Milchfieber – auch das Wiederkauen wird beeinträchtigt

Milchfieber basiert auf einer Störung des Kalzium-, Phosphor-, Vitamin D- und Skelettstoffwechsels, bewirkt damit eine Entgleisung des Mineralstoffwechsels und bedeutet somit letztlich für die betroffene Kuh eine unzureichende Kalziumverfügbarkeit. Die frei im Blut verfügbare Kalziummenge einer Kuh wird bereits mit dem Erstkolostrum ausgeschieden. Für jede weitere Kalziumausscheidung mit der nächsten Milch steht nicht mehr genügend Kalzium zur Verfügung. Daher muss die Kuh bereits vor der Kalbung trainieren, ihre eigenen Kalziumreserven aus den Knochen zu mobilisieren und im Magendarmtrakt die Bildung Kalzium-transportierender Proteine zu stimulieren, um letztlich die Kalziumresorption zu erhöhen (die Verdaulichkeit des mit dem Futter aufgenommenen Kalzium wird dadurch erhöht). Bei unzureichendem Training gerät das Tier schnell in einen Engpass. Ein Abfall des Kalziumspiegels im Blut, die Unfähigkeit der Kalziummobilisierung aus den Knochen, die verringerte Futteraufnahme nach der Kalbung und eine herabgesetzte Magen-Darm-Bewegung zur Zeit der Geburt sind ursächlich am Zustandekommen des so genannten Festliegens beteiligt. Kühe, die nach der Geburt an Milchfieber erkranken, produzieren weniger Milch und sind für weitere Stoffwechselerkrankungen anfällig. 

Da alle Muskeln Kalzium benötigen, schwächt eine unzureichende Kalziumverfügbarkeit sämtliche Muskelkontraktionen. Das beginnt mit der Gebärmutter. Eine beeinträchtigte Kontraktion dieser erhöht das Risiko von Schwergeburten und Nachgeburtsverhalten. Auch der Zitzenschließmuskel wird sich bei unzureichender Kalziumversorgung erst deutlich verzögert nach dem Melkprozess und möglicherweise nicht komplett wieder verschließen, womit ein erhöhtes Mastitisrisiko verbunden sein kann. Nicht zuletzt wird auch der Pansen in seiner so wichtigen Kontraktionsfähigkeit beeinträchtigt, was wiederum eine gestörte Verdauung, eine reduzierte Futteraufnahme und damit ein größeres Ketose- und Azidoserisiko nach sich ziehen kann.

Der Wiederkauprozess ist mit einer sehr komplexen Abfolge von Muskelkontraktionen verbunden. Gesunde Kühe kauen täglich, je nach Rationsgestaltung und Futteraufnahme, in der Regel zwischen 8 und 9 Stunden wieder (Bae et al., 1983; SCR Research, 2013; Stangaferro et al., 2016). Das Wiederkauen betrifft die Zunge, den Rachen, die Speiseröhre und den Pansen-Hauben-Komplex. Die Koordination der Bewegungen dieser beteiligten Organe erfordert eine Vielzahl von Nerven, welche die Muskeln dann entsprechend aktivieren (Stevens und Sellers, 1959; Ruckebusch, 1989).

Neben Muskeln sind auch Nerven von Hypokalzämie betroffen. Hypokalzämie reduziert die Kraft und Geschwindigkeit der glatten Muskelkontraktion (Webb, 2003). Auch der Pansen hat eine glatte Muskulatur. So konnte in einer Untersuchung von Jorgensen et al. (1998) festgestellt werden, dass die Pansenmuskelkontraktion eingestellt wurde, wenn die Konzentration an ionisiertem Kalzium im Blut auf einen Wert von 0,6 mmol/l abfiel. Dieses entsprach einem Gesamt-Kalziumgehalt von 1,3 mmol/l im Blut. Hansen et al. (2003) verabreichten das Ca-bindende Mittel Na-EDTA intravenös an Kühe, um die Auswirkungen eines ebenfalls gezielt abgesenkten Gehaltes an ionisierten Kalzium im Blut zu überprüfen. Es zeigte sich hier ein linearer Rückgang der Futteraufnahme mit dem Absenken der Konzentration an ionisiertem Kalzium. Auch beobachteten die Autoren ebenfalls einen Rückgang der Kauzeit (Futteraufnahme) und der Anzahl an Wiederkauperioden. So kamen sie zu dem Schluss, dass die subklinische Hypokalzämie die Futteraufnahme bei Milchkühen beeinträchtigt.

