Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum Einfluss von Grassilagen mit auffällig niedrigen Reineiweißanteilen auf Aminosäuren und biogene Amine im Pansensaft (in vitro)

Theermann, Sarah

Grass silages with true protein (TP) content < 50% in the crude protein (CP) are considered to cause severe non-infectious dairy herd diseases in Holstein Friesian and consequently high economic losses in the northern part of Germany. Symptoms were described as follows: high incidences of cases with a high milk cell count, disturbances of fertility, digestive disorders, abomasal displacements, downer cow syndrome up to sudden death. As it was shown that a low TP content is accompanied by noticible changes in amino acid composition and content of biogenic amines, we wanted to determine the occurrence of these substances in rumen fluid in vitro using the RUSITEC (RUmen SImulation TEChnique). In total, fermenter fluid samples from 17 RUSITEC runs (à 28 days), using ten silages with TP/CP < 50 % and seven control silages with TP/CP > 50 % in the silage addition period (10 days), were investigated. In the adaptation period (8 days) and the recovering period (10 days) hay was fermented. Samples were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) after fluorenylmethyl-oxycarbonyl-(FMOC)-derivatisation. Remarcable differences during fermentation of “faulty silages” (with TP/CP < 50 % or connected with non-infectious dairy herd diseases) compared to “control silages” (with TP/CP > 50 % or without connection with non-infectious dairy herd diseases) were detectable only in proline and glycine; during the silage addition period concentrations were up to 50 % (p < 0.05) respectively 23 % (p < 0.05) lower. There was no difference between the content of biogenic amines fermenting the different silages (p > 0.05). Faulty silages showed higher mean GABA-contents (+ 79.5 %) than control silages (Tab. 4.1.1; EVONIK DEGUSSAAmino Lab®; Evonik Industries AG, Essen, Germany). This was also seen during the incubation in the RUSITEC. Mean GABA-concentrations in fermenter fluid were six times higher using faulty silages compared to control silages (p < 0.05). There was a positive correlation between silage content and fermenter fluid concentration of GABA during the silage addition period (r=0.61; p < 0.05). In this study, the results for amino acids and biogenic amines show that addition of some silages with low true protein content affected only GABA-concentrations in ruminale fluid (RUSITEC) considerably. GABA is a major inhibitory neurotransmitter with depressant effects on central nervous system and could also affect peripher liver receptors; therefore, it could be the reason for a higher incidence of severe and costly herd diseases in dairy cows after feeding grass silages with low true protein content. This hypothesis will have to be proven in clinical studies.

Grassilagen mit auffälligen Reineiweißanteilen (RE) im Verhältnis zum Rohprotein (Rp) wurden in den vergangenen Jahren immer wieder in Zusammenhang mit massiven gesundheitlichen Problemen bei Milchrindern gebracht. Da bei diesen Silagen teilweise hohe Konzentrationen von Aminosäuren und Biogenen Aminen nachgewiesen worden waren, wurde mit Hilfe des Langzeitinkubationssystems RUSITEC (RUmen SImulation TEChnique) in vitro die Auswirkung der Zugabe dieser Silagen auf die Gehalte von Aminosäuren, insbesondere GABA, und Biogenen Aminen im Pansensaft untersucht. Insgesamt wurden Fermenterproben aus 17 RUSITEC-Läufen (à 28 Tage), bei denen zehn Schadsilagen (RE/Rp < 50 % und/oder Zusammenhang mit gesundheitlischen Problemen in Milchviehbetrieben) und sieben Kontrollsilagen (RE/Rp > 50 % und/oder kein Zusammenhang mit gesundheitlischen Problemen in Milchviehbetrieben) in der Zulagephase des Versuchs (10 Tage) verwendet wurden, untersucht. In der Einlauf- und Kontrollphase (8 Tage), sowie der Regenerationsphase (10 Tage) wurde jeweils Heu inkubiert. Mit Hilfe der Fluorenylmethyloxycarbonyl(FMOC)- Derivatisierung mit anschließender HPLC wurden die Aminosäuren und Biogenen Amine quantifiziert. Bei den Aminosäuren zeigten nur Prolin und Glycin bei der Fermentation von allen Schadsilagen im Vergleich zu allen Kontrollsilagen um bis zu 50 % (p < 0,05) bzw. ca. 23 % (p < 0,05) geringere Konzentrationen in der Fermenterflüssigkeit. Die Gehalte an Biogenen Aminen unterschieden sich nicht (p > 0,05) in Abhängigkeit von der Art der Silagen. Die Schadsilagen wiesen im Mittel um 79,5 % höhere GABA-Gehalte auf als die Kontrollsilagen (Tab. 4.1.1; Analyse durch EVONIK DEGUSSA-Amino Lab®; Evonik Industries AG, Essen, Deutschland). Auch während der Inkubation im RUSITEC waren die GABA-Spiegel in der Fermenterflüssigkeit bei Einsatz der Schadsilagen im Mittel um den Faktor 6 höher als bei den Kontrollsilagen. Zwischen den GABA-Gehalten der eingesetzten Silagen und den Konzentrationen in der Fermenter-flüssigkeit während der Zulagephase bestand eine positive Korrelation (r=0,61; p < 0,05). Die Ergebnisse der vorliegenden Studien zeigen, dass von den untersuchten Aminosäuren und Biogenen Aminen nur GABA nach der Zugabe von einigen Schadsilagen deutlich erhöht war. Da GABA biologisch hochpotent ist und erhöhte Spiegel im Körper zentralnervös dämpfend, sowie u.a. auf periphere Rezeptoren in der Leber wirken, könnte diese Substanz für die erhöhte Inzidenz von gesundheitlichen Problemen nach der Fütterung mit Silagen mit einem erniedrigten Reineiweißanteil verantwortlich sein. Diese Hypothese ist jedoch anhand von klinischen Studien zu überprüfen.

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Theermann, Sarah: Untersuchungen zum Einfluss von Grassilagen mit auffällig niedrigen Reineiweißanteilen auf Aminosäuren und biogene Amine im Pansensaft (in vitro). Hannover 2011. Tierärztliche Hochschule.

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