Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Jana Horn

 

Konzentrationen der Immunglobuline IgG1, IgG2 und IgM im peripartalen Zeitraum unter Berücksichtigung der Energiebilanz sowie der Fütterung mit konjugierten Linolsäuren

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-103958

title (engl.)

Concentrations of IgG1, IgG2 and IgM in plasma and colostrum of high yielding dairy cattle during the periparturient period with special reference to energy balance and conjugated linoleic acids as feed supplements.

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2013

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/hornj_ws13.pdf

abstract (deutsch)

Bei hochleistenden Milchkühen kommt es mit Einsetzen der Milchproduktion zu einem Ungleichgewicht zwischen Energieaufnahme und Energieabgabe, was zur Ausprägung einer negativen Energiebilanz führt. Gerade in diesem Zeitraum haben die Tiere eine erhöhte Anfälligkeit für so genannte „Produktionskrankheiten“ wie Labmagenverlagerung, Nachgeburtsverhaltung, Klauenerkrankungen, Ketose, Mastitis und andere fieberhafte Erkrankungen. Es ist bereits bekannt, dass die Supplementierung von konjugierten Linolsäuren (CLAs) positive Effekte auf die Gesundheit der Milchkühe haben kann. Weiterhin sind bereits negative Effekte eines Energiemangels auf einige Immunzellen wie neutrophile Granulozyten und T-Lymphozyten beschrieben worden. Ziel dieser Studie war es, den Verlauf und das Verhalten der Immunglobulin-Isotypen IgG1, IgG2 und IgM im peripartalen Zeitraum unter der Berücksichtigung einer CLA-Fütterung sowie der Energiebilanz zu untersuchen.
21 Tage vor dem errechneten Geburtstermin wurden 63 hochtragende Milchkühe in vier Fütterungsgruppen eingeteilt (CLA bzw. Kontrollfett, hohe bzw. niedrigere Kraftfutterkonzentration). Über einen Versuchszeitraum von insgesamt 11 Wochen wurden den Tieren in regelmäßigen Abständen Blut- und Milchproben entnommen. Weiterhin wurden den Kälbern vor und nach ihrer ersten Kolostrumaufnahme sowie an Tag 42 ebenfalls Plasmaproben entnommen. Die Bestimmung der Immunglobuline IgG1, IgG2 und IgM in Plasma und Kolostrum erfolgte mittels eines enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) mit spezifischen Antikörpern.
Sowohl IgG1 als auch IgM zeigten um den Geburtszeitpunkt einen signifikanten Abfall der Plasmakonzentrationen. Dieser war für IgM bereits kurz nach der Geburt wieder ausgeglichen, während die Plasmaspiegel von IgG1 langsamer ansteigen und etwa drei Wochen p.p. wieder Konzentrationen wie zu Versuchsbeginn zeigten. Die Plasmaspiegel von IgG2 blieben über die gesamte Versuchsperiode konstant. Der Verlauf von IgG1 zeigte eine starke Abhängigkeit von der Laktationszahl. Färsen wiesen deutlich niedrigere Plasmaspiegel auf als ältere Kühe und zeigten um den Geburtszeitpunkt herum keinen deutlichen Abfall der Plasmakonzentrationen. Die Fütterung hatte keinen Einfluss auf die Höhe der Immunglobulinspiegel im Plasma. Auch die Energiebilanz korrelierte zu keinem Zeitpunkt mit den Plasma-Immunglobulinkonzentrationen. Sowohl IgG1 als auch IgG2 und IgM waren im Kolostrum nachweisbar, wobei das Verhältnis IgG1:IgG2:IgM etwa 4:2:1 betrug. Färsen hatten die höchsten IgG1- und die niedrigsten IgG2-Konzentrationen im Kolostrum. Dieser Befund steht im Gegensatz zu den Ergebnissen der einschlägigen Literatur. Dieses könnte einerseits an der in den meisten Studien verwendeten Methodik (sRid) liegen. Andererseits muss bei den älteren Tieren auch ein Verdünnungseffekt in Betracht gezogen werden, so dass die absoluten Immunglobulinkonzentrationen relativiert werden.
Bei den Kälbern konnten bereits vor der ersten Kolostrumaufnahme geringe Plasmaspiegel aller drei untersuchten Immunglobulin-Isotypen nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass Kälber bereits ante partum in der Lage sind, geringe Mengen an Immunglobulinen selbst zu synthetisieren.
Ziel weiterer Studien soll es sein, den Einfluss der Energiebilanz auf die zellulären Komponenten des Immunsystems zu untersuchen.

abstract (englisch)

In early lactation, high yielding dairy cows are unable to meet their energy requirements for both maintenance and milk production. This leads to a high energy deficit. During this period, there is a higher risk for “production diseases” such as left abomasal displacement, retained placenta, lameness, ketosis, mastitis and other febrile diseases. It is recently known, that supplementation of conjugated linoleic acids could have positive effects on the health status of dairy cattle. Furthermore, high energy deficit leads to negative effects on several cell types of the immune system, such as neutrophils and T-cells.
The study aimed to characterize the development of IgG1, IgG2 and IgM during the periparturient period in consideration of energy balance as well as supplementation with conjugated linoleic acids.
Three weeks prior to calving, 63 pregnant German Holstein cows were assigned to one of four dietary treatments (CLA supplement respectively control fat, high respectively low concentrate diet). Plasma and milk samples were taken in regular intervals over a period of 11 weeks, respectively. Furthermore, plasma samples of their calves were taken prior and after their first Colostral uptake and on day 42. Bovine IgG1, IgG2 and IgM in plasma and colostrum were determined by an enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) using isotype-specific coating and detection antibodies.
In plasma, both IgG1 and IgM show a significant decrease around parturition. For IgM, the decline was equalized shortly after parturition, whereas IgG1 showed initial plasma values around 3 weeks p.p. Plasma levels of IgG2 remained unchanged during the entire experimental period. The developing of IgG1 revealed a strong dependency on the lactation number. Heifers had significantly lower plasma levels over the entire period and did not show such a distinct decrease around parturition. Dietary treatments had no effect on immunoglobulin plasma levels. IgG1, IgG2 and IgM were detectable in colostrum in which the ratio IgG1:IgG2:IgM was 4:2:1. Heifers showed the highest amounts of IgG1 and the lowest amounts of IgG2 in colostrum. These findings do not agree with the common literature, which could be due to the determination technique used in most of the studies (sRid). In addition, especially in older animals an effect of dilution cannot be excluded.
In calves, low plasma levels of all examinated immunoglobulins could be detected even before their first colostral uptake. These results indicate, that calves are able to synthezise small amounts of immunoglobulins even ante partum.
Further studies should be conducted to examine the influence of negative energy balance on cellular components of the immune system.

keywords

Immunglobuline , Hochleistungsmilchkühe, Energiebilanz, dairy cattle, periparturient period, energy balance

kb

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