Insofern müsste neben den oben genannten Auswirkungen einer unzureichenden Kalziumversorgung auf die Gebärmutter-, Zitzen- und Pansenkontraktion dann auch das Wiederkauen beeinträchtigt sein. Dieser Hypothese, dass Hypokalzämie bei Kühen im Geburtszeitraum die Wiederkauaktivität reduzieren würde, widmete sich eine aktuelle Studie von Goff et al. (2020).

26 Kühe, die ihre 3. oder höhere Laktation begannen, wurden entweder einer Kontroll- oder einer Versuchsgruppe zugeordnet. Die Zuordnung der Tiere zu einer der beiden Gruppen erfolgte vergleichbar nach Laktationsnummer und voraussichtlichem Kalbetermin.

Die Rationen beider Tiergruppen waren außer einem Futterzusatz, der die DCAB der Versuchsration gezielt absenkte, identisch. Insofern wies die Futterration der Kontrollgruppe eine DCAB von +196 meq/kg TM und die der Versuchsgruppe eine DCAB von -9 meq/kg TM auf. Beide Rationen wiesen mit 6,6 und 6,5 g Ca/kg TM gleiche Ca-Gehalte auf. Geplant war, dass diese verschiedenen DCAB-Werte der Rationen den Säure-Basen-Haushalt der Tiere unterschiedlich auslenken und dadurch auch zu unterschiedlichen Plasma-Ca-Konzentrationen führen sollten. In der Niedrig-DCAB-Gruppe sollten die Kühe ihren Ca-Stoffwechsel so trainieren, dass ausreichend Ca aus dem Knochen um die Geburt mobilisiert werden kann.

In früheren Studien von Goff et al. (1989) sowie Goff und Koszewski (2018) hatten Kühe, die eine Ration mit hohem DCAB-Wert aufnahmen, am Tag nach dem Kalben eine Plasma-Ca-Konzentration von 1,88 ± 0,4 mmol/l (Mittelwert ± Standardabweichung).

4 Wochen vor dem Kalbetermin wurden die Kühe in den Abkalbebereich gebracht (mind. 11 m² Liegefläche pro Kuh). Die ab jetzt gefütterten Rationen bestanden weitgehend aus Maissilage, Weizenstroh und Sojaextraktionsschrot sowie -expeller (Tabelle 1).

Die Absenkung der DCAB in der Ration für die Versuchsgruppe erfolgte durch Salzsäure (auf dem Trägerstoff Sonnenblumenmehl), Reiskleie, Kalk und Magnesiumoxid. Hierbei ist zu erwähnen, dass der Einsatz von Salzsäure in Deutschland futtermittelrechtlich nicht erlaubt ist. Die Kontrollration wurde ebenfalls mit dem gleichen Trägerstoff ergänzt, aber ohne Zusatz von Salzsäure. Die in Tabelle 1 dargestellten Nährstoffgehalte basierten auf den Analysen der regelmäßig beprobten Rationen sowie den Herstellerangaben für die Kraftfutterkomponenten, Vitamine und Mineralstoffen. Die Erfassung der tierindividuellen Futteraufnahme erfolgte mittels Wiegetrögen. Jede Kuh erhielt 17 kg TM dieser Ration. Futterreste wurden täglich zurückgewogen. Innerhalb von 5 Stunden nach dem Kalben wurden alle Kühe auf die Laktationsration der Milchkuhherde umgestellt. Jede Kuh erhielt hiervon täglich 23 kg TM vorgelegt und die Dokumentation der täglichen tierindividuellen Futteraufnahme über die ersten 5 Laktationstage erfolgte ebenfalls wieder mit Wiegetrögen.

