Aus dem Zentrum für Lebensmittelwissenschaften Institut für Lebensmittelqualität und - sicherheit
- Milchhygiene -
der Tierärztlichen Hochschule Hannover
Vergleichende Untersuchung des Zitzengewebestatus von Kühen nach Einsatz eines konventionellen oder eines automatischen Melkverfahrens unter
Berücksichtigung der Eutergesundheit
I N A U G U R A L - D I S S E R T A T I O N zur Erlangung des Grades einer
D O K T O R I N D E R V E T E R I N Ä R M E D I Z I N (Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von Mirja Schridde
aus Peine
Hannover 2006
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. Dr. Jörn Hamann
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Dr. Jörn Hamann
2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Martina Hoedemaker, PhD.
Tag der mündlichen Prüfung: 22. Mai 2006
Das Unternehmen DeLaval, Tumba, Schweden hat dieses Forschungsprojekt dankenswerterweise finanziell gefördert.
Für meine Eltern, Großeltern Schwester und Familie
INHALTSVERZEICHNIS
Mirja Schridde: Vergleichende Untersuchung des Zitzengewebestatus von Kühen nach Einsatz eines konventionellen oder eines automatischen Melkverfahrens unter Berücksichtigung der Eutergesundheit
1
EINLEITUNG ...1
2
SCHRIFTTUM...3
2.1 ANATOMIE UND PHYSIOLOGIE DER MILCHDRÜSE ... 3
2.1.1 Drüsengewebe ... 4
2.1.2 Zitzengewebe... 5
2.1.2.1 Muskulatur ... 8
2.1.2.2 Blutgefäßsystem ... 9
2.1.2.3 Lymphgefäßsystem... 11
2.2 ZITZENGEWEBEREAKTIONEN UND MILCHENTZUG... 11
2.2.1 Art der Gewebereaktionen und Anzahl der Melkungen ... 11
2.2.1.1 Akute Prozesse... 12
2.2.1.2 Chronische Prozesse... 13
2.2.2 Erfassung von Gewebereaktionen ... 14
2.2.2.1 Adspektion und Palpation ... 15
2.2.2.2 Kutimeter ... 15
2.2.2.3 Radiographie... 16
2.2.2.4 Ultraschallsensorik... 16
2.2.2.5 Plethysmographie (mechanisch)... 17
2.2.2.6 Plethysmographie (elektrisch)... 17
2.2.2.7 Thermographie... 18
2.2.2.8 Laser-Doppler-Technik ... 19
2.2.2.9 Infrarotsensorik ... 19
2.2.2.10 Endotoxinpenetration ... 20
2.2.3 Milchentzugsverfahren... 20
2.2.3.1 Kalb... 20
2.2.3.2 Hand ... 22
2.2.3.3 Maschine ... 23
2.2.3.3.1 Konventionelle Melkverfahren... 24
2.2.3.3.1.1 Prinzip ... 24
2.2.3.3.1.2 Zitzengewebe... 24
2.2.3.3.2 Automatische Melkverfahren ... 28
2.2.3.3.2.1 Prinzip ... 28
2.2.3.3.2.2 Zitzengewebe... 29
2.2.3.3.3 Melktechnik ... 30
2.2.3.3.3.1 Melkvakuum... 30
2.2.3.3.3.2 Zitzengummi ... 31
2.2.3.3.3.3 Pulsator... 33
2.2.3.3.4 Melkintervall/Melkfrequenz ... 34
2.2.3.3.5 Melkdauer ... 34
2.2.3.3.6 Milchmenge ... 35
2.2.3.3.7 Milchfließrate (Milchfluss) ... 36
2.2.3.3.8 Laktationsstadium ... 36
2.3 ZITZENGEWEBEREAKTIONEN U. EUTERGESUNDHEIT 37 2.3.1 Maschineller Milchentzug ... 37
2.3.2 Klinisches Erscheinungsbild ... 39
2.3.3 Kategorisierung des Gesundheitsstatus... 39
2.3.4 Mastitisätiologie ... 41
2.3.4.1 Entzündungsparameter... 43
2.3.4.1.1 Somatische Zellen (SCC) ... 44
2.3.4.1.2 N-Acetyl-β-D-glukosaminidase (NAGase)-Aktivität (NAG)... 46
2.3.4.1.3 Elektrische Leitfähigkeit (eL) ... 47
3 MATERIAL UND METHODEN...49
3.1 MATERIAL... 49
3.1.1 Betrieb und Milchtiere ... 49
3.1.1.1 Aufteilung der Herde ... 49
3.1.1.2 Aufstallung ... 52
3.1.1.3 Fütterung ... 53
3.1.1.4 Melkarbeit ... 54
3.1.1.5 Milchproben ... 57
3.2 METHODEN ... 58
3.2.1 Probennahmeraster ... 58
3.2.2 Untersuchungsgang... 59
3.2.3 Mastitisdiagnostik... 61
3.2.3.1 Elektrische Leitfähigkeit (eL)... 61
3.2.3.2 Bakteriologie ... 61
3.2.3.3 N-Acetyl- β-D-glukosaminidase (NAGase)-Aktivität (NAG)... 62
3.2.3.4 Anzahl somatischer Zellen (SCC) ... 63
3.2.4 Zitze ... 63
3.2.4.1 Klinisches Erscheinungsbild ... 63
3.2.4.2 Gewebefestigkeit ... 64
3.2.4.3 Zitzenlänge ... 68
3.2.5 Laktationsphysiologische Parameter... 69
3.2.5.1 Milchmenge ... 69
3.2.5.2 Milchfließrate... 69
3.2.5.3 Melkdauer ... 69
3.2.6 Auswertung ... 70
3.2.6.1 Deskription... 70
3.2.6.1.1 Kategorisierung des Eutergesundheitsstatus... 70
3.2.6.1.2 Beurteilung der Gewebebeschaffenheit ... 71
3.2.6.2 Statistik ... 73
3.2.6.2.1 Zweifaktorielle Varianzanalyse, gemischtes Modell ... 76
3.2.6.2.2 Einfaktorielle Varianzanalyse für abhängige Stichproben ... 76
3.2.6.2.3 Dreifaktorielle Varianzanalyse, gemischtes Modell ... 77
3.2.6.2.4 Weitere Berechnungen ... 77
4 ERGEBNISSE ...79
4.1 VERSUCHSTAGE ... 79
4.1.1 Versuchsablauf ... 79
4.1.2 Melkintervall (MI)... 80
4.1.2.1 Konventionelles Melkverfahren... 80
4.1.2.2 Automatisches Melkverfahren... 81
4.1.3 Melkfrequenz (MF)... 83
4.1.4 Melkdauer (MD) ... 85
4.1.4.1 Tagesmelkdauer (TMD) ... 86
4.1.5 Eutergesundheit... 88
4.1.5.1 Vorversuchszeitraum ... 88
4.1.5.1.1 Diagnosen... 88
4.1.5.2 Versuchszeitraum ... 88
4.1.5.2.1 Tagesdiagnosen ... 89
4.1.5.2.1.1 Konventionelles Melkverfahren... 89
4.1.5.2.1.2 Automatisches Melkverfahren... 90
4.1.5.2.1.3 Gegenüberstellung der Melkverfahren... 92
4.1.6 Erregerspektrum ... 94
4.1.7 Laktationsphysiologische Parameter und Milchsekretion .... 96
4.1.8 Klinisches Erscheinungsbild ... 96
4.2 ZITZENGEWEBESTATUS... 100
4.2.1 Gruppe „V“ ... 102
4.2.2 Gruppe „A“ ... 104
4.3 REAKTIONEN AUF DEN MASCH. MILCHENTZUG ... 106
4.3.1 Zitzengewebestatus ... 106
4.3.1.1 Melkintervall (MI)... 106
4.3.1.1.1 Konventionelles Melkverfahren... 106
4.3.1.1.2 Automatisches Melkverfahren... 109
4.3.1.1.3 Gegenüberstellung der Melkverfahren... 112
4.3.1.1.4 Eutergesundheit... 117
4.3.1.1.4.1 Viertel mit normaler Sekretion... 119
4.3.1.1.5 Laktationsphysiologische Parameter ... 120
4.3.1.1.6 Milchsekretion (SR)... 122
4.3.1.1.6.1 Konventionelles Melkverfahren... 122
4.3.1.1.6.2 Automatisches Melkverfahren... 122
4.3.1.1.6.3 Gegenüberstellung der Melkverfahren... 124
4.3.1.2 Melkfrequenz (MF)... 125
4.3.1.2.1 Automatisches Melkverfahren... 125
4.3.1.2.2 Gegenüberstellung der Melkverfahren... 126
4.3.1.2.3 Eutergesundheit... 128
4.3.1.2.4 Laktationsphysiologische Parameter ... 129
4.3.1.2.5 Tagesmilchmenge und Milchsekretion (SR) ... 130
4.3.1.3 Melkdauer (MD) ... 130
4.3.1.3.1 Konventionelles Melkverfahren... 131
4.3.1.3.2 Automatisches Melkverfahren... 133
4.3.1.3.2.1 Vergleich von Vierteln desselben Tieres... 135
4.3.1.3.3 Gegenüberstellung der Melkverfahren... 137
4.3.1.4 Eutergesundheit... 142
4.3.1.4.1 Konventionelles Melkverfahren... 142
4.3.1.4.2 Automatisches Melkverfahren... 144
4.3.1.4.3 Gegenüberstellung der Melkverfahren... 146
4.3.1.4.4 Gegenüberstellung von Vorder- und Hintervierteln ... 147
4.3.1.4.5 Gewebefestigkeitsgrenzwerte ... 149
4.3.1.4.6 Vergleich von Vierteln vor und nach Erkrankung ... 150
4.3.1.5 Klinisches Erscheinungsbild ... 153
4.3.1.6 Zitzenlänge ... 155
5 DISKUSSION...157
5.1 INTENTION DER UNTERSUCHUNG ... 157
5.2 VERSUCHSTAGE ... 158
5.3 ZITZENGEWEBESTATUS... 163
5.4 REAKTIONEN AUF DEN MASCH. MILCHENTZUG ... 165
5.4.1 Eutergesundheitsparameter ... 165
5.4.2 Laktationsphysiologische Parameter... 169
5.4.3 Milchsekretion ... 170
5.4.4 Zitzengewebestatus ... 171
5.4.4.1 Melkintervall ... 171
5.4.4.1.1 Konventionelles Melkverfahren... 171
5.4.4.1.2 Automatisches Melkverfahren... 172
5.4.4.1.3 Gegenüberstellung der Melkverfahren... 174
5.4.4.2 Melkfrequenz ... 176
5.4.4.3 Melkdauer ... 178
5.4.4.4 Eutergesundheit... 181
5.4.4.4.1 Konventionelles Melkverfahren... 181
5.4.4.4.2 Automatisches Melkverfahren... 181
5.4.4.4.3 Gegenüberstellung der Melkverfahren... 182
5.4.4.4.4 Gegenüberstellung von Vorder- und Hintervierteln ... 183
5.4.4.4.5 Gewebefestigkeitsgrenzwerte ... 183
5.4.4.4.6 Vergleich von Vierteln vor und nach Erkrankung ... 184
5.4.4.5 Klinisches Erscheinungsbild ... 184
5.4.4.6 Zitzenlänge ... 185
6 ZUSAMMENFASSUNG ...188
7 SUMMARY ...191
