Einfluss verschiedener Fütterungsintensitäten auf Leistungsparameter und Tränkeaufnahmeverhalten sowie auf ausgewählte Stoffwechselparameter von Kälbern der Rasse Deutsche Holstein

Abstract

Untersuchungen zeigen, dass eine intensive Fütterung von Kälbern zu höheren Wachstumsraten im Kälberalter und zu einem verbesserten Leistungspotential im späteren Leben führt. In der hier vorgestellten Studie wurden 57 Kälber der Rasse Deutsche Holstein (28 männliche, 29 weibliche) innerhalb der ersten 4 Lebenswochen auf 3 verschiedene Arten gefüttert. Es sollte der Einfluss einer ad libitum Vollmilchtränke (VMadl, n = 20), einer adlibitum Milchaustauscher-Tränke (MATadl, n = 17) und einer restriktiven MAT-Tränke (MATr, n = 20) sowohl auf Leistungsdaten wie Futteraufnahme und Wachstumsrate, als auch auf das Tränkeaufnahmeverhalten der Tiere im kurz- und mittelfristigen Zeitraum bis zum Alter von 110 Tagen untersucht werden. Des Weiteren wurden metabolische und endokrinologische Blutparameter erfasst und Glucose- und Insulintoleranztests sowie mRNA-Analysen ausLebergewebe durchgeführt, um Informationen zum Stoffwechselstatus der Kälber zu erhalten. Nachdem alle Tiere bis zum 3. Lebenstag mit Kolostrum von der Mutter versorgt worden waren, erhielten sie bis Tag 27 (Versuchsphase 1, VP1) entsprechend ihrer Gruppenzugehörigkeit unterschiedliche Tränkeangebote, wobei die restriktiv gefütterten Tiere bereits ab der 2. Mahlzeit auf 6 kg Kolostrum/Tag beschränkt wurden. Von Tag 28 bis 55 erhielten alle Kälber MAT, entsprechend dem Tränkeprotokoll