In der 3. und 2. Woche vor der Kalbung wurde von jeder Kuh mindestens einmal wöchentlich eine Blutprobe entnommen, in der letzten Woche vor der Abkalbung dann täglich. Nach der Kalbung wurden die meisten Kühe innerhalb der ersten Stunde geblutet. Dieser Zeitpunkt wurde in der Studie als der Zeitpunkt 0 bezeichnet. Für einige Kühe, die zwischen 23:00 und 04:00 h kalbten, wurde die erste Blutprobe nach dem Kalben (Zeitpunkt 0) innerhalb von 5 Stunden nach der Kalbung entnommen. Weitere Blutprobenentnahmezeitpunkte waren dann 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4 und 10 Tage nach dem Kalben. Harnproben wurden durch manuelle Stimulation mehrmals vor dem Kalben von jeder Kuh gewonnen, um den pH-Wert zu bestimmen. Der pH-Wert derjenigen Probe, die am nächsten am Kalbezeitpunkt dran war, wurde für die Beurteilung des Effektes der Fütterung herangezogen. Die Körperkonditionsbeurteilung (BCS) erfolgte in den letzten 14 Tagen vor dem Kalben nach dem 5stufigen System nach Ferguson et al., 1994. Das Wiederkauverhalten wurde mittels sogenannter Beschleunigungssensoren in Halsbändern (Heatime) erfasst. Die in 2-Stundenperioden ausgegeben Daten wurden letztlich als Wiederkaudauer pro 6 Stunden (0,25 Tage) oder pro 24 Stunden (1 Tag) ausgewertet

Die Kühe der Kontroll- und Versuchsgruppe hatten im Durchschnitt 3 Wochen vor der Kalbung die entsprechende Ration mit hoher bzw. niedriger DCAB aufgenommen. Beide Tiergruppen waren bezüglich des Alters und auch der vor dem Kalben ermittelten Körperkondition vergleichbar (Tabelle 2).

Hoch signifikant verschieden waren die Harn-pH-Werte in der Woche vor dem Kalben.

4 Kühe der Kontrollgruppe zeigten eine schwere Hypokalzämie und lagen fest. Bei ihnen wurde Milchfieber diagnostiziert, das durch eine Ca-Konzentration unter 1,25 mmol/l Blut vor der intravenösen Behandlung bestätigt wurde. 2 dieser Milchfieber-Kühe erhielten einen oralen Ca-Bolus 12 bis 24 h nach intravenöser Ca-Behandlung, weil klinische Untersuchungen darauf hindeuteten, dass sie erneut eine Hypokalzämie entwickelten. Deren Behandlungsdaten sind in der Auswertung berücksichtigt worden, nicht aber deren Blut-Ca-Konzentrationen, die innerhalb von 10 h nach der intravenösen oder oralen Ca-Behandlung ermittelt wurden.

Die Gesamtmilchmenge in den ersten 4 Laktationstagen war zwar nominell um 12 kg und folglich um 3 kg/Kuh und Tag verschieden, diese Differenz war aber nicht statistisch zu sichern.

Die Plasma-Ca-Konzentration während der Mitte des ersten Laktationstages (0,5 Tage) betrug durchschnittlich 1,75 mmol/l und war stark korreliert mit der Wiederkaurate am 1. Laktationstag (durchschnittlich 3 h Wiederkaudauer), als viele Kühe hypokalzämisch waren (r² = 0,56, p < 0,001), auch mit der Wiederkaurate am 2. Laktationstag (durchschnittlich 4,8 h Wiederkaudauer) (r² = 0,46, p < 0,001), obwohl die Blut-Ca-Konzentrationen bei den meisten Kühen zu diesem Zeitpunkt bereits gestiegen waren (vgl. Abbildung 1).

Die Beziehung zwischen der Wiederkaurate am 2. Laktationstag und der Plasma-Ca-Konzentration zum Zeitpunkt 1,5 Tage nach dem Kalben war dann nicht mehr so eng (r² = 0,12, p < 0,08).

Auch fanden die Autoren eine signifikante Korrelation zwischen der Wiederkaurate während der letzten 24 Stunden vor dem Kalben und der Plasma-Ca-Konzentration zum Zeitpunkt 0,5 Tage nach der Abkalbung, wenn gleich diese mit r² = 0,15 nicht sehr eng war. Das lässt den Schluss zu, dass die Wiederkauaktivität vor dem Kalben wahrscheinlich kein robustes Mittel zur Vorhersage einer möglichen Hypokalzämie sein dürfte.

Diese Ergebnisse deuten aber darauf hin, dass die Hypokalzämie am 1. Laktationstag auch die Wiederkauaktivität und folglich die Futteraufnahme beeinflusst, und dieses nicht nur am Tage des Auftretens von Milchfieber.

