw. verhindert werden.

Das Prinzip der calciumrestiktiven Fütterung in der präpartalen Phase, mindestens 14 Tage vor der errechneten Abkalbung, führt zu einer Stimulation der PTH- Sekretion, da der Calciumgehalt im Blut abnimmt. Bedingt dadurch kommt es zu einer Aktivierung der Knochenresorption sowie der Calcitriol-Synthese, dessen Folge eine Effizienzsteigerung der transzellulären aktiven Calcium-Absorption im Gastroin- testinaltrakt, sowie die Reifung und Differenzierung der Osteoklasen bereits vor der Abkalbung ist (KICHURA et al. 1982; HORST et al. 1986; GOFF et al. 2004)^. Mit den bereits aktiven Regulationsmechanismen können die Tiere den erhöhten Calciumbe- darf nach der Abkalbung besser und schneller begleichen (KICHURA et al. 1982).

Der Calciumgehalt sollte daher vor der Abkalbung auf weniger als 0,5% der aufgenommenen Trockenmasse gesenkt werden (WESTERHUIS 1975). Eine calciumreiche Fütterung a.p. als prädisponierender Faktor für das Auftreten der Ge- bärparese ist laut HORST (1986) unter anderem auf den alkalischen Charakter des Calciums zurückzuführen. In einem Versuch konnten GREEN et al. (1981) zeigen, dass bei Tieren, die mindestens 14 Tage eine calciumrestriktive Fütterung bekamen, die Plasmacalciumwerte tendenziell höher waren als bei Tieren, die calciumreich er- nährt wurden. Prinzipiell wird in der Literatur ein Calciumgehalt von unter 20 g pro Tag und Tier empfohlen (HORST et al. 1997)^.Nach der Abkalbung sollte unverzüg- lich eine Erhöhung der Calciumversorgung des Tieres erfolgen, beispielsweise durch eine Applikation einer calciumhaltigen Lösung o.ä., und im Anschluss der Calciumgehalt im Futter auf mehr als 1% der Trockensubstanz angehoben werden (WESTERHUIS 1975). Ein Problem, das sich bei dieser Präventionsmaßnahme ergibt, ist jedoch, dass viele gängige Grundrationen mehr als 20 g Calcium enthalten (RAMBERG et al. 1984) und somit eine Reduzierung des Calciumgehaltes auf das nötige Maß oftmals nicht umsetzbar ist. Des Weiteren muss für die genaue Mineral- stoffergänzung in der Trockenstehperiode eine möglichst genaue Kalkulation der Ra- tion durchgeführt werden. Hinzu kommt, dass viele Betriebe eine saisonale Abhän- gigkeit von Futtermitteln besitzen, und somit die restriktive Calciumfütterung in der

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Trockenstehperiode oft nicht realisierbar ist. Oftmals findet daher in der Milchviehfüt- terung auch der Einsatz calciumbindender Substanzen Anwendung. Ziel soll es sein, dadurch das Calciumangebot in der Trockensteherration zu minimieren. So stellten THILSING-HANSEN et al. (2002) durch den Einsatz von Zeolith A (Natrium- Aluminium-Silikat), 14 Tage vor der Abkalbung positive Effekte in Bezug auf den Cal- cium- und Phosphathaushalt sowie der Gebärpareseprophylaxe fest. Einen negativen Effekt dieser Supplementation konnten jedoch GRABHERR et al. (2009) durch eine rückläufige Futteraufnahme feststellen.

2.5.2 Orale Applikation von Calcium ante partum

Eine weitere Methode, die der Hypocalcämieentstehung entgegen wirken soll, ist die orale Verabreichung von Calcium etwa 12 - 24 Stunden a.p. bis 24 Stunden p.p.