8 LITERATURVERZEICHNIS ...194
9 ANHANG ...226
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abb. 2-1: Injektionspräparat der Zitzenblutgefäße eines laktierenden
Euters (links), Querschnitte von Zitzen mit injizierten Venen (rechts) .. 10
Abb. 2-2: Hypothetisches Modell (nach HAMANN et al. 1994c)... 13
Abb. 2-3: Maschinelles Melken und Neuinfektionsrate (nach HAMANN 1991) ... 38
Abb. 3-1: Federkutimeter der Firma Hauptner... 65
Abb. 3-2: Graphische Darstellung der Kutimetermessungen der Kuh Nr. 514 innerhalb von 5 Minuten... 67
Abb. 3-3: Längenschablone... 68
Abb. 3-4: Viertel VL, Kuh 498, Zitzenschaft, 8 Messungen, VT 2-5, KON ... 71
Abb. 4-1: Durchschnittliches Melkintervall, KON, VT 1-5, 320 Melkungen ... 81
Abb. 4-2: Prozentuale Häufigkeitsverteilung der Gemelke auf im Stundentakt eingeteilte MI im Versuchszeitraum, VMS, VT 1-13, 1137 Melkungen ... 82
Abb. 4-3: Mittlere prozentuale Verteilung der Melkungen pro 24 Stunden während 13 VT, VMS, 1137 Melkungen ... 83
Abb. 4-4: Melkungen am und im Vergleich mit 3 Tagen vor und nach dem Versuchstag, VMS ... 85
Abb. 4-5: Häufigkeitsverteilung der Viertelgemelke auf im Minutentakt eingeteilte Melkdauer im Versuchszeitraum: KON/ VMS (n= 1270/ 4520) ... 86
Abb. 4-6: Tagesmelkdauer im 2-Minuten-Intervall, KON/ VMS (n= 1270/ 4520) . 87 Abb. 4-7: Verteilung der Euterformen, KON/ VMS (n= 158/432 Bewertungen) ... 97
Abb. 4-8: Verteilung der Zitzenformen, KON/ VMS (n= 627/ 1718 Bewertungen)97 Abb. 4-9: Zustand der Zitzenhaut vor dem Melken, KON-Herde, 627 Bewertungen (VT 1-5), VMS-Herde, 651 Bewertungen (VT 1-5) . 98 Abb. 4-10: Klinische Beurteilung der Zitzenkuppe vor und nach dem Melken, KON-Herde, 627 Bewertungen (VT 1-5), VMS-Herde, 651 Bewertungen (VT 1-5)... 99
Abb. 4-11: Kumulative Häufigkeitsverteilung der Messungen im Versuchszeitraum, KON (je Lokalisation n= 1270), Gruppe „V“... 103
Abb. 4-12: Kumulative Häufigkeitsverteilung der Messungen im Versuchszeitraum, VMS (je Lokalisation n= 4520), Gruppe „V“... 104
Abb. 4-13: Kumulative Häufigkeitsverteilung der Messungen im Versuchszeitraum, KON (je Lokalisation n= 1270), Gruppe „A“... 105
Abb. 4-14: Kumulative Häufigkeitsverteilung der Messungen im Versuchszeitraum, VMS (je Lokalisation n= 4520), Gruppe „A“... 105
Abb. 4-15: Milchsekretion auf Viertelebene, VMS (n= 4520)... 123
Abb. 4-16: Gewebeveränderungen der Gruppe „V“, getrennt nach Melkminuten, KON/ VMS (n=1270/ 4520), Zitzenkuppe, = signifikante Werte (p< 0,05)... 137
Abb. 4-17: Gewebeveränderungen der Gruppe „V“, getrennt nach Melkminuten, KON/ VMS (n=1270/ 4520), Zitzenschaft,
= signifkante Werte (p< 0,05)... 138
Abb. 4-18: Gewebeveränderungen der Gruppe „V“, getrennt nach Melkminuten, KON/ VMS (n=1270/ 4520), Zitzenlänge, = signifikante Werte (p< 0,05)... 138
Abb. 4-19: Gewebeveränderungen der Gruppe „V“, getrennt nach Melkminuten, KON/VMS (n= 320/ 1137 Viertelmessungen), Zitzenkuppe, rechte Viertel... 141
Abb. 4-20: Gewebeveränderungen der Gruppe „V“, getrennt nach Melkminuten, KON/VMS (n= 320/ 1137 Viertelmessungen), Zitzenschaft, rechte Viertel... 142
Abb. 4-21: Gewebefestigkeit einzelner Gesundheitskategorien, Gruppe „V“, KON (n= 1270), getrennt nach Vorder (VV)- und Hinter (HV)-Vierteln... 143
Abb. 4-22: Gewebefestigkeit einzelner Gesundheitskategorien, Gruppe „A“, KON (n= 1270), getrennt nach Vorder (VV)- und Hinter (HV)-Vierteln... 143
Abb.4-23: Gewebefestigkeit einzelner Gesundheitskategorien, Gruppe „V“, VMS (n= 4520), getrennt nach Vorder (VV)- und Hinter (HV)-Vierteln... 145
Abb. 4-24: Gewebefestigkeit einzelner Gesundheitskategorien, Gruppe „A“, VMS (n= 4520), getrennt nach Vorder (VV)- und Hinter (HV)-Vierteln... 145
Abb. 4-25: Vergleich von Vierteln vor (gesund 1-3) und nach Erkrankung (krank 1-3) ... 152
Abb. 5-1: Vergleichende Darstellung der Eutergesundheitsparameter getrennt nach MI und MS (KON: n= 1270; VMS: n= 4520)... 165
Abb. 5-2: Vergleichende Darstellung der Eutergesundheitsparameter getrennt nach MI und MS (KON: n= 1270; VMS: n= 4520), Viertel mit normaler Sekretion... 166
Abb. 5-3: Vergleich von elektrischer Leitfähigkeit (eL),(lg) NAGase- Aktivität (NAG) und (lg) Zellgehalt (SCC) eingeteilt nach MI oder MF, VMS (n= 4520) ... 167
Abb. 5-4: Veränderungen der Gewebefestigkeit des Zitzenschafts durch den Milchentzug getrennt nach MS, MI und VP (KON: n= 1270; VMS: n= 4520) ... 174
Abb. 5-5: Vergleichende Darstellung der Gewebefestigkeit der Zitzenkuppen (VV) getrennt nach Eutergesundheitskategorie (KON: n= 630; VMS: n= 2274)... 182
Abb. A-1: Gruppe „V”, einzelne Versuchstage, KON ... 230
Abb. A-2: Gruppe „A”, einzelne Versuchstage, KON ... 230
Abb. A-3: Gruppe „V“, einzelne Versuchstage, VMS ... 231
Abb. A-4: Gruppe „A”, einzelne Versuchstage, VMS ... 231
TABELLENVERZEICHNIS
Tab. 2-1: Weitere Angaben zu Zitzenlänge und -durchmesser ... 6
Tab. 2-2: Messung von Gewebereaktionen durch den Milchentzug... 14
Tab. 2-3: Messwerte zum Saugverhalten eines Kalbes ... 21
Tab. 2-4: Veränderungen der Zitzen durch Saugen eines Kalbes... 22
Tab. 2-5: Veränderungen der Zitzen durch Handmelken ... 23
Tab. 2-6: Einfluss des maschinellen Milchentzuges auf die Zitze unter Berücksichtigung unterschiedlicher konventioneller Melkverfahren ... 26
Tab. 2-7: Auswirkungen auf die Zitze durch Umstellung auf automatische Melksysteme (AMS)... 29
Tab. 2-8: Vergleich der Auswirkungen auf die Zitze zweier Melksysteme (KON/AMS) ... 30
Tab. 2-9: Einfluss des Melkvakuums (MV) auf die Zitze... 31
Tab. 2-10: Einfluss der Melkfrequenz auf die Milchmengenleistung ... 35
Tab. 2-11: Beurteilung zytologisch-bakteriologischer Befunde im Rahmen der Mastitis- Kategorisierung (in Anlehnung an IDF 1967)... 40
Tab. 2-12: Beispielhafte Darstellung von Referenzbereichen der Entzündungsparameter... 43
Tab. 2-13: Anzahl somatischer Zellen im VAG, eingeteilt nach Eutergesundheitskategorien, Unterscheidung von KON/ AMS (n = 3387/ 2853 VAG) ... 45
Tab. 2-14: NAGase-Aktivität im VAG, eingeteilt nach Eutergesundheits- kategorien, Unterscheidung von KON/ AMS (n = 3387/ 2853 VAG) .... 46
Tab. 2-15: Elektrische Leitfähigkeit im VAG, eingeteilt nach Eutergesundheitskategorien, Unterscheidung von KON/ AMS (n = 3387/ 2853 VAG) ... 48
Tab. 3-1: Zusammensetzung der Versuchtiergruppen zu Beginn des Versuchs. 51 Tab. 3-2: Anzahl der untersuchten Tiere, mittlere Laktationsnummer und mittleres Laktationsstadium, KON, VT 1-5 ... 51
Tab. 3-4: Melkarbeit und technische Parameter, KON ... 55
Tab. 3-5: Voluntary Milking System®, Lehr- und Forschungsgut Ruthe... 56
Tab. 3-6: Versuchstermine in KON und VMS... 59
Tab. 3-7: Probenabfüllung und Untersuchung... 61
Tab. 3-8: Identifizierung von Mastitiserregern ... 62
Tab. 3-9: Wichtige Eckdaten zum verwendeten Federkutimeter ... 65
Tab. 3-10: Wiederholungsmessungen mit dem Federkutimeter an 5 Kühen, Zitzenkuppe ... 66
Tab. 3-11: Wiederholungsmessungen mit dem Federkutimeter an 5 Kühen, Zitzenschaft ... 67
Tab. 3-12: Beurteilungskriterien zur Eutergesundheit auf Viertelebene, Tagesdiagnosen ... 70
Tab. 3-13: Anzahl der korrigierten Werte und neu errechnete Mittelwerte und Standardabweichungen des Zitzengewebes in %. Gesamtmaterial getrennt nach Melksystem (KON/ VMS: n=1286/ 4586 Zitzenmessungen)... 72
Tab. 3-14: Berechnungen... 73 Tab. 3-15: Zweifaktorielle Varianzanalysen, gemischtes Modell, Anzahl der in
die Berechnungen eingegangenen Viertel und Messungen... 76 Tab. 3-16: Einfaktorielle Varianzanalysen für abhängige Stichproben, Anzahl
der in die Berechnungen eingegangenen Viertel und Messungen... 77 Tab. 3-17: Dreifaktorielle Varianzanalyse, gemischtes Modell, Anzahl der in die
