Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum Phosphor-Haushalt von Mastbullen bei Variation des Rohfasergehaltes in der Ration und Einsatz von Calciumchlorid

Taube, Venja Alexandra

This investigation was carried out against the background of urolithiasis, one of the disorders frequently seen in intensive cattle fattening which is often caused by struvite concrements (magnesium ammonium phosphate hexahydrate), thought to be associated with a high renal phosphorus excretion and an alkaline urine pH. Aim of this study in fattening bulls was on the one hand the investigation of possible influences of feeding intensity on the P metabolism especially renal P excretion. On the other hand the effect of coated calcium chloride – which is an established agent against struvite in other species – was also investigated in fattening bulls. Five standard balance trials were conducted with three fattening bulls (A, B, C; beef cattle cross-bred, 270 ± 25 kg body weight at the beginning of trial, 386 ± 31 kg at the end of trial). Rations were based on maize silage and soybean meal, supplemented with minerals and vitamins according to the animals’ requirement. Crude fibre content varied between 14.8 % and 24.0 % of DM due to varying proportions of hay and barley; in two balances coated calcium chloride was used (75g/animal and day). In five consecutive balance trials (each with ten days adaptation and ten days collection of faeces and urine, then blood and saliva samples on the 21st day) influences on the macro mineral metabolism (apparent digestibility, faecal and renal excretion, retention, concentration in serum and saliva) were investigated, as well as on the acid-base-balance (pH-value in urine, faeces and blood, net acid base excretion (NSBA) with the urine). Phosphorus was analysed colorimetrically, calcium and magnesium by atomic absorption spectrometry, sodium and potassium by flame photometry and chloride by coulometric measurement mass analysis. The most interesting findings of this study can be summarised as follows: 1.      Crude fibre content in the ration had no significant effect either on P concentration in urine or on absolute renal P excretion (g P/animal and day). In animal A only the ration with the highest crude fibre content (24 % of DM) caused a reduction in P excretion in urine (–48 %), the other animals showed the highest renal P excretion (B: + 22 %, C: + 107 %) under these feeding conditions. 2.      Variations in renal P excretion between the three individuals exceeded differences caused by feeding strategy (crude fibre, calcium chloride) significantly. Bull A, which had always highest apparent digestibilities of phosphorus (47.5 – 57.1 %) and higher P concentrations in serum (2.43 – 2.98 mmol/l), excreted 7 – 20 % of the ingested P in urine, the other bulls (apparent digestibilities of P: 30.6 – 45.5 %, P concentration in serum: 2.18 – 2.60 mmol/l) less than 4 % at all times. P retention and P concentration in saliva were not influenced by the individual differences mentioned above. 3.      Addition of calcium chloride resulted in a reduction of renal P excretion, however on individually different levels (A: –38 %, B: –43 %, C: –69 %). Calcium retention and faecal calcium excretion were elevated due to the forced calcium intake. Furthermore the calcium chloride supply modified the NSBA towards the negative range, blood pH-value was reduced and pH of the urine was lowered significantly from > 8 to < 6.5. The most significant acidification was measured in animal A’s urine. Results of this study show that variation in crude fibre content in rations – which might be practised under conventional feeding conditions in fattening bulls – does not effect the amount of renal P excretion significantly. Instead individual influence is of outstanding importance and indicates genetically based differences in P metabolism, well known and demonstrated in sheep, but of marginal advertence in cattle and without any attention paid to the genesis of struvite concrements. Presumably only those animals are disposed to struvite formation which absorb high amounts of P and excrete the P surplus via urine. The use of calcium chloride might be a useful dietetic measure in affected animals to avoid the formation of concrements and possibly dissolve them through the acidification of the urine. This would also result in an improved Ca/P ratio. The chosen dosage (75 g/animal and day, equals 20 g/100 kg bodyweight) was adequate for the acidification of the urine and poses no threat to the animals’ health.