(GOFF et al. 1996; Oetzel 1996)^. Diese Art der Prophylaxemaßnahme setzt demnach ein genaues Maß an Engagement und Gewissenhaftigkeit des Tierhalters voraus, um den Geburtstermin so genau wie möglich einzugrenzen, und einen Erfolg mit dieser Methode zu erzielen. Laut GOFF (2008) finden dabei Calciumdosierungen von 50 g bis 125 g pro Applikation Anwendung, wodurch es bedingt durch deutlich erhöh- te Konzentration des Calciums im Gastrointestinaltrakt zur gesteigerten passiven intestinalen Absorption kommt. Dabei ist der passive Transportmechanismus nicht abhängig von der 1,25-(OH)2D3-Synthese (GOFF 2008), so wie es bei dem aktiven Calciumtransport der Fall ist, sondern nimmt bei zunehmendem luminalen Calciumangebot zu. Studien ergaben, dass Tiere, die eine hohe Calciumversorgung durch das Futter erfahren, bis >50% des Calciums auf passivem Wege absorbieren können (NELLANS 1988). Diese Methode bedingt, dass der Kuh bei erhöhtem Be- darf um den Geburtszeitraum mehr Calcium zur Verfügung steht. Negative Aspekte dieser Methode sind jedoch, dass die Gefahr einer Aspirationspneumonie sowie vor allem bei der Anwendung von Calciumchlorid die Gefahr der Irritation der gastrointestinalen Schleimhaut (WENTINK & VAN DEN INGH 1992) und einer nicht kompensierbaren, metabolischen Azidose besteht (GOFF & HORST 1993). Des Wei- teren stellt die Zwangsapplikation einen mitunter nicht unerheblichen Stressfaktor für das Tier dar und vor allem in Großbeständen ist die Methode besonders bei

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Abkalbespitzen durch den Arbeitsaufwand nur mühsam durchsetzbar. Die einzuset- zenden Präparate sind meist als Boli, Emulsionen oder Gele verfügbar, in denen oftmals das Calcium in Form von Calciumchlorid oder Calciumproprionat vorliegt.

Calciumchlorid findet dabei am häufigsten Anwendung, da es kostengünstig ist und ein schneller Anstieg der Calciumkonzentration im Blut erreicht wird. So konnten beispielsweise QUEEN et al. (1993) in ihrem Versuch zeigen, dass die Calciumkonzent- ration im Blut innerhalb von fünf Minuten nach CaCl2-Gabe signifikant anstieg. Auch JÖNSSON und PEHRSON (1970) konnten in ihrer Studie feststellen, dass bei der peripartalen vier- bis sechsmaligen Gabe von CaCl2 die Milchfieberinzidenz signifikant abnahm.

Calciumpropionat stellt eine Alternative zum Calciumchlorid dar, dessen Wirksamkeit bei der Milchfieberprophylaxe von GOFF et al. (1996) nachgewiesen werden konnte und mit der des Calciumchlorids vergleichbar ist (GOFF & HORST 1994).

2.5.3 Anionenreiche Rationen in der Trockenstehphase (DCAD-Konzept)

Bereits Anfang der 70er Jahre gelang es ENDER et al. (1971)anhand eines Versu- ches zu zeigen, dass durch die Fütterung alkalischer, d.h. natrium- und kaliumreicher Rationen, die Milchfieberinzidenz erhöht und bei Fütterung eines stark „sauren“ Fut- ters, wenige Tage vor der Abkalbung, das Auftreten einer Hypocalcämie verhindert wird. Durch diese Erkenntnis gelten sie als die Begründer des DCAD-Konzeptes (Dietary Cation Anion Difference), bei dem durch Veränderung des Kationen- Anionen-Verhältnisses in der Ration, eine meist kompensierbare metabolische Azi- dose hervorgerufen wird. Zu diesem Zweck werden die Tiere 10 bis 28 Tage a.p.

(Oetzel 1993) mit einer anionenreichen Diät gefüttert, dessen positiver Einfluss auf die Stabilisierung der peripartalen Calciumhomöostase durch verschiedene Studien bestätigt werden konnte (ENDER et al. 1971; MOORE et al. 2000; GOFF 2008).