Berechnungen eingegangenen Viertel und Messungen ... 77 Tab. 3-18: Melkverfahrenvergleichende Berechnungen, Anzahl der in die
Berechnungen eingegangenen Messungen ... 78 Tab. 4-1: Versuchstage (VT), Anzahl der untersuchten Kühe, Viertel,
Melkungen und Messungen, KON (VT 1-5) und VMS (VT 1-13) ... 79 Tab. 4-2: Einteilung der Melkintervalle (MI), KON ... 81 Tab. 4-3: Einteilung der Melkintervalle (MI), VMS ... 82 Tab. 4-4: Einteilung der Tiere nach Melkfrequenz (MF) mit entsprechendem
durchschnittlichen Melkintervall (MI) an den VT 1-13, VMS... 84 Tab. 4-5: Melkfrequenz und Tagesmelkdauer, VMS ... 87 Tab. 4-6: Vergleichende Darstellung der Eutergesundheitskategorien auf
Viertelebene, Vorversuch 254 Vierteldiagnosen ... 88 Tab. 4-7: Gesundheitsparameter eL (mS/cm), NAG [lg] (nmol*min-1*ml-1) und
SCC x1000 [lg] (pro ml), KON/VMS (n= 1270/ 4520)... 89 Tab. 4-8: Gesundheitsparameter getrennt nach Gesundheitskategorie, KON .... 89 Tab. 4-9: Gesundheitsparameter getrennt nach Gesundheitskategorie, VMS .... 90 Tab. 4-10: Laktationsphysiologische Parameter, getrennt nach
Gesundheitskategorie, VMS, n= 4520 ... 91 Tab. 4-11: Milchsekretionsrate, getrennt nach Gesundheitskategorie, VMS,
(n= 4520) ... 91 Tab. 4-12: Tagesdiagn. auf Viertelebene; KON/ VMS (n= 635/ 1706 Tagesdiagn.)92 Tab. 4-13: Vergleichende Darstellung der Eutergesundheitskategorien auf
Viertelebene, KON/ VMS (n= 635/ 1706 Tagesdiagn.) ... 93 Tab. 4-14: Mittelwerte der Eutergesundheitskategorien (%) während
unterschiedlicher Versuchsabschnitte, KON und VMS ... 93 Tab. 4-15: Chiquadrathomogenitätstest: Vergleich der Verteilung auf einzelne
Gesundheitskategorien ... 94 Tab. 4-16: Verteilung des Erregerspektrums, Vorversuch, 78 bakteriologisch
positive Vierteldiagnosen ... 95 Tab. 4-17: Verteilung des Erregerspektrums, Hauptversuch, KON/ VMS
(n= 247/ 421 bakteriologisch positive Tagesvierteldiagnosen)... 95 Tab. 4-18: Niveaubeschreibung: laktationsphysiologische Parameter,
KON/ VMS (n= 1270/ 4520) ... 96 Tab. 4-19: Klinische Beurteilung der Zitzenkuppe, Mittelwerte vor und nach
dem Melken, KON/ VMS (n= 627/ 651 Bewertungen [VT 1-5]),
VMS (n= 1718 Bewertungen [VT 1-13])... 100 Tab. 4-20: Niveaubeschreibung (Gruppen „V“ und „A“), Zitzengewebe,
KON/ VMS (n= 1270/ 4520). ... 101 Tab. 4-21: Detailbetrachtung der Gruppe „V“, KON/ VMS (n= 1270/ 4520) ... 102
Tab. 4-22: 2-fakt. VA, gemischtes Modell, Einfluss von Melkintervall (MI) und Viertelposition (VP) auf das Zitzengewebe
(Gruppen „V“ und „A“), KON ... 107 Tab. 4-23: Mittelwerte und Standardabweichungen des Zitzengewebes
(Gruppen „V“ und „A“) getrennt nach VP, KON (n= 1270) ... 107 Tab. 4-24: Einfluss der VP auf das Zitzengewebe (Gruppen „V“ und „A“),
t-Tests für unabhängige Stichproben, KON (n= 1270)... 108 Tab. 4-25: 2-fakt. VA, gemischtes Modell, Einfluss von Melkintervall (MI) und
Viertelposition (VP) auf das Zitzengewebe
(Gruppen „V“ und „A“), VMS ... 109 Tab. 4-26: Mittelwerte und Standardabweichungen des Zitzengewebes
(Gruppen „V“ und „A“), getrennt nach MI, VMS (n= 4520) ... 110 Tab. 4-27: t-Tests für abhängige Stichproben, VMS (n= 167 Viertel)... 111 Tab. 4-28: 3-fakt. VA, gemischtes Modell, Einfluss von Melksystem (MS),
MI und VP auf das Zitzengewebe ... 112 Tab. 4-29: Mittelwerte, Standardabweichungen und der Bezug von MI und VP,
sowie signifikante Differenzen der Gruppen „V“ und „A“
zwischen den Melkverfahren, KON/ VMS (1270/ 4520),
Zitzenkuppe ... 113 Tab. 4-30: Mittelwerte, Standardabweichungen und der Bezug von MI und VP,
sowie signifikante Differenzen der Gruppen „V“ und „A“
zwischen den Melkverfahren, KON/ VMS (1270/ 4520),
Zitzenschaft ... 114 Tab. 4-31: Mittelwerte, Standardabweichungen und der Bezug von MI und VP,
sowie signifikante Differenzen der Gruppen „V“ und „A“ zwischen
den Melkverfahren, KON/ VMS (1270/ 4520), Zitzenlänge ... 115 Tab. 4-32: Eutergesundheitsparameter, Mittelwerte getrennt nach MI,
KON (n= 1270)... 117 Tab. 4-33: Eutergesundheitsparameter, Mittelwerte getrennt nach MI,
VMS (n= 4520)... 117 Tab. 4-34: Eutergesundheitsparameter, Vergleich der Melkverfahren ... 118 Tab. 4-35: Zwischenmelkzeiten (min.) getrennt nach Eutergesundheits-
kategorie, VMS ... 118 Tab. 4-36: Eutergesundheitsparameter, Mittelwerte getrennt nach MI,
Viertel mit normaler Sekretion, KON (n= 666)... 119 Tab.4-37: Eutergesundheitsparameter, Mittelwerte getrennt nach MI,
Viertel mit normaler Sekretion, VMS (n= 2819)... 119 Tab. 4-38: Eutergesundheitsparameter, Viertel mit normaler Sekretion,
Vergleich der Melkverfahren ... 120 Tab. 4-39: Laktationsphysiologische Parameter, Mittelwerte getrennt nach MI,
KON (n= 320 Melkungen) ... 121 Tab. 4-40: Laktationsphysiologische Parameter, Mittelwerte getrennt nach MI,
VMS (n= 1137 Melkungen) ... 121 Tab. 4-41: Milchsekretionsrate (g/h) pro Tier, Mittelwerte getrennt nach MI,
KON (n= 320 Melkungen) ... 122 Tab. 4-42: Milchsekretionsrate (g/h) pro Viertel, Mittelwerte getrennt nach MI,
VMS (n= 4520)... 123
Tab. 4-43: Milchsekretionsrate pro Tier (g/h) getrennt nach MI, KON/ VMS
(320/ 1137 Melkungen) ... 124 Tab. 4-44: 2-fakt. VA, gemischtes Modell, Einfluss von Melkfrequenz (MF)
und Viertelposition (VP) auf das Zitzengewebe
(Gruppen „V“ und „A“), VMS ... 125 Tab. 4-45: Mittelwerte und Standardabweichungen des Zitzengewebes
(Gruppen „V“ und „A“), getrennt nach MF, VMS (n= 4520)... 126 Tab. 4-46: Mittelwerte und Standardabweichungen des Zitzengewebes
(Gruppen „V“ und „A“), KON/ VMS (n= 584/ 665),
MF =2, MI 10-14 h ... 127 Tab. 4-47: Eutergesundheitsparameter, Mittelwerte getrennt nach MF, VMS
(n= 4520) ... 128 Tab. 4-48: Eutergesundheitsparameter, Vergleich der Melkverfahren,
KON/ VMS (n= 584/ 665) ... 129 Tab. 4-49: Laktationsphysiologische Parameter, Mittelwerte getrennt
nach MF, VMS ... 129 Tab. 4-50: Tagesmilchmenge und Milchsekretionsrate pro Tier,
Mittelwerte getrennt nach MF, VMS... 130 Tab. 4-51: Laktationsphysiologische Daten und Gesundheitsparameter,
MD I/ MD II (n= 440/ 510 Viertelmessungen), KON ... 131 Tab. 4-52: 2-fakt. VA, gemischtes Modell, KON... 131 Tab. 4-53: Mittelwerte getrennt nach MD I und II
(n= 440/ 510 Viertelmessungen) und VP, KON ... 132 Tab. 4-54: Laktationsphysiologische Daten und Gesundheitsparameter,
MD I/MD II (n= 1884/ 872 Viertelmessungen), VMS ... 133 Tab. 4-55: 2-fakt. VA, gemischtes Modell, VMS... 134 Tab. 4-56: Mittelwerte getrennt nach MD I und II
(n= 1884/ 872 Viertelmessungen) und VP, VMS ... 134 Tab. 4-57: Laktationsphysiologische Daten und Gesundheitsparameter der
langmelkenden (lm.) und korr(-espondierenden) Viertel, je 220
Messungen, VMS... 135 Tab. 4-58: Gewebefestigkeit der 11 Tiere (Gruppe „V“ und „A“), Viertel mit
langer Melkdauer (lm.) im Vergleich zum korr(-espondierenden)
Viertel, VMS ... 136 Tab. 4-59: 2-fakt. VA für unabhängige Stichproben, Einfluss von MS und VP
auf die Gewebefestigkeit (Gruppen „V“ und „A“),
MF= 2, MD: 3-7 min. ... 139 Tab. 4-60: Mittelwerte und Standardabweichungen getrennt nach VP sowie
signifikante Differenzen zwischen den MS, KON/ VMS
(n= 924/ 978), MF= 2; MD: 3-7 min... 140 Tab. 4-61: Veränderung des Zitzengewebes (Gruppen „V“ und „A“),
getrennt nach Gesundheitskategorien, KON (n= 1270) ... 144 Tab. 4-62: Veränderung des Zitzengewebes (Gruppen „V“ und „A“),
getrennt nach Gesundheitskategorien, VMS (n= 4520) ... 146 Tab. 4-63: t-Test für unabhängige Stichproben, getrennt nach
Gesundheitskategorien, MS (KON/ VMS)und
VP [VV (n=630/ 2274); HV(n= 640/ 2246)]... 147
