Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur Vitalität neugeborener Kälber in einer Milchviehanlage in Brandenburg bei optimiertem Geburtsmanagement

Leister, Theresa Maria

The major aim of an optimal obstetrical management is the delivery of a vigorous calf and a healthy, minimally stressed dam. Actually, an increasing rate of stillbirth in cattle has been reported within the last two decades. Lack of supervision and inadequate as well as wrong terminated obstetrical intervention were discussed to be decisive factors for this development. The decision when and how to intervene is often based on subjective experience. It was previously described, that assistance earlier than one hour after the fetal claws appear results in an increased rate of severe assistance, while delaying assistance for more than two hours increases the risk for reduced calf vigour and stillbirth. Immediate intervention is needed, however, as soon as a specific cause of dystocia (such as abnormal presentation, position and posture or uterine torsion) is detected. Success of obstetrical intervention can be controlled by assessing the vitality of the newborn calf, either by clinical signs (APGAR score, posture and behaviour) or by measuring acid-base status and arterial blood gases. According to reduced vitality at birth, less colostrum intake and a concomitant failure of passive transfer of immunoglobulin have been reported. Ultimately, an increased rate of typical calf diseases such as neonatal diarrhoea and undifferentiated respiratory disease are the most common consequences with serious financial losses for the dairy farmer. The aim of this study was to investigate the consequences of an optimized calving management, according to calf vitality at birth, voluntary colostrum intake and acid-base status as well as blood gases within the first two days after parturition. Supervision of calvings was done every 30-45 min throughout 24 hours per day. The onset of parturition was defined as the point of time, when the tail was raised horizontally, bloody and mucous vaginal discharge occurred, abdominal contractions were obvious and fetal membranes (allantois or amnion) or fetal parts were visible. Thereafter, a vaginal examination was carried out to assess whether the cervix was maximally dilated, fetal membranes were intact or ruptured, life signs (bulbus and anal reflexes, respectively, interdigital reflex) and the fetal presentation, position and posture. This vaginal examination was the onset for a standardized calving scheme. If a living fetus in anterior presentation, normal position and posture was present, spontaneous calving was expected within the following two hours. When no progress had occurred by the end of that interval, the fetus was extracted immediately by not more than two people, while the dam was situated in lateral recumbency. If a calf could not be extracted within 20 min, extraction was terminated and a Caesarean section (C-section) was performed. Detecting a specific cause of dystocia, immediately intervention was carried out in case of a posterior presentation, uterine torsion and malposition in cows, whereas intervention was done one hour after correction of malposture and malposition in heifers. From June 01, 2006 until May 15, 2007, about a total of 2,295 calvings with 2,355 calves from were evaluated. Ninety-eight calves (4.2 %) were stillborn (defined as calves that were born dead after a pregnancy of > 260 days and/or died within 24 h after birth). When performing first vaginal examination, 534 (22.7 %) calves were detected with specific cause of dystocia, whereas 1,821 (77.3 %) calves were detected in anterior presentation, normal position and posture. From the latter group, 1,290 (70.8 %) calves were delivered spontaneously, whereas traction as well as C-section was performed in case of stagnation in 531 (29.2 %) calves (402 calves by easy traction, 111 calves forced extraction and 18 C-sections, respectively). Immediately after parturition, the APGAR (BORN 1981) was assessed in 1,949 calves, posture and behaviour was documented in 345 calves and pH-value as well as L-lactate-value was measured in 336 and 264 calves, respectively. At birth, highest APGAR-, posture and behaviour scores as well as highest pH-values and lowest L-lactate-values were found in spontaneously born calves (P < 0.001). After