Die 4 Kühe der Kontrollgruppe, die nach dem Kalben eine klinische Milchfiebererkrankung aufwiesen und mit einer intravenösen Ca-Gabe behandelt wurden, konnten innerhalb von 20 min nach der Behandlung wieder stehen und laufen. Ihre Wiederkauaktivität war vor und nach der Behandlung über einen längeren Zeitraum sehr gering bzw. nicht nachweisbar, trotz klinischer Wiederherstellung der Skelett- und glatten Muskelfunktion (beobachtet als Wiederherstellung der Fähigkeit, zu stehen und zu gehen).

Zwei der 4 Kühe zeigten nach dem Kalben bis zu 36 Stunden keine Wiederkauaktivität. Bei 3 der 4 Kühe verursachte die intravenöse Ca-Gabe nur einen geringen Anstieg der Wiederkaurate. Im Gegensatz zur Pansenmotilität (Daniel, 1983) wurde das Wiederkauen nicht einfach durch die Anhebung der Blut-Ca-Konzentration der zuvor an Milchfieber erkrankten Kühe wiederhergestellt.

Unumstritten ist, dass subklinisches Milchfieber ein Wegbereiter für zahlreiche gesundheitliche Störungen ist. Uneinig scheinen sich jedoch Wissenschaftler bezüglich des physiologischen Blut-Ca-Gehaltes zu sein. So definieren z. B. Reinhardt et al. (2011) einen Blut-Ca-Gehalt über 2,0 mmol/l während der ersten 36 Stunden nach dem Kalben als normal, während hingegen Martinez et al. (2012) einen Blut-Ca-Spiegel über 2,15 mmol/l in den ersten 3 Laktationstagen als normalkalzämisch bzw. physiologisch ansehen.

In dieser von Goff et al. (2020) publizierten Studie wurden verschiedene Kriterien zuvor definiert um Kühe als normalkalzämisch oder subklinisch hypokalzämisch einzustufen.

Die subklinisch hypokalzämischen Kühe hatten am 1. Laktationstag eine um 77 min und am 2. Laktationstag eine um 50 min geringere Wiederkaudauer als die normalkalzämischen Kühe. Die Trockenmasseaufnahme hingegen war aber bei normalkalzämischen und den subklinisch an Milchfieber erkrankten Kühen ähnlich.

Die Kühe mit klinischem Milchfieber aber hatten im Vergleich zu den gesunden und subklinisch erkrankten Tieren eine signifikant geringere Futteraufnahme und Wiederkaudauer an allen 3 Tagen nach dem Kalben (Abbildung 2 und 3). 

Die Wiederkaurate ist direkt mit dem Blutplasma-Ca-Spiegel korreliert. Klinisches Milchfieber hat tiefgreifende Auswirkungen auf die Wiederkaurate. Bei einer subklinischen Hypokalzämie ist diese Wirkung ebenfalls vorhanden, wobei es in der Studie von Goff et al. (2020) nicht möglich war, einen bestimmten Ca-Gehalt im Blut für eine subklinische Hypokalzämie zu definieren, der eindeutig darauf hindeutete, dass auch die Wiederkaurate im Vergleich zu normokalzämischen Kühen beeinträchtigt würde. Dabei spielt eine Rolle, dass die Wirkung der Plasma-Ca-Konzentration auf das Wiederkauen ein kontinuierlicher linearer Effekt ist. Vermutlich ist jeder Rückgang der Plasma-Ca-Konzentration mit einer verringerten Wiederkaurate verbunden.

Der Grad der Hypokalzämie, den die Kühe mit Milchfieber erlebten, war wesentlich größer und von längerer Dauer als bei normalkalzämischen oder subklinisch hypokalzämischen Kühen. Dieses führte ebenfalls zu einem deutlich großen Unterschied in der Wiederkaurate, obwohl die Datengrundlage in dieser Studie aufgrund der geringen Tierzahl nur begrenzt war. Jede Kuh mit einer Wiederkaurate unter 140 min/Tag hatte in der Untersuchung von Goff et al. (2020) eine ausgeprägte Hypokalzämie am ersten Laktationstag. Die Wiederkaurate begann vor dem Kalben bei den Kühen mit Milchfieber und sogar bei den Kühen mit subklinischer Hypokalzämie zu sinken.

Jedoch wird das Ausmaß dieses Rückgangs der Wiederkaurate in der Praxis schwer zu unterscheiden sein von der „normalen“, üblichen Abnahme der Wiederkaurate zur Kalbung hin.