Tab.4-64: Eutergesundheitsparameter und Milchmenge getrennt nach Melksystem und Vorder- und Hintervierteln,
KON/ VMS (n=1270/4520) ... 148 Tab. 4-65: Vergleichende Darstellung der Eutergesundheitskategorien auf
Viertelebene, KON/ VMS (n= 635/ 1706 Tagesdiagn.) ... 148 Tab. 4-66: Vergleich der Verteilung auf die Gesundheitskategorien
innerhalb der eingeteilten Gruppen (Grenzwert ± 5%) zwischen
den Melksystemen ... 149 Tab. 4-67: Vergleich der Verteilung auf die Gesundheitskategorien
innerhalb der eingeteilten Gruppen (Grenzwert ± 2%) zwischen
den Melksystemen ... 149 Tab. 4-68: Laktationsphysiologische Daten und Gesundheitsparameter,
16 Viertel vor und nach Erkrankung, VMS ... 150 Tab. 4-69: Mittelwerte getrennt nach Gesundheitsstatus, VMS, 16 Viertel ... 151 Tab. 4-70: Laktationsphysiologische Daten und Gesundheitsparameter von
unterschiedlich beurteilten Zitzenkuppen... 153 Tab. 4-71: Mittelwerte des Zitzengewebes (Gruppen „V“ und „A“),
getrennt nach klinischem Erscheinungsbild der Zitzenkuppe,
KON (n= 16/ 22 Vrtl.l); VMS (n=17/ 18 Vrtl.) ... 154 Tab. 4-72: Mittelwerte des Zitzengewebes (Gruppen „V“ und „A“) von kurzen
und langen Zitzen,
KON (n=10 Tiere, je Tier 38,4 Viertelmessungen),
VMS (n=10 Tiere, je Tier 108,8 Viertelmessungen) ... 155 Tab. 5-1: Vergleichende Darstellung von Eutergesundheitsparametern ... 161 Tab. A-1: Gesundheitsparameter, getrennt nach Gesundheitskategorie und
einzelnen Versuchstagen, KON ... 226 Tab. A-2: Gesundheitsparameter, getrennt nach Gesundheitskategorie und
einzelnen Versuchstagen, VMS ... 227 Tab. A-3: Laktationsphysiologische Parameter, getrennt nach Gesundheits-
kategorie und einzelnen Versuchstagen, VMS ... 228 Tab. A-4: Milchsekretionsrate und Zwischenmelkzeit, getrennt nach
Gesundheits-kategorie und einzelnen Versuchstagen, VMS ... 229 Tab. A-5: Teilnahme der Tiere getrennt nach Melkintervall, KON ... 232 Tab. A-6: Teilnahme der Tiere getrennt nach Melkintervall, VMS ... 233 Tab. A-7: Teilnahme der Tiere getrennt nach Melkintervall, Viertel mit
normaler Sekretion, KON... 234 Tab. A-8: Teilnahme der Tiere getrennt nach Melkintervall, Viertel mit
normaler Sekretion, VMS ... 235 Tab. A-9: Teilnahme der Tiere getrennt nach Melkfrequenz, VMS ... 236 Tab. A-10: Gewebefestigkeit, getrennt nach Gesundheitskategorie und
Versuchstagen, Gruppe „V“, VV, KON... 237 Tab. A-11: Gewebefestigkeit, getrennt nach Gesundheitskategorie und
Versuchstagen, Gruppe „V“, HV, KON... 237 Tab. A-12: Gewebefestigkeit, getrennt nach Gesundheitskategorie und
Versuchstagen, Gruppe „A“, VV, KON... 238 Tab. A-13: Gewebefestigkeit, getrennt nach Gesundheitskategorie und
Versuchstagen, Gruppe „A“, HV, KON... 238
Tab. A-14: Gewebefestigkeit, getrennt nach Gesundheitskategorie und
Versuchstagen, Gruppe „V“, VV, VMS ... 239 Tab. A-15: Gewebefestigkeit, getrennt nach Gesundheitskategorie und
Versuchstagen, Gruppe „V“, HV, VMS... 240 Tab. A-16: Gewebefestigkeit, getrennt nach Gesundheitskategorie und
Versuchstagen, Gruppe „A“, VV, VMS ... 241 Tab. A-17: Gewebefestigkeit, getrennt nach Gesundheitskategorie und
Versuchstagen, Gruppe „A“, HV, VMS... 242
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
A Gruppe „A“
Abb. Abbildung abs. absolut
AMS Automatisches Melksystem/ Melkverfahren (allgemein) bakt. bakteriologisch
BMF Beginn des Milchflusses
bzw. beziehungsweise C. Corynebacterium ca. circa
CAMP-Test Kulturverfahren zur Streptokokkendiagnostik nach Christie, Atkins und Münch-Petersen
cm Zentimeter CMT California Mastitis Test
CNS Koagulase-negative Staphylokokken
d.h. das heißt
E. Escherichia eL elektrische Leitfähigkeit (mS/ cm) et al. et alii = und andere
etc. etcetera evtl. eventuell Fa. Firma g Gramm Gr. Gruppe
Gruppe „A“ Absolute Veränderungen der Gewebefestigkeit
(ohne Vorzeichen)
Gruppe „V“ Veränderungen der Gewebefestigkeit (mit Vorzeichen) h Stunde
HL hinten links
HMF Phase des Hauptmilchflusses
HR hinten rechts
kal. kalibriert
Kat. Gesundheitskategorie kg Kilogramm
KON bzw. Bezeichnung für die konventionell gemolkene Herde bzw. das KON-Herde konventionelle Melksystem/ Melkverfahren
KON/Ü mit Überdruck (35 kPa) arbeitendes konv. Melksystem konv. konventionell
korr. korrespondierend kPa Kilopascal
Kptl. Kapitel l Liter Lakt. Laktation(s-) Lakt.-Nr Laktationsnummer Lakt.-Tag Laktationstag
lg Logarithmus zur Basis 10
LI Latente Infektion
LMF Phase niedrigen Milchflusses M Mastitis masch. maschinell Melk. Melkungen Mess. Messungen
MD Melkdauer (min)
MF Melkfrequenz = Melkungen pro 24 h
MI Melkintervall (h)
Milchf. Milchfluss (ml/min)
Milchm. Milchmenge pro Melkung (kg) Milchsekr. Milchsekretion (vgl. SR) min Minute ml Milliliter mm Millimeter mS Millisiemens
MS Melksystem/ Melkverfahren
MW Messwert MZ I Melkzeit I (morgens) MZ II Melkzeit II (abends)
n Anzahl
NAG bzw. NAGase N-Acetyl-β-D-glucosaminidase (nmol x min-1 x ml-1) n.d.M. nach dem Melken
NMF Phase ohne Milchfluss
nmol nanomol
NOP ohne Pulsierung arbeitendes Melkzeug Nr. Nummer
NS Normale Sekretion
n.s. nicht signifikant
PC Personal Computer
PKME nur an der Zitzenbasis pulsierendes Gummi PKME/Ü s.o., mit Überdruck (35 kPa)
PMN polymorphkernige neutrophile Granulozyten rel. relativ
S. Staphylococcus s. siehe
SCHF Schluckfrequenz Sc. Streptococcus
SCC Anzahl somatischer Zellen (1000/ ml) sd Standardabweichung SD Saugdauer
sec. Sekunde
SF Saugfrequenz SI Saugintervall
Sign. Signifikanz/ signifikant
spp. species
SR Milchsekretionsrate (g/h)
Tab. Tabelle
TMD Tagesgesamtmelkdauer TMM Tagesmilchmenge u. und
UM Unspezifische Mastitis
unabh. unabhängig US Untersuchung unspez. unspezifisch
usw. und so weiter
V Gruppe „V“
VA Varianzanalyse VAG Viertelanfangsgemelk
Vak. Vakuum, Melkvakuum, Saugvakuum
v.d.M. vor dem Melken
VGM Viertelgesamtgemelk (g)
VNG Viertelnachgemelk
VL vorne links
VMS® Voluntary Milking System®
VMS bzw. Bezeichnung für die automatisch gemolkene Herde bzw. das VMS-Herde automatische Melksystem/ Melkverfahren
VP Viertelposition
VR vorne rechts
Vrtl. Viertel vs. versus VT Versuchstag
Mittelwert (arithmetisch)
z.B. zum Beispiel
ZMZ Zwischenmelkzeit Zeichenerklärung
Σ Summe
% Prozent
< kleiner
≤ kleiner gleich
= gleich
> größer
≥ größer gleich
∅ Durchschnitt
+ Plus oder Zunahme
- Minus oder Abnahme
± Plusminus Statistik
p < 0,05 schwach signifikant p < 0,01 signifikant
p < 0,001 hochsignifikant
Interaktionen Einflussfaktor 1 * Einflussfaktor 2
1 EINLEITUNG
Seit mehr als zwanzig Jahren kann in allen milchwirtschaftlich und melktechnisch hoch entwickelten Ländern wie z. B. Holland, England, USA, Kanada, Deutschland etc. ein Trend zu größeren Herden beobachtet werden, der von einer nahezu kontinuierlich wachsenden Milchmengenleistung pro Kuh und Jahr begleitet wird.
Hieraus ergeben sich zwei bedeutsame Themenkreise derart, dass zum einen das generelle Erkrankungsrisiko mit steigender Leistung zunimmt, jedoch zum anderen kaum eine intensivere Betreuung des Einzeltieres unter konventionellen Haltungsbedingungen für laktierende Kühe realisierbar erscheint. Zudem erfordert der zunehmende Wettbewerb im Milchsektor, dass weniger Antibiotika in der Milchtierhaltung eingesetzt werden, woraus sich die Forderung nach einer Verbesserung der allgemeinen und der Eutergesundheit ableiten lässt. Da mehr als 95 % aller Infektionen der bovinen Milchdrüse galaktogen, d.h. über den Zitzenkanal erfolgen, kommt dem Abwehrgeschehen im Bereich des Zitzengewebes eine vorherrschende Bedeutung für die Wahrung der Eutergesundheit zu. Der Status des Zitzengewebes hängt in erheblichem Umfang von den mechanischen Kräften ab, die während des maschinellen Milchentzuges auf die Zitze einwirken.