all, worst results were found in calves after forced extraction, whereas no statistical differences were obvious between calves with specific cause of dystocia (excluding twins). Voluntary colostrum intake within 15 min after birth was documented in 2,221 calves. Most of the spontaneously born calves (73.5 %) ingested 3 L of colostrum. Furthermore, calves after easy extraction, C-section or after malposition consumed the total amount in 60 up to 68 % of all respective cases, whereas only 45 up to 50 % of the calves born in posterior presentation and after uterine torsion ingested 3 L. About 40 % of twin born calves ingested < 2 L and about 38 % ingested < 1 L colostrum, respectively. Using the APGAR, posture and behaviour as well as pH-values and L-lactate-values for characterizing important factors influencing voluntary colostrum intake, calves were designated into three groups: vital calves (with 7-8 APGAR points, posture and behaviour score 1-2, arterial blood pH > 7.2 and venous L-Lactate < 10.0 mmol/L), in peril calves (with 4-6 APGAR points, posture and behaviour score 3, arterial blood pH 7.0 to 7.2 and venous L-Lactate 10.0-20.0 mmol/L) and non vital calves (with 1-3 APGAR points, posture and behaviour score 4, arterial blood pH < 7.0 and venous L-Lactate > 20.0 mmol/L). According to these parameters, about two third of vital calves ingested the whole amount of colostrum, whereas nearly 10 % ingested a negligible amount (0-0.5L). On the opposite, 30 % of the non vital calves ingested 3L voluntarily, but 40–50 % consumed almost no colostrum. Neither the person responsible for administrating colostrum supply, nor the time of birth (day or night) had significant influence on voluntary colostrum intake. From 59 spontaneous born calves as well as from 58 calves after easy extraction and 20 calves after forced extraction, arterial pH-value, base excess (BE), standard bicarbonate (HCO3-std), partial pressure of oxygen (pO2) partial pressure of carbon dioxide (pCO2) and venous L-Lactate were measured directly after birth and 1, 3, 12, 24 und 48 hours thereafter. From immediately after birth up to 48 h p. n., arterial blood pH, BE, pO2 and HCO3-std increased rapidly, whereas pCO2 and L-Lactate decreased. The metabolic part of acidosis was compensated within 1 h p. n. in spontaneously born calves (assuming reference values of adult cows) and at least up to 12 h p. n. in calves after easy extraction. Within 3 h p. n., significant differences occurred between spontaneous born calves and calves after easy and forced extractions in all parameters tested. At 12 h p. n. no significant differences were obvious between the respective groups. By implementation of an optimized calving management, stillbirth rate decreased from roughly 10 % before onset of the study to 4.2 %. In 30 % of all calvings with a physiological presentation of the calf, obstetrical intervention was performed because of stagnation, 2/3 of all intervention were easy extractions. According to the mean duration of delivery, (79 + 45 min in pluriparous cows and 93 + 52 min in primiparous heifers), an interval of two hours from onset of parturition, was found to be appropriate. An average duration longer than two hours might have decreased the proportion of easy extractions, but would not have significant influence on the proportion of forced exactions (ca. 6 %). About 6 out of 59 calves from primiparous dams died during forced extraction; thus, to reduce the stillbirth even more pronounced, caesarean section should be performed earlier in such cases. Nevertheless, almost all surviving calves born after forced extraction were able to correct acid-base disturbances rapidly. Colostrum intake was mainly influenced by type of parturition and cause of dystocia. Calves after forced extraction, posterior presentation and after uterine torsion ingested nil colostrum in 50 % of all cases. Accordingly, special care is needed for those calves. Prediction of voluntary colostrum intake according from APGAR, posture and behaviour as well as arterial blood pH and venous L-Lactate concentration did not reveal satisfying results. Voluntary colostrum intake by itself seemed to be an indicator for vitality in newborn calves.