BLOCK et al. (1984) konnten beispielsweise das Auftreten der Gebärparese durch Fütterung einer Ration über 45 Tage a.p. mit einer anionenreichen Ration verhin- dern. Des Weiteren zeigten OETZEL et al. (1988) die Wirksamkeit von Ammonium- chlorid sowie Diammoniumsulfat zur Milchfieberprophylaxe. In ihrem Versuch verab- reichten sie den Kühen pro Tag je 100 g NH4Cl und (NH4)2SO4 über eine Dauer von

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drei Wochen vor der Abkalbung. Es zeigte sich, dass die Gruppe, die mit Ammo- niumsalzen behandelt worden war, im Gegensatz zur Kontrollgruppe höhere Kon- zentrationen von Ca²⁺ und Cat um den Geburtszeitraum aufwies. Dadurch bedingt wiesen die behandelten Tiere nur zu 4% klinische Symptome von Gebärparese auf, wohingegen es bei der Kontrollgruppe 17% waren. WANG und BEEDE (1992)konnten ebenfalls einen positiven Einfluss von NH4Cl sowie (NH4)2SO4 auf die Calcium- homöostase feststellen. Wurden Tiere vier Wochen lang täglich mit 98 g dieser sauer wirkenden Substanzen behandelt, so ließen sich, verglichen mit einer Kontrollgruppe, niedrigere Blut-pH-Werte, eine verstärkte Ausscheidung von Calcium mit dem Harn sowie erhöhte Plasma-Cai Konzentrationen feststellen.

Ziel der induzierten azidotischen Stoffwechselllage soll es demnach sein, bereits in der Trockenstehperiode eine Stimulierung der Mechanismen zur Stabilisierung der Calciumhomöostase zu erreichen, deren verzögerte Ingangsetzung nach der Abkal- bung häufig zur Gebärparese führt.

Zur Berechnung der DCAD findet in der Regel folgende Formel Anwendung (ENDER et al. 1971; Oetzel 1993):

DCAD (meq/kg TS) = (Na⁺ [meq * kg TS ^-1] + K⁺[meq * kg TS ^-1] ) – ( Cl^- [meq * kg TS ^-1] + SO₄^2- [meq * kg TS ^-1])

Ziel dieses Konzeptes ist es, einen Anionenüberschuss in der Ration zu erreichen, indem die Konzentrationen der für den Säure-Basen-Haushalt wichtigsten (starken) Ionen, wie Natrium, Kalium, Chlorid und Schwefel, manipuliert werden. Dadurch bedingt überwiegen die Anionen, wodurch DCAD-Werte von -50 bis -150 meq * kg^-1 erreicht werden (HORST et al. 1997)^.Gebräuchlich sind Verbindungen wie Magnesi- umchlorid/sulfat, Calciumchlorid/sulfat oder Ammoniumchlorid/sulfat, die aus Katio- nen (Ca,Mg) und (starken) Anionen bestehen und der Ration zugesetzt werden (EN- DER et al. 1971; THILSING-HANSEN et al. 2002). Diese Verbindungen zeichnen sich dadurch aus, dass ihre starken Anionen, auch „Strong Ions“ genannt, besser als die Kationen vom Organismus resorbiert werden können. In Folge dessen findet im Blut ein Ausgleich der Anwesenheit der Anionen durch H⁺-Ionen statt, wodurch der pH-Wert des Blutes fällt und die gewünschte azidotische Stoffwechsellage entsteht,

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die meist renal kompensiert werden kann (FREDEEN et al. 1988; GELFERT et al.

2007; DEGARIS & LEAN 2008). Des Weiteren sollten bei der Anwendung dieses Konzeptes die kaliumreichen Futterstoffe (vor allem Welksilage) durch Maissilage ersetzt oder aus der Ration entfernt werden. Da der Kaliumgehalt einen großen Ein- fluss auf den DCAD-Wert hat, ist die Vermeidung hoher Kalium-Gehalte der Ration eine wichtige Maßnahme bei der Reduzierung der Kationen-Überschüsse.

TUCKER et al. (1988)variierten in ihrem Versuch die DCAD-Werte von -10 über +10 bis +20 meq/kg TS und konnten einen linearen Anstieg der Blut-, Pansensaft- und Harn-pH-Werte, ohne Beeinflussung des Fermentationsmusters, bei größer werden- den DCAD-Werten feststellen.