Der wissenschaftliche Ansatz für automatische Melkverfahren bestand vor allem in der Entlastung des Menschen (Verbesserung der Lebensqualität) vom Zwang der Anwesenheitspflicht zu festgelegten Melkzeiten, aber auch in der Steigerung von Gesundheit und Leistung der Milchtiere, indem postuliert wurde, dass diese Systeme eine tierartgerechtere Haltungsweise darstellen würden.
Die in Deutschland vor ungefähr dreißig Jahren begonnenen Forschungsarbeiten zu automatischen Melkverfahren sowie die rasche Praxisreife von Sensorsystemen in Verbindung mit den entsprechenden Programmen zur Datenerfassung und -auswertung waren die Voraussetzung, dass diese Melkverfahren seit 1992 unter Praxisbedingungen eingesetzt werden können. Man schätzt, dass heute weltweit mehr als 2600 Anlagen zum automatischen Melken in Milchtierbetrieben verwendet werden.
Dennoch sind bislang zahlreiche Fragen aus tierärztlicher Sicht zu Tier- und Eutergesundheit, Milchqualität, Praktikabilität und Wirtschaftlichkeit nicht zufriedenstellend beantwortet. Diese Aussage wurde auch durch die Diskussionen während des Internationalen Seminars zum Automatischen Melken im Jahr 2004 in Lelystad (NL) unterstrichen. Insbesondere liegen keine Ergebnisse zu Langzeitstudien über die Entwicklung des Zitzengewebes nach Einsatz von automatischen Melkverfahren vor.
Hier setzt die vorliegende Dissertationsschrift an, in der mit Hilfe einer standardisierten Messtechnik (Kutimeter, Längenschablone) vergleichend der Zitzengewebestatus bzw. die Zitzenlänge von konventionell bzw. mit automatischen Melkverfahren gemolkenen Drüsenkomplexen - vor und nach dem Milchentzug - beurteilt werden sollte. Es wird hier erstmalig über Messungen des Zitzengewebes berichtet, die unter den Bedingungen des automatischen Melkens kontinuierlich über einen Tag (24 h) vorgenommen wurden. Weitere Merkmale wie laktationsphysiologische und anatomische Kriterien wurden ebenso wie zytologisch- bakteriologische Parameter, NAGase-Aktivität bzw. elektrische Leitfähigkeit zur Beschreibung der Eutergesundheit erfasst.
Als Mitglied der Arbeitsgruppe Mastitisforschung des Instituts für Lebensmittelqualität und -sicherheit der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover wurde mir von Herrn Prof. Dr. Dr. habil. Jörn Hamann die Bearbeitung folgender Fragestellung übertragen:
1.) Beschreibung des Zitzengewebestatus vor und nach dem Melken mit einem konventionellen oder automatischen Melksystem mit Hilfe standardisierter Messtechniken (u.a. Kutimeter, Zitzenlängenschablone).
2.) Analyse der das Zitzengewebe beeinflussenden Faktoren, die melkverfahrensinduziert oder aber laktationsphysiologisch bzw. anatomisch determiniert, die Ausprägung von Zitzenmerkmalen definieren können.
3.) Vergleichende statistische Analyse sämtlicher Ergebnisse unter Einschluss von Daten zur Eutergesundheit zwischen den Melkverfahren, um eine Evaluierung melkvorgangsinduzierter Reaktionen der Zitze bzw. der Milchdrüse zu ermöglichen.
2 SCHRIFTTUM
2.1 Anatomie und Physiologie der Milchdrüse
Die Milchdrüse ist eine modifizierte apokrine Hautdrüse, die unter dem Einfluss der weiblichen Geschlechtshormone ihre besondere Ausbildung erfährt.
Die erste Anlage der Milchdrüse erscheint als lineare Wucherung der Oberhaut (Epidermis) an der Rumpfseitenwand und wird als Milchstreifen bezeichnet. Dieser tritt schon frühzeitig auf (ZIEGLER u. MOSIMANN 1960) und ist an einem ca. drei Monate alten Rinderembryo bereits vorhanden (MICHEL 1994). Durch Verdickung wird der Milchstreifen zur Milchleiste. Diese befindet sich entsprechend der späteren Ausbildung der Milchdrüse nur im Inguinalbereich. Aufgrund stärkerer lokaler Wucherungen der Leiste entstehen in der Regel vier Milchhügel, die zapfenartig in das Mesenchym einwachsen. Damit tritt die Milchdrüse in die Phase der isolierten Einzelkomplexe, in das Stadium der Mammarknospe, über. Durch Epithelvermehrung wächst der Primärspross, die erste Anlage von Zitzenkanal und Zitzenzisterne, in das Mesenchym ein (ZIEGLER u. MOSIMANN 1960). Die Anzahl der Primärsprosse entspricht der Anzahl der späteren Hohlraumsysteme in den Mammarkomplexen (MICHEL 1994). Durch Aufzweigung des Primärsprosses entwickeln sich Milchzisterne und Gangsystem. Zum Zeitpunkt der Geburt sind Fett- und Bindegewebe gut organisiert und werden als Vorläufer der Drüsenlappen angesehen.
Gegen Ende des dritten Entwicklungsmonats beginnt ebenfalls die Bildung der Zitze.
Im Falle des Rindes handelt es sich um eine Proliferationszitze. Dabei erhebt sich die Mammarknospe, an deren Oberfläche sich ein Hornpfropf bildet. Dieser führt unter Einschmelzung der Hornzellen zur Ausbildung einer Eindellung, der sogenannten Zitzentasche. Um diese Tasche erhebt sich ein Cutiswall, der dann zur Zitze auswächst.
In den ersten sechs Monaten der juvenilen Entwicklung kommt es zu einer Zunahme der Größe der Drüsenkörper, während die Zitzen in dieser Zeit kein auffallendes Wachstum erkennen lassen. Das Innere der Milchdrüsenanlage ist durch
Differenzierungsprozesse gekennzeichnet. So hebt sich der Zitzenkanal besser ab, die Verhornung des Epithels wird stärker und die Fürstenbergsche Rosette als Abgrenzung zur Zitzenzisterne wird sichtbar. An der Zitze erscheinen Muskelstrukturen, die jedoch noch nicht die typische spiralige Anordnung aufweisen und Blutgefäße sind deutlich zu erkennen. Durch Verzweigung der Ganganlagen im Drüsenparenchym entsteht ein großes Hohlraumsystem, dessen Entfaltung während wiederholter Brunstperioden durch die Ovarialhormome angeregt wird (ZIEGLER u.
MOSIMANN 1960). Das Epithel der Ganganlagen ist zweischichtig und besteht aus iso- bis hochprismatischen Zellen und kleinen Basalzellen. Subepithelial befinden sich vor allem Fibroblasten, Lymphozyten und Makrophagen (MICHEL 1994).
Während der Trächtigkeit kommt es durch Aussprossung der Gänge zur Bildung der Alveolen. Mit Verdichtung des Bindegewebes grenzen sich einzelne Lobuli ab, das Bindegewebe selbst ist reich kapillarisiert und Fettzellen sind kaum noch vorhanden.
Die Alveolen beginnen vom fünften Graviditätsmonat an zu sezernieren und sind durch homogenes Sekret geweitet (ZIEGLER u. MOSIMANN 1960). Das zweischichtige Gangepithel differenziert sich in Drüsenepithel und Myoepithel. Mit dieser Differenzierung geht auch die Bildung von Hormonrezeptoren einher, die die Auslösung und Steuerung des Milchbildungsprozesses ermöglichen (MICHEL 1994).
2.1.1 Drüsengewebe
Die Milchdrüse des Rindes befindet sich in der Inguinalgegend. Man unterscheidet zwei Euterhälften mit jeweils zwei Mammarkomplexen. Das Euter ist durch Bindegewebslamellen, die aus der tiefen Rumpffascie stammen, fest mit der ventralen Bauchwand verbunden. Diese bilden zusammen die Euterkapsel. Die beiden Euterhälften werden durch das Ligamentum suspensorium uberis getrennt, welches der gelben Bauchhaut entstammt (MICHEL 1994). Die in der Regel schwächer ausgebildeten kranialen Euterviertel werden als Bauch- oder Vorderviertel, die kaudalen als Schenkel- oder Hinterviertel bezeichnet (HABERMEHL 1996). Der Drüsenkörper stellt ein Hohlraumsystem dar, wobei die Bindegewebssepten dem Drüsenparemchym ein blattartiges Aussehen verleihen.
Innerhalb der Drüsenblätter liegen die Milchgänge, wodurch sich eine weitere Einteilung in Drüsenläppchen ergibt. Sie bilden die Endaufteilung eines Milchganges mit den dazugehörenden Alveolen. Mit den Alveolen wird in den Läppchen eine große Oberfläche zur Milchbildung und gleichzeitig Raum zur Milchspeicherung geschaffen.
Die Wand einer Alveole, die einen durchschnittlichen Durchmesser von 100 μm hat, besteht aus einer Basalmemban (Membrana propria), den Korbzellen (Myoepithel) und dem Drüsenepithel (Alveolarepithelzellen). In der Membrana propria befinden sich Kapillarnetze, über die Nährstoffe für die Milchbildung ausgetauscht werden. Die Korbzellen liegen unmittelbar der Basalmembran auf und zeigen Ähnlichkeiten mit glatten Muskelzellen. Sie sind in der Lage eine Verkleinerung der Alveole zu bewirken und unterstützen so unter dem Einfluss des Hormons Oxytocin die Milchejektion (MICHEL 1994). Im Drüsenepithel erfolgt die Bildung der Milchinhaltsstoffe.
2.1.2 Zitzengewebe
Jeder Mammarkomplex besteht aus einem Drüsenkörper und einer Zitze. Zwischen Parenchym des Drüsenkörpers und Zitzenkanal der Zitze befindet sich die Milchzisterne, die durch den Fürstenbergschen Venenring in eine Drüsen- und eine Zitzenzisterne gegliedert wird. Die Zitzen dienen der Milchgewinnung und können in ihrer Form sehr unterschiedlich ausgebildet sein. Nach GRUNERT (1990) gibt es die sogenannte „erwünschte Form“, die an ihrer Basis allmählich in das betreffende Euterviertel übergeht, die „Flaschenzitze“ von distal ausgebuchteter Gestalt und die
„milchbrüchige Zitze“, die eine ampullenförmig erweiterte Zitzenzisterne aufweist.