Das oberste Ziel eines erfolgreichen Geburtsmanagements ist die Entwicklung eines vitalen, lebensfrischen Kalbes unter größtmöglicher Schonung des Muttertieres. Tatsächlich wurde jedoch in den letzten zwanzig Jahren über einen Anstieg der Totgeburtenrate beim Rind in der Literatur berichtet. Immer wieder werden dabei als Einflussfaktoren mangelnde Geburtsüberwachung und damit verbundene, fehlerhafte und zum Teil falsch terminierte geburtshilfliche Eingriffe diskutiert. Wann und in welchem Maße Geburtshilfe geleistet werden sollte, beruht in der Praxis zumeist auf subjektiven Erfahrungswerten. Dabei hat sich gezeigt, dass Auszugsversuche innerhalb von einer Stunde nach Erscheinen der Gliedmaßen in der Vulva zu einer Erhöhung der Schwergeburtenrate führen, während eine Verzögerung über mehr als zwei Stunden einen vitalitätsmindernden und z. T. sogar lebensbedrohlichen Einfluss auf das Kalb hatte. Einer sofortigen Intervention bedarf es bei Auftreten spezifischer Dystokie-Ursachen, wie z. B. Lage-, Stellungs-, und Haltungsanomalien oder Uterustorsionen. Um den Erfolg einer geburtshilflichen Maßnahme zu evaluieren, empfiehlt sich die Vitalitätsbeurteilung des neugeborenen Kalbes. Dies kann neben einer klinischen Beurteilung (APGAR, Körperhaltung und Verhalten) auch durch Messung des Säure-Basen-Status und der Blutgase geschehen. Im Zusammenhang mit einer Vitalitätsminderung zur Geburt werden eine verminderte bzw. verspätete Kolostrumaufnahme und eine damit einhergehende mangelhafte Resorption von Immunglobulinen beschrieben. Die Folgen sind Erkrankungen bis hin zu Verlusten in der Aufzuchtperiode mit erheblichen wirtschaftlichen Einbußen für den Landwirt. Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen eines optimierten Geburtsmanagement auf die Vitalität neugeborener Kälber, deren freiwillige Kolostrumaufnahme und deren weitere Entwicklung innerhalb der ersten beiden Lebenstage auf einem Großbetrieb mit ca. 2.500 Milchkühen in Brandenburg über ein Jahr zu untersuchen. Die Geburtsüberwachung erfolgte durch regelmäßige Rundgänge im Abkalbebereich in Intervallen von 30-45 min über 24 Stunden täglich. Bei deutlichen Geburtsanzeichen, definiert als waagerecht abgehaltener Schwanz, blutig-schleimiger Vaginalausfluss, Bauchpresse und/oder äußerlich sichtbare Fruchtblasen oder Fruchtteile, wurde eine vaginale Untersuchung durchgeführt, um Lage, Stellung und Haltung des Kalbes, den Zustand der Fruchtblasen und die Weite der Cervix zu erfassen. Diese Befunde bildeten die Grundlage für den Einstieg in ein standardisiertes Geburtsverlaufsschema, welches Art und Zeitpunkt von geburtshilflichen Maßnahmen regelte. Befand sich die lebende Frucht in Vorderendlage, oberer Stellung und gestreckter Haltung, wurde dem Muttertier die Möglichkeit gegeben, innerhalb von zwei Stunden ohne Hilfe zu kalben. Dabei musste ein stetiger Fortschritt in der Austreibung des Kalbes erkennbar sein. Nach Ablauf dieses Zeitintervalls wurde Geburtshilfe (Zughilfe durch zwei Personen am liegenden Tier) geleistet. War die Entwicklung der Frucht per vias naturales nicht möglich, wurde der Auszug abgebrochen und eine Sectio caesarea durchgeführt. Lag bei der ersten vaginalen Untersuchung eine spezifische Dystokie vor, wurden die Kälber unmittelbar (Hinterendlage, Torsio uteri, untere Stellung bei Kühen) bzw. eine Stunde nach Auffinden des Muttertieres und Korrektur von Haltungsfehlern bzw. einer unteren Stellung bei Färsen entwickelt. Insgesamt wurden von Juni 2006 bis Mai 2007 2.355 Kälber aus 2.295 Abkalbungen ausgewertet, davon wurden 98 (4,2 %) Kälber tot geboren (definiert als tote Feten bei einer Trächtigkeitsdauer von mehr als 260 Trächtigkeitstagen und Kälber die vor, unter, oder innerhalb von 24 h nach der Geburt verendeten). Bei der ersten vaginalen Untersuchung lag bei 534 (22,7 %) Kälbern eine spezifische Dystokie vor und 1.821 (77,3 %) Kälber wurden in Vorderendlage, oberer Stellung und gestreckter Haltung aufgefunden. Davon wurden 1.290 (70,8 %) Kälber spontan geboren und 531 (29,2 %) wurden aufgrund einer Stagnation des Geburtsverlaufs mittels Auszug (leicht: 402 Kälber, schwer: 111 Kälber) oder Sectio caesarea (18 Kälber) entwickelt. Bei 1.949 Kälbern wurde direkt p. n. eine APGAR Beurteilung (BORN 1981) durchgeführt, bei 345 Kälbern wurden die Körperhaltung und das Verhalten dokumentiert und von 336 bzw. 264 Kälbern wurde der arterielle pH-Wert bzw. der venöse L-Lactat-Wert bestimmt. Spontan geborene Kälber hatten den höchsten APGAR und die beste Körperhaltung, die höchsten