Hintergrund der vorliegenden Untersuchungen ist die in der intensiven Rindermast nicht seltene Urolithiasis (i. d. R. bedingt durch Struvitsteine = Magnesium-Ammonium-Phosphat-Hexahydrat), deren Entstehung durch eine hohe renale P-Ausscheidung und alkalische pH-Werte im Harn begünstigt wird. Ziel dieser Studie an Mastbullen war zum einen die Untersuchung von Einflüssen der Rationsgestaltung (Fütterungsintensität) auf den P-Haushalt, insbesondere auf die renale P-Exkretion. Zum anderen sollte geprüft werden, ob und in welchem Umfang der Zusatz von gecoatetem Calciumchlorid – bei anderen Spezies zur Struvitstein-Prophylaxe verwendet – auch bei Mastrindern vergleichbare Effekte zeigt. Mit drei Mastbullen (A, B, C; Fleischrassen-Kreuzungen, Körpermasse zu Versuchsbeginn: 270 ± 25 kg, am Versuchsende: 386 ± 31 kg) wurden fünf klassische Bilanzversuche durchgeführt. Die eingesetzten Rationen, die entsprechend dem Bedarf der Tiere mit Mineralstoffen und Vitaminen ergänzt waren, basierten auf Maissilage und Sojaextraktionsschot und entsprachen somit der praxisüblichen Rationsgestaltung. Der Rohfasergehalt variierte aufgrund unterschiedlicher Anteile an Heu und Gerste in der Ration zwischen 14,8 % und 24,0 % der TS; in zwei Bilanzphasen kam gecoatetes Calciumchlorid zum Einsatz (75 g/Tier und Tag). In fünf aufeinander folgenden Bilanzversuchen (jeweils zehn Tage Adaptation an die Ration und zehn Tage Kollektion von Harn und Kot, Entnahme von Blut- und Speichelproben am 21. Tag) wurden Einflüsse auf den Mengenelement-Stoffwechsel (scheinbare Verdaulichkeit, fäkale und renale Exkretion, Retention, Konzentration in Serum und Speichel) sowie den Säure-Basen-Haushalt (pH-Wert in Harn, Kot und Blut, Netto-Säure-Basen-Ausscheidung (NSBA) mit dem Harn) näher untersucht. Phosphor wurde colorimetrisch bestimmt, Calcium und Magnesium mittels Atomabsorptionsspektrometrie, Natrium und Kalium flammenphotometrisch sowie Chlorid mittels Fällungstitration. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1.      Der Rohfasergehalt in der Ration hatte weder auf die P-Konzentration im Harn noch auf die absolute renale P-Exkretion (g P/Tier und Tag) einen signifikanten Einfluss. Die rohfaserreichste Ration (24 % der TS) bewirkte nur bei dem Tier A eine Reduktion der P-Ausscheidung mit dem Harn (–48 %), die anderen Tiere zeigten unter diesen Fütterungsbedingungen jedoch die höchste renale P-Exkretion (B: +22 %, C: +107 %). 2.      Die Variationen hinsichtlich der renalen P-Exkretion zwischen den Individuen übertrafen die Einflüsse seitens der Fütterung (Rfa, CaCl2) deutlich. Bulle A, der kontinuierlich höhere scheinbare P-Verdaulichkeiten (47,5 – 57,1 %) und P-Gehalte im Serum (2,43 – 2,98 mmol/l) zeigte, schied 7 – 20 % der aufgenommen P-Menge renal aus, die beiden anderen Bullen (scheinbare P-Verdaulichkeit: 30,6 – 45,5 %, P-Konzentration im Serum: 2,18 – 2,60 mmol/l) stets weniger als 4 %. Die P-Retention und die P-Konzentration im Speichel blieben von den o. g. individuellen Unterschieden der Exkretion unbeeinflusst. 3.      Der Zusatz von CaCl2 führte zu einer Reduktion der renalen P-Ausscheidung, allerdings auf individuell unterschiedlich hohem Niveau (A: –38 %, B: –43 %, C: –69 %). Die Ca-Retention und die fäkale Ca-Exkretion waren infolge der forcierten Ca-Aufnahme erhöht. Des Weiteren wurde durch den CaCl2-Einsatz die NSBA in den negativen Bereich verschoben, der Blut-pH-Wert vermindert und der pH-Wert des Harnes signifikant von > 8 auf < 6,5 gesenkt. Die stärkste Acidierung zeigt der Harn von Tier A. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass bei Variation des Rohfasergehaltes in der Ration in einem praxisrelevanten Rahmen die Höhe der renalen P-Exkretion von Mastbullen nicht signifikant beeinflusst wird. Stattdessen ist der Einfluss des Individuums von herausragender Bedeutung und deutet auf genetisch bedingte Unterschiede im P-Haushalt hin, die bei Schafen bekannt und bewiesen sind, aber denen bei Rindern bisher keine größere Beachtung, auch nicht in ihrer möglichen Bedeutung für die Struvitsteingenese, geschenkt wurde. Vermutlich sind nur die Tiere für eine Struvitsteinbildung prädisponiert, die hohe P-Mengen absorbieren und renal ausscheiden. Der Einsatz von CaCl2 dürfte bei betroffenen Tieren eine sinnvolle diätetische Maßnahme sein, mit der – neben der Erzielung eines weiteren Ca/P-Verhältnisses – durch eine Acidierung des Harnes die Konkrementbildung verhindert und evtl. sogar eine Steinauflösung erreicht werden kann. Dabei erwies sich die gewählte Dosierung (75 g/Tier und Tag, d. h. ca. 20 g/100 kg KM) als ausreichend für die Harnacidierung und verträglich.

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Taube, Venja Alexandra: Untersuchungen zum Phosphor-Haushalt von Mastbullen bei Variation des Rohfasergehaltes in der Ration und Einsatz von Calciumchlorid. Hannover 2006. Tierärztliche Hochschule.

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