Des Weiteren kommen folgende Zitzenformen vor: Kegel-, Kurz-, Fleisch- und Bleistiftzitze. Die normale Zitze ist von proximal nach distal gleich dick und an ihrer Basis deutlich gegen den Drüsenkörper abgesetzt. Die Vorderzitzen sind gewöhnlich länger als die Hinterzitzen, jene sind durchschnittlich 6,6 cm lang, ihr Durchmesser beträgt 2,9 cm, die Hinterzitzen haben dagegen eine Länge von 5,2 cm und einen Durchmesser von 2,6 cm (ZIEGLER u. MOSIMANN 1960). Obwohl die vorderen
Zitzen im Allgemeinen einen Zentimeter länger sind als die hinteren (JOHANSSON 1957), ist der Durchmesser weitgehend gleich. Andere Autoren sehen einen Unterschied im Durchmesser, jedoch nicht im Bereich von Zitzenwanddicke und Zitzenkanallänge (WEISS et al. 2004). In der Tabelle 2-1 sind weitere Angaben zu Zitzenlänge und -durchmesser aufgeführt.
Tab. 2-1: Weitere Angaben zu Zitzenlänge und -durchmesser
Zitzenlänge Zitzendurchmesser Quelle
2,5-16 cm Zyl. Typ: 2,5-5 cm FOUST (1941) V.: 6,6 cm
H.: 5,7 cm
V.: prox.: 2,92 cm, dis.: 1,72 cm
H.: prox.: 2,87 cm, dis.: 1,76 cm JOHANNSON (1957)
6-13 cm MEYER-GOLLING (1960)
V.: 6,5-8,1 cm
H.: 5,4-7,4 cm ANDREAE (1963)
3-8 cm 2-4 cm PETERSON (1964)
6-8 cm 3-4 cm PAIZS (1974)
7-9 cm 3-4 cm TOLLE u. WHITTLESTONE (1976) V.: 5,7 cm
H.: 4,7 cm
V.: 2,5 cm
H.: 2,7 cm MEIN et al. (1983) V.: 5,4 cm
H.: 4,8 cm
RØNNIGEN u. REITAN (1990a)
2,5-14 cm HABERMEHL (1996)
V.: 3,8-7,8 cm
H.: 3,2-6,2 cm NEIJENHUIS et al. (2001b)
V: 2,8-8,7 cm H.: 2,3-8,0 cm
V.: 1,9-2,4 cm
H.: 2,0-2,4 cm RASMUSSEN et al. (2004)
V.: Vorderzitzen H.: Hinterzitzen zyl.: zylindrisch prox.: proximal dis.: distal
Die Zitzenwand besteht aus äußerer Haut, einer bindegewebig-muskulösen Mittelschicht, die auch als Gefäßschicht bezeichnet wird, und dem Epithel des Zitzenkanals bzw. der Zisterne (POUNDEN u. GROSSMANN 1950). Die Haut ist fest und unverschieblich mit der bindegewebigen Unterlage verbunden. Dennoch entsteht durch die starke Verzweigung des Papillarkörpers eine elastische Verbindung. Sie ermöglicht die während des Melkaktes nötigen Verformungen und überträgt sie auf die Mittelschicht (MICHEL 1994).
Am Übergang von Zitzenzisterne zu Zitzenkanal ist die Fürstenbergsche Rosette ausgebildet, die vorwiegend aus kollagenen Fasern besteht und rein passiv den Milchfluss verhindert. Die Ansammlung von Immunzellen in dieser Lokalisation deutet auf eine Beteiligung an Abwehrprozessen hin (VENZKE 1940, SCHULZ et al.
1974, NICKERSON 1985). Mit zunehmendem Alter und mit fortschreitender Laktation nimmt der subepitheliale Zellgehalt bis hin zur Bildung von Lymphfollikeln zu (SCHULZ et al. 1974).
Der Zitzenkanal hat im Mittel eine Länge von 8–12 mm und einen Durchmesser von 0,40–0,77 mm, wobei die Maße je nach Rasse, Anzahl der Laktationen und Laktationsstadium unterschiedlich sein können (McDONALDS 1973, 1975). Die Zitzenkanallänge steht in positivem Zusammenhang mit der Zitzenlänge (HEBEL 1978, KEMPER-KRÄMER 1983). Die Zitzenkanallänge ist positiv korreliert mit der Zitzenwanddicke, während jedoch kein Zusammenhang mit Zitzenlänge oder –dicke hergestellt werden kann (WEISS et al. 2004). Ausgekleidet ist der Zitzenkanal mit einem stark verhornenden, mehrschichtigen Plattenepithel, das dem Papillarkörper aufsitzt. Während der Verhornung kommt es zur Bildung einer besonderen Form des Keratins, dem Laktosebum, das eine bakterizide Wirkung besitzt (SCHULZ et al.
1974). Zitzenkanallänge und Bildung von Keratin korrelieren positiv (PAULRUD 2003). Das gebildete Horn wird nach außen vorgeschoben und vermag die Zitzenkanalmündung kranzförmig zu überragen. Diese Hyperkeratosen im Bereich der Zitzenkanalmündung können zu fransenartigen Fortsätzen auswachsen, die aber erst durch sehr starke Ausbildung zu Melkstörungen führen. Ursache dafür ist eine lokale Hyperplasie des Stratum corneum und granulosum des Zitzenepithels (HAMANN et al. 1994a).
Der Zitzenverschluss zwischen den Melkzeiten wird durch die Fürstenbergsche Rosette, elastischen Fasern, Muskelbündel und das desquamierte Epithel gewährleistet (POUNDEN u. GROSSMANN 1950).
2.1.2.1 Muskulatur
Die Muskelfasern der Zitze bilden ein vorwiegend längsorientiertes, netzartiges Spiralsystem. Im Bereich der Zitzenspitze ordnen sich die Muskelfasern mehr zirkulär und lassen den Schließmuskel (Musculus sphincter papillae) entstehen (FOUST 1941, ZIEGLER u. MOSIMANN 1960, MICHEL 1994). Andere Autoren leugnen das Vorhandensein eines Schließmuskels und sprechen lediglich von einem muskelähnlichen Gebilde (MEIßNER 1964, TOLLE u. WHITTLESTONE 1976).
VENZKE (1940) geht dagegen von einem scheinbaren Muskelsphinkter aus, der aus Bündeln glatter Muskelfasern besteht. Obwohl kein anatomischer Beweis für das Vorhandensein eines Schließmuskels vorhanden ist, existieren physiologische Anzeichen, die nahe legen, dass es im Bereich des Zitzenkanals einen funktionellen Schließmuskel gibt (HAMANN u. BURVENICH 1994).
Der Hauptteil der glatten Muskeln der gesamten Zitze ist in einer komplexen Spirale oder einer kreisförmig schrägen Zellschicht angeordnet, die an der Zitzenbasis beginnt und im Bereich des Zitzenkanals endet. Die glatte Muskulatur fungiert als Schließmuskel, die den Zitzenkanal geschlossen hält und dadurch das Eindringen von Mikroben und das Austreten von Milch reduziert.
Durch Impulse des sympathischen Nervensystems werden die Muskelfasern unter Spannung gehalten (PEETERS et al. 1949). Pharmakologische Studien zeigen, dass durch Aktivierung von α-Rezeptoren eine Kontraktion des Muskelsystems und so eine Verkürzung der Zitze ausgelöst wird. Stimulierte β-Rezeptoren führen zur Entspannung der Muskulatur und zu einer Verlängerung der Zitze (PEETERS u. DE BRUYCKER 1975, BERNABÉ u. PEETERS 1980, INDERWIES et al. 2003). Die Kontraktionen der glatten Muskulatur laufen spontan ab (PEETERS et al. 1948, MIELKE 1994), wobei gleichmäßige Wellenbewegungen ausgelöst werden, die sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 mm/ sec von der Zitzenbasis bis zur Zitzen- spitze bewegen (LEFCOURT 1982a). In der Regel verlaufen die Kontraktionen des Schließmuskels zeitgleich mit denen der Zitze ab (BERNABÉ u. PEETERS 1980).
Frequenz und Amplitude differieren in Abhängigkeit von der Stimulation, dem Füllungszustand der Milchdrüse und dem Hormonstatus des Tieres (WITZEL 1965,
PEETERS 1977, LEFCOURT 1982a). Je höher der intramammäre Druck, desto größer ist die Anzahl an Zitzenkontraktionen (PEETERS u. DE BRYCKER 1975, LEFCOURT 1982b). Spontane Kontraktionen treten mit einer Frequenz von 0–20/ min. auf, jede dauert 2–15 sec. an. Diese Kontraktionen treten fast ausschließlich an laktierenden Kühen auf, wobei Differenzen zwischen Rassen und Melkmethoden nicht zu beobachten waren. In der ersten Stunde nach dem Melken wurden keine Kontraktionen erfasst, hingegen ließen sie sich neun Stunden nach dem Melken an fast allen Zitzen erkennen (SAMBRAUS 1971).
Während einer sichtbaren Kontraktion ist das Zitzengewebe um 20–25 % fester und bis zu 30 % weniger komprimierbar. So wird das Ausfließen des sauerstoffarmen Blutes und der Lymphe unterstützt (HAMANN u. MEIN 1990). Durch die Anspannung der Muskelfasern in der Zitze wird in der Zwischenmelkzeit Milch aus dem Zitzen- in den Drüsenteil der Euterzisterne zurück befördert (SAMBRAUS 1971).
2.1.2.2 Blutgefäßsystem
Die Blutgefäße der Zitze sind in eine bindegewebige Grundlage, bestehend aus elastischen Fasernetzen und kollagenen Fasern, eingebettet. Die auftretenden Strukturen verhindern eine Beeinflussung der Blutströmung während des Melkprozesses (MICHEL 1994).
Die Mittelschicht der Zitze weist eine reiche Gefäßversorgung auf. Die Arterien besitzen eine stark muskulöse Media und auch die Intima besteht vor allem aus glatten Muskelzellen. Die Blutversorgung übernimmt die Arteria papillaris, welche von der Basis bis zur Zitzenspitze zwischen den größeren, stark verzweigten Venen, mit denen sie sich im distalen Bereich verbindet, nahe der inneren Auskleidung der Wand entlang läuft (HABERMEHL 1996). Die Gefäße verlaufen größtenteils von der Zitzenbasis zur Zitzenspitze, meistens den Muskelzügen folgend. Dort geben sie Abzweigungen an die äußeren Wandbezirke ab (MEIßNER 1964).