pH-Werte und die niedrigsten L-Lactat-Werte zur Geburt (P < 0,001). Die schlechtesten Werte bei allen Parametern hatten Kälber nach schweren Auszügen, wohingegen es zwischen Kälbern nach spezifischen Dystokien (Hinterendlagen, untere Stellung, Torsio uteri) keine signifikanten Unterschiede gab. Von 2.221 Kälbern wurde die Kolostrumaufnahme 15 min p. n. dokumentiert. Knapp 74 % der spontan geborenen Kälber tranken die gesamte angebotene Kolostrummenge (P < 0,001). Kälber nach leichten Auszügen, Sectio caesarea oder nach Geburt aufgrund der Dystokie-Ursache untere Stellung tranken in 60-68 %, Kälber nach Hinterendlage, Torsio uteri oder schwerem Auszug in 45-50 % der Fälle die vollen 3 L. Rund 40 % der Zwillingskälber nahmen weniger als 2 L, und rund 38 % nahmen weniger als 1 L Kolostrum auf. Zur Auswertung der Kolostrumaufnahme anhand von APGAR, Haltung und Verhalten, pH-Wert und L-Lactat-Wert wurden die Kälber aufgeteilt in vitale Kälber (APGAR 7-8, Haltung 1-2, pH-Wert >7,2, L-Lactat < 10,0 mmol/l), lebensschwache Kälber (APGAR 4-6, Haltung 3, pH-Wert 7,0-7,2, L-Lactat 10,0-20,0 mmol/l) und lebensgefährdete Kälber (APGAR 0-3, Haltung 4, pH-Wert < 7,0, L-Lactat-Wert > 20,0 mmol/l). Rund 2/3 der vital eingestuften Kälber tranken die volle Kolostrummenge, während rund 10 % unzureichend tranken (0-0.5 L). Lebensgefährdet eingestufte Kälber nahmen in 40-50 % der Fälle eine unzureichende, und rund 30 % die volle Menge zu sich. Weder Zeitpunkt der Geburt, noch die Person, die das Kalb mit Kolostrum versorgte, hatten einen Einfluss auf dessen freiwillige Kolostrumaufnahme. Von 59 spontan geborenen Kälbern sowie von 58 Kälbern nach leichtem- und 20 Kälbern nach schwerem Auszug wurden 0, 1, 3, 12, 24 und 48 h p. n. jeweils pH-Wert, Base Excess (BE), Standard-Bicarbonat (HCO3-std), Sauerstoffpartialdruck (pCO2) und Kohlenstoffdioxidpartialdruck (pO2) in arteriellem Blut sowie L-Lactat aus venösem Blut gemessen. Von Geburt an kam es bei allen Kälbern zu einem kontinuierlichen Anstieg des pH-Wertes, des BE, des pO2 und des HCO3-std, wohingegen pCO2- und L-Lactat-Werte proportional absanken. Der metabolische Anteil der Azidose war, in Anlehnung an die Werte ausgewachsener gesunder Kühe, bei allen Geburtsverläufen bereits nach 1 h (Spontangeburten), spätestens jedoch nach 12 h (Schwergeburten) kompensiert. Innerhalb der ersten 3 h p. n. gab es signifikante Unterschiede zwischen spontan geborenen Kälbern und Kälbern aus Auszügen hinsichtlich aller untersuchten Parameter. Zum Messzeitpunkt 12 h p. n. waren keine signifikanten Unterschiede mehr nachweisbar. Die Totgeburtenrate konnte von rund 10 % vor Studienbeginn auf 4,2 % während des Studienzeitraumes gesenkt werden. Rund 30 % der Geburten wurden aufgrund einer Stagnation mit einem Auszug oder einer Sectio caesarea beendet, davon waren 2/3 leichte Auszüge. Ausgehend von einer mittleren Geburtsdauer von 79 + 45 min (Kühe) bzw. 93 + 52 min (Färsen) erscheint ein Zeitintervall von zwei Stunden absolut ausreichend. Eine Verlängerung dieses Intervalls hätte den Anteil der leichten Auszüge verringert, nicht aber den Anteil der schweren Auszüge (ca. 6 %). Insgesamt verendeten 6 von 59 Kälbern bei Färsengeburten in der Gruppe der schweren Auszüge. So sollte zugunsten einer niedrigen Totgeburtenrate im Zweifel eine Sectio caesarea durchgeführt werden. Dennoch regulierten sich die Verschiebungen im Säure-Basen-Status selbst bei Kälbern nach schweren Auszügen innerhalb von 3 h, so dass spätestens nach 12 h keine Unterschiede zu spontan geborenen Kälbern mehr nachweisbar waren. Die Kolostrumaufnahme wurde wesentlich vom Geburtsverlauf beeinflusst. Gerade Kälber nach schweren Auszügen, HEL und Torsio uteri tranken in nur 50 % der Fälle ausreichend, so dass diesen Tieren besondere Aufmerksamkeit zukommen muss. Von der Vitalität zur Geburt, erfasst durch APGAR, Haltung und Verhalten sowie pH-Wert und L-Lactat-Wert, ließ sich nur unzureichend auf die Kolostrumaufnahme schließen. Letztendlich ist die freiwillige Aufnahme von Kolostrum an sich ein Zeichen für die Vitalität eines neugeborenen Kalbes.


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Leister, Theresa Maria: Untersuchungen zur Vitalität neugeborener Kälber in einer Milchviehanlage in Brandenburg bei optimiertem Geburtsmanagement. Hannover 2010. Tierärztliche Hochschule.


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