Die genaue Wirkungsweise dieser Methode auf die einzelnen Organe ist noch nicht hinreichend erklärt, jedoch wird vermutet, dass durch die Fütterung einer anionenreichen Diät die Sensitivität des Gewebes gegenüber PTH, bedingt durch eine effektivere Interaktion zwischen PTH und seinem Rezeptor, erhöht ist (HORST et al. 1997)^. Für diese Annahme spricht auch, dass bei der Fütterung einer anionenreichen Ration ein Anstieg der 1,25-(OH)2D3-Synthese sowie eine erhöhte Knochenresorption beobachtet wurde, sobald es zu einer Belastung der Calciumho- möostase kam (BLOCK 1984; GOFF et al. 1991). Tiere, die vor der Abkalbung eine Ration mit hohen K⁺ und Na⁺ Werten bekamen, zeigten hingegen niedrigere Calcit- riol-Plasmakonzentrationen um den Geburtszeitraum und häufiger Hypocalcämien (GAYNOR 1989). Eine In-vitro-Studie konnte die Vermutung einer erhöhten PTH- Sensitivität infolge einer gesteigerten Interaktion zwischen PTH und seinem Rezep- tor, bedingt durch eine metabolische Azidose, untermauern. DISTHABANCHONG er al. (2002) konnten zeigen, dass eine metabolische Azidose zu einer 1,5-2-fach er- höhten PTH-Bindung sowie zu einer 2-fach erhöhten PTH/PTHrP-Rezeptor- Expression auf mRNA-Ebene führt. In den Knochen führt das azidotische Milieu zu einer verstärkten Lysis der intramitochondrialen Calcium-Phosphat-Komplexe sowie schließlich zum Austritt dieser beiden Elemente und zum nachfolgenden extrazellulä- ren Konzentrationsanstieg (BRAITHWAITE 1972; FREEDEN et al. 1988). Es kommt zu einer Vermehrung der Osteoklasten und zu einer gesteigerten Aktivität dieser (NAITO et al. 1990; TAKAGI & BLOCK 1991)^.Eine metabolische Alkalose, oftmals

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bedingt durch hohe Kalium- und Natriumgehalte im Futter, verursacht hingegen eine verminderte Ansprechbarkeit der PTH-Rezeptoren am Knochen- sowie Nierengewe- be, da aufgrund einer pH-bedingten Veränderung am Rezeptor die Interaktion zwischen Rezeptor und PTH ineffektiver wird.

Des Weiteren wird durch den pH-Wert der Ingesta der Anteil des ionisierten Calci- ums beeinflusst. Durch einen niedrigen pH-Wert bei der Fütterung einer anionenreichen Diät steigt der Ionisierungsgrad des Calciums im Magen-Darm-Kanal (STORRY 1961), wodurch die parazelluläre Calcium-Transportrate erhöht wird (GOFF et al. 1991).

Die Gebärpareseprophylaxe besitzt, im Gegensatz zu den anderen Prophylaxemethoden, eine Reihe von Vorteilen (OETZEL et al. 1988)^.Beispielsweise entfällt die parenterale Medikamentenapplikation, eine exakte Kalkulierung des Abkalbetermines ist nicht mehr nötig, die nur schwer umsetzbare Reduzierung des Calciumgehaltes im Futter ante partum wird unnötig, die notwendigen Mineralstoffe lassen sich bei TMR-Einsatz relativ gut verfüttern, sind außerdem preiswert und stellen kein Gesundheitsrisiko für das Tier dar. Ein negativer Effekt dieser Methode ist allerdings darin zu sehen, dass die Futteraufnahme aufgrund einer verminderten Schmackhaftigkeit in vielen Studien rückläufig war (GOFF & HORST 1997;

THILSING-HANSEN et al. 2002; GOFF et al. 2004)^.Bedingt dadurch können ver- mehrt Störungen des Energiestoffwechsels (beispielsweise Ketosen) auftreten. Aus diesem Grund ist es ratsam, die anionischen Salze mit einer TMR (Total Mixed Rati- on) zu verfüttern, so dass eine Futtermittelselektion durch die Kühe minimiert und eine optimale Trockensubstanzaufnahme erreicht werden (OETZEL 2000). Wird die angestrebte Futteraufnahme der Tiere allerdings nicht erreicht, so sollte diesem durch eine Reduzierung der Dosis der anionischen Salze entgegen gewirkt werden.

2.5.4 Applikation von Vitamin D

Nachdem charakterisiert worden war, dass Vitamin D eine zentrale Aufgabe in der Regulation der Calciumhomöostase besitzt, galt es herauszufinden, inwiefern Vita- min D bzw. dessen Metabolite zur Prävention von Milchfieber eingesetzt werden