Die zahlreich vorkommenden Venen bilden ein dichtes Netz, den sogenannten Zitzenschwellkörper, und vereinigen sich an der Zitzenbasis zu einem Gefäßkranz,
dem Fürstenbergschen Venenring (HABERMEHL 1996). Sie haben eine weite Verteilung im mittleren Bereich der Zitzenwand, treten jedoch häufiger im Bereich der Zitzenzisterne als im Gebiet des Zitzenkanals auf, obwohl sich der größte relative Blutfluss im Bereich des Zitzenkanalepithels befindet (JANKUS u. BAUMANN 1986).
Die Venen besitzen eine subendothelial gelegene prominente Schicht kollagener und elastischer Fasern, zahlreiche Venenklappen (GHAMSARI et al. 1995) und sind durch Muskelzüge und elastische Fasern relativ fest mit ihrer Umgebung verbunden.
Gelangen die Gefäße in hautnähere Bezirke, nimmt ihre elastische Befestigung zu.
Durch diese festen Verspannungen können sie die Bewegungen der Zitzenwand ohne Funktionseinschränkung mitmachen. Als Abflusswege des venösen Blutes dienen die äußere Schambeinvene (Vena pudenda externa) und die Milchader (Vena epigastrica cranialis superficialis), die durch ihre Weitlumigkeit den Blutfluss verlangsamen und so den Stoffaustausch ermöglichen (MICHEL 1994). Abbildung 2-1 stellt die Blutgefäße und umgebende Strukturen dar.
a Hautvene, in starke Windungen gelegt A Querschnitt durch die Mitte einer milchleeren Zitze
b Zitzenarterie B, C, D Querschnitte in verschiedener Höhe einer milchgefülten c Zitzenvenen, durch Queranastomosen ein Zitze
Längsgeflecht bildend a Haut b Gefäß-Muskelzone d Schenkelzitze c Schleimhaut der Zitzenzisterne d Zitzenlumen e basale Venenringe e Venen (gefüllt) f Muskulatur
f Bauchzitze g Venen (entleert) h Fürstenbergsche Rosette
g aus Begleitvenen entspringende Wurzeläste der i Strichkanal (verschlossen) k Strichkanalschleimhaut Hautvene l Längsmuskelfasern m Schließmuskel
Es handelt sich hierbei um die Abbildungen 11 und 12 aus dem Buch „Anatomie und Physiologie der Rindermilchdrüse“
von H. Ziegler und W. Mosimann, Verlag Paul Parey in Berlin und Hamburg, 1960
(Veröffentlicht mit freundlicher Genehmigung des Blackwell-Wissenschafts-Verlags GmbH, Berlin)
Abb. 2-1: Injektionspräparat der Zitzenblutgefäße eines laktierenden Euters (links), Querschnitte von Zitzen mit injizierten Venen (rechts)
2.1.2.3 Lymphgefäßsystem
Die Zitzenlymphgefäße nehmen ihren Anfang nicht an den Zitzen, sondern im Kapselfettkörper an der medialen Fläche der Drüse und münden im Euterlymphknoten. Sie treten in großer Zahl auf und sind eng mit dem elastisch- muskulösem System der Zitze verbunden (ZIEGLER u. MOSIMANN 1960). Da ihnen die formgebende und -erhaltende Substanz fehlt, müssen die Lymphgefäße in noch höherem Maße als die Blutgefäße von elastischen Fasen umgeben werden (MEIßNER 1964). Die Tunika media der größeren Lymphgefäße, die durch Klappen gekennzeichnet sind, beinhaltet eine geringe Anzahl glatter Muskelzellen (GHAMSARI et al. 1995). Das lymphatische System der Zitzenhaut bildet ein polygonales dreidimensionales Netzwerk bestehend aus Kapillaren, welche in der Gefäßmuskelschicht in der Mitte der Zitzenwand in Längsrichtung zu größeren klappenhaltigen Sammelgefäßen zusammenlaufen (HAMPL u. JELINEK 1971). Sie dienen dem Abtransport von Fett und zellhaltigen Elementen aus der Gewebsflüssigkeit in das regionäre Lymphzentrum (ZIEGLER u. MOSIMANN 1960).
2.2 Zitzengewebereaktionen und Milchentzug
Die mannigfachen Möglichkeiten der Milchgewinnung haben unterschiedlichste Auswirkungen auf das Gewebe der Zitze.
2.2.1 Art der Gewebereaktionen und Anzahl der Melkungen
Sofort nach dem Melken zeigt das Zitzengewebe mehr oder weniger ausgeprägte Symptome von Kompression, Kongestion oder Ödematisierung. Diese Gewebeveränderungen beeinflussen Durchmesser, Eindringmöglichkeiten und lokale Abwehrmechanismen (HAMANN 1985b). Mehrfaches Melken kann Zitzengewebe- verletzungen und Veränderungen der Zitzenkanalöffnung zur Folge haben.
2.2.1.1 Akute Prozesse
Durch einmaligen Milchentzug treten sogenannte Kurzzeiteffekte auf. Es kann zu verschiedenen Veränderungen wie Zyanosen, punktförmigen Blutungen, Weitung der Zitzenkanalöffnung, Veränderungen der Farbe, Temperatur, Festigkeit, Verdickung oder Schwellung der Zitzen und Ödemen kommen (HAMANN 1990b, HAMANN et al.
1994a, MEIN et al. 2001, PAULRUD 2003).
Das Melkvakuum verursacht durch die Belastung der Zitze eine Weitung der Blutgefäße und Gewebsflüssigkeit tritt aus (HAMANN u. MEIN 1990). Daraus resultiert ein reduzierter Blutfluss im Gewebe und somit eine geringere Sauerstoffversorgung (WICK et al. 1987). Die Veränderungen der Festigkeit und die langsame Wiederherstellung des Status vor dem Melken werden im Allgemeinen als Stauung oder Ödem bezeichnet (PETERSON 1964, HAMANN u. MEIN 1990).
Stauungen sind intravaskuläre Sammlungen von Flüssigkeit und Wegbereiter für Ödeme, die als extravaskuläre Ansammlungen von Blut und Lymphe definiert sind.
Charakteristische Merkmale sind Schwellung, geringere Temperatur und talgige Konsistenz (SCHULZ 1990). Durch die Kongestion verlängert sich die Zeit bis zum Wiedererlangen des Zitzengewebestatus vor dem Melken. Die Kühe haben in dieser Zeit auch einen reduzierten Muskeltonus in der Zitzenmuskulatur, der zu einer relativ weit geöffneten Zitzenkanalmündung führt (HAMANN 1991). Neben der Zunahme der Festigkeit treten nach dem Melken auch immer wieder stärker komprimierbare Zitzen auf. Gründe dafür liegen im Abfall des intramammären Druckes, Veränderungen des Zitzenmuskeltonus und in der Verteilung der interstitiellen Flüssigkeit (HAMANN u. MEIN 1990).
Die Ursache für Veränderungen in Konsistenz und Farbe liegt im Druckunterschied von Zitzenwandung und Blut- und Lymphgefäßen einerseits und dem Melkvakuum andererseits (HAPPEL 1963b).
2.2.1.2 Chronische Prozesse
Langzeiteffekte durch mehrfachen maschinellen Milchentzug haben einen Einfluss auf den Zustand der Zitzenkuppenöffnung, der sich von glatter bis rauer Ringbildung darstellen kann (MEIN et al. 2001). So ist diese Schwielenbildung an Zitzen von Vierteln mit klinischer Mastitis vor, während und nach der Erkrankung höher als in gesunden Eutervierteln (NEIJENHUIS et al. 2001a).
Es wird davon ausgegangen, dass Zitzen aufgrund wiederholter, durch maschinelles Melken hervorgerufener Ödeme, an Gewebefestigkeit zunehmen (HAMANN u. MEIN 1990). Solche Veränderungen können eine Fibrosierung widerspiegeln. Durch wiederholten maschinellen Milchentzug kommt es zu einer Verdickung des Epithels (MICHEL et al. 1974).
Als Folge der Ödembildung an der Zitzenkuppe kann es in der Zwischenmelkzeit zu gravierenden Zitzenläsionen kommen. Ein hypothetisches Modell (HAMANN et al.
1994c) stellt folgendes dar:
Ödembildung an der Zitzenkuppe Juckreiz an der Zitzenkuppe Reiben der Zitzenkuppe am Boden
leichte Läsionen
verstärkter Juckreiz, gravierende Zitzenläsionen
Abb. 2-2: Hypothetisches Modell (nach HAMANN et al. 1994c)
Die Veränderungen münden in Verletzungen und Vernarbungen der Schleimhaut des Zitzenkanals und in Ausstülpungen an der Zitzenspitze.
2.2.2 Erfassung von Gewebereaktionen
Tabelle 2-2 gibt zunächst einen Überblick über die Möglichkeiten der Erfassung von Gewebereaktionen durch den (maschinellen) Milchentzug.
Tab. 2-2: Messung von Gewebereaktionen durch den Milchentzug
Untersuchung
von Methode Parameter Ergebnis Quelle
direkt:
Adspektion Aussehen qualitativ (quantitativ)
SIEBER (1980)
Palpation Härte qualitativ GRAF (1982) Kutimeter
(Schieblehre) Dicke, Elastizität quantitativ HAMANN (1985a) Aussehen und
Zitzengewebe- beschaffenheit
elektronische
Schieblehre Dicke, Elastizität quantitativ HAMANN et al. (1988) Radiographie Dicke der
Zellwand (quantitativ) MEIN et al (1973a) Ultraschall-
sensorik
Dicke der Zellwand und des
Gewebes
(quantitativ) Differen-
zierung
THOMSON (1975) Anatomischer
Aufbau und Gewebezu-
sammensetzung Plethysmo- graphie (elektrisch)
Gewebe- differenzierung,
Flüssigkeits- verteilung
quantitativ
MAYNTZ und ALMGREN
(1985) Thermographie Hauttemperatur quantitativ
HAMANN und DÜCK
(1984) Plethysmo-
graphie (mechanisch)
Grad und Amplitude der Muskelkontraktion
qualitativ (quantitativ)
PEETERS (1977) Status der
physiologischen Aktivität
Laser-Doppler- Technik
Durchblutung der
Haut quantitativ HAMANN et al. (1994b) indirekt:
Milchfließrate Infrarotsensorik Milchfluss quantitativ WILLIAMS et al. (1981) Durchdring-
barkeit
Endotoxin- penetration
Zellzählung, bakteriologische
Befunde
quantitativ (qualitativ)
SCHULTZE und BRIGHT
(1983)
2.2.2.1 Adspektion und Palpation
Zur Prüfung des Einflusses des maschinellen Milchentzuges ist die Beurteilung der Zitzenhaut und der Zitzenkuppe wichtig. Es wird besonders auf die Bedeutung der Zitzenkanalmündung hingewiesen, die in Form eines punktförmigen Gebildes oder mit Ringwülsten um den Kanal ausgebildet sein kann (ILGMANN 1933). Außerdem treten Hämorrhagien und Nekrosen von Zitzenhaut und -kanal auf. Es kommt zu Ausstülpungen am Zitzenkanal, die sich in Form eines hypertrophierenden Ringes zeigen (FRANCIS 1984). Die Veränderungen der Zitzenspitzen können in wenigstens fünf Klassen eingeteilt werden (SIEBER 1980):
1. Weiche, flache und geschlossene Zitzenkanalöffnung 2. Weicher, erhobener Ring an Zitzenkanalöffnung
3. Raue Zubildungen am erhobenen Ring der Zitzenkanalöffnung 4. Ulzerationen oder Hämorrhagien und eventuell Schorfbildung 5. Nicht klassifizierbar (Verschmutzung, Warzen, Verletzung)
Die Veränderungen der Zitzen werden fotografisch festgehalten und anschließend nach dem oben genannten Schema ausgewertet.
Bewertungen aus neuerer Zeit teilen die Zitzen zunächst in Klassen mit weicher oder rauer Ringbildung an der Zitzenkanalöffnung ein, um innerhalb dieser die Stärke der Ausbildung zu beurteilen (NEIJENHUIS et al. 2000).
GRAF (1982) untersucht die Zitzenenden mittels Palpation. Er teilt dabei den Läsionen verschiedene Typen von Ringbildung mit glatter Oberfläche bis zu flächenhaften Hornhautzubildungen zu. Durch Rollen der Zitze zwischen den Fingern können Verdickungen, die Hinweise auf eine Zisternitis geben, festgestellt werden (GÖTZE 1951).
2.2.2.2 Kutimeter
Ein übliches Federkutimeter, welches eine modifizierte Schieblehre darstellt, wird zum einen zur Erfassung des Zitzendurchmessers benutzt, zum anderen ist es
möglich mit einer geeigneten Feder die Festigkeit eines Gewebes zu erfassen (HAMANN 1985). Eine detaillierte Beschreibung siehe unter Kapitel 3.2.4.2.
Des Weiteren wird ein elektronisches Messgerät eingesetzt, welches die Änderungen der Gewebefestigkeit der Zitzenkuppe in Abhängigkeit vom applizierten Druck misst.
Die Anlage besteht aus zwei Messschenkeln (je 20x20 = 400 mm2), wobei einer fix und der andere, durch einen Motor angetrieben, beweglich ist. Der auf die Zitze ausgeübte Druck, durch Bewegen des Messschenkels in Intervallen von 0,5 mm herbeigeführt, wird durch einen Sensor gemessen. Je größer der angewandte Druck, desto stärker ist das Ausmaß an Ödemen und Blutstauungen in der Zitzenspitze nach dem Melken (HAMANN et al. 1988).
2.2.2.3 Radiographie
Radiographische Techniken werden für Studien des Milchflusses (ARDRAN et al.
1958) und zur Erforschung der Zitzenanatomie und Mechanismen von Zitzengummis während des Melkens verwendet (MEIN et al. 1973a). Zunächst wird die Milch eines Viertels steril mittels eines Katheters gewonnen, diese mit Röntgenkontrastmittel vermischt, wobei sich Propyliodon als besonders euterschonend erwiesen hat, und durch den gleichen Katheter zurück in das Viertel gepumpt.
Um eine Längenveränderung festhalten zu können, ist der Schaft des Zitzengummis in 10-mm-Abständen kontrastreich zu markieren. Anschließend wird das Tier konventionell gemolken und währenddessen das Viertel mit dem Kontrastmittel in regelmäßigen Abständen geröntgt. Durch Auswertung der entstandenen Bilder kann auf Längen- und Gewebeveränderungen geschlossen werden.
2.2.2.4 Ultraschallsensorik
Die Dicke an den Sensor grenzender Strukturen kann während des Milchentzuges durch unterschiedliche Reflexion der Ultraschallwellen sichtbar gemacht werden (THOMPSON 1975). In neueren Studien kommt ein Linearscanner mit 7,5 MHz
Schallkopf zur Anwendung (NEIJENHUIS et al. 2001b). Da direkter Kontakt mit der Zitze vermieden werden muss, wird diese während der Messung in einen wassergefüllten Latexbecher getaucht. Der Scanner wird mittels eines Kontaktgels an der Latexwand angelegt und anschließend die Zitzendimensionen anhand der Ultraschallbilder ausgemessen. Parameter, wie die Weite der Zitzenzisterne, Breite der Zitzenwand und -spitze und die Länge des Zitzenkanals können bestimmt werden.
2.2.2.5 Plethysmographie (mechanisch)
Die Herkunft des Wortes „Plethysmographie“ liegt in der griechischen Sprache und bedeutet: Messung der Füllung eines Gefäßes; in diesem Fall handelt es sich um eine Glassröhre. Mit Hilfe eines geringen Haftvakuums wird diese an der Zitzenbasis befestigt. Das trichterförmige Ende ist mit einem Kolben verbunden. Die Änderungen der Kolbenlänge, verursacht durch Längenvariationen der Zitze während einer Muskelkontraktion, werden mit einem Schreiber aufgezeichnet. Zur Aufzeichnung wird ebenfalls ein Kymograph verwendet, der aus einem an einer Quecksilbersäule befestigten Schreiber besteht und die Kontraktionen auf einer Papierrolle aufzeichnet. Es können spontane rhythmische Kontraktionen wie auch Reaktionen der Zitze auf Injektion verschiedener Hormone gezeigt werden. Die Amplitude der aufgezeichneten Kurven gibt die Stärke der Kontraktionen der Zitze wieder (PEETERS 1977, BERNABE u. PEETERS 1980).
2.2.2.6 Plethysmographie (elektrisch)
Die Messung der Impedanz (Scheinwiderstand) basiert auf der Entwicklung eines elektrischen Plethysmographen. Plethysmographie ist eine Durchblutungsmessung mit der der Füllungsstand der Gefäße ermittelt werden kann. Das Prinzip beruht darauf, dass mit dem Puls die elektrische Impedanz eines Körpersegments schwankt. Durch Anlegen eines konstanten Wechselstromes können solche Spannungsschwankungen registriert werden.
Zur Bestimmung der Zitzenkongestion wird eine 4-Elektroden-Impedanz-Messung als nicht invasive quantitative Messmethode angewendet. Die Messelektroden mit einer Oberfläche von 3 mm2 werden im Abstand von 5,5 mm zu den Spannungselektroden seitlich an der Zitze platziert. Um zwischen interstitieller Flüssigkeit und Plasma unterscheiden zu können, kommen verschiedene Frequenzen zu Gebrauch. Die angewandte Spannung wird kuhindividuell eingestellt. Es erfolgen Abstands- messungen im Zeitraum von zwei Stunden vor und nach dem Melken und Langzeitmessungen.
Fünf Minuten vor dem Melken kommt es zum Absinken der Impedanz, welches als zentraler Zirkulationseffekt durch Konditionierung auf das Melken angesehen wird.
Nach dem Milchentzug fällt die Impedanz ab, worauf ein Ansteigen auf das Niveau vor dem Melken zu verzeichnen ist. In einigen Fällen ist die Gewebereaktion jedoch durch eine Verlangsamung der Zirkulationsrate gekennzeichnet. Viele Zitzen weisen nach dem Melken eine höhere Impedanz auf, welche auf einer effektiven Massagewirkung durch die Pulsation beruht (MAYNTZ u. ALMGREN 1985).
2.2.2.7 Thermographie
Mit Infrarotmessungen ist es möglich, die Durchblutung der Zitze direkt nach dem Melken zu beurteilen (HAMANN u. DÜCK 1984, HAMANN 1985a). Das Prinzip der Infrarotmessung geht darauf zurück, dass alles in der Umwelt Licht im infraroten Wellenbereich emittiert. Um diese Emissionen sichtbar zu machen sind bestimmte Detektoren nötig, die das Licht in elektrische Impulse umwandeln. Diese Elektroimpulse können auf einem Bildschirm sichtbar gemacht werden. Das Thermogramm produziert kalte Bereiche als schwarze Flächen und warme als weiße.
Mit weiteren Techniken ist es möglich das Bild zu colourieren. Die Temperatur reflektiert den Grad der Durchblutung eines Gewebes.
Die Untersuchungen ergeben eine Temperaturzunahme am Zitzenende und eine Abnahme an der Basis nach Anwendung konventioneller Melksysteme. Nach Einsatz des PKME-Systems mit nur an der Zitzenbasis pulsierendem Gummi kommt es an beiden Lokalisationen zu einer Temperaturabnahme. Dieses Resultat deutet darauf
hin, dass das kollabierende Zitzengummi die Durchblutung unterstützt, während der Zitzengummikopf mit der Blutzirkulation interferiert. Diese Methode ist zur Evaluierung der Effekte unterschiedlicher Melktechniken auf die Durchblutung der Zitze geeignet (PAULRUD 2003).
2.2.2.8 Laser-Doppler-Technik
Der Blutfluss der äußeren Zitzenhautkapillaren kann durch Laser-Doppler- Instrumente gemessen werden. Verschiedene Geräte (Wellenlänge: 780 nm und 632,8 nm), die jeweils über einen Zeitraum von fünf Minuten vor und nach dem Milchentzug eingesetzt werden, sind zur Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Melksysteme geeignet. Die Messposition der Sonden liegt 2,5 cm oberhalb der Zitzenkuppe und das untersuchte Volumen im Bereich von 1,0–1,5 mm3. Aufgefangene Signale werden computertechnisch ausgewertet. Nach dem Milchentzug steigt die Blutflussintensität nach geringen Änderungen der Gewebefestigkeit deutlich an. Es kommt zu einer Reduktion des Blutflusses, wenn die Gewebefestigkeit deutlich zunimmt. Die Zunahme des Blutflusses ist Ausdruck aktiver Hyperämie, während die Abnahme in Verbindung steht mit melkvorgangsinduzierten Ödemen des Zitzengewebes (HAMANN et al. 1994b).
2.2.2.9 Infrarotsensorik
Infrarotsensorik dient der Messung des Milchflusses, welcher indirekt Hinweise auf milchentzugsbedingte Gewebeveränderungen geben kann. Die kurzen Milch- schläuche eines Melkgeschirrs werden durch lichtdurchlässige Silikonschläuche ersetzt und so zwischen einem Signalgeber, der infrarote Strahlung sendet, und einem Phototransistor positioniert, dass jegliche Milch die Lichtschranke passiert. Die von der Milch absorbierte elektromagnetische Strahlung wird gemessen und auf einem Oszillographen lesbar gemacht (WILLIAMS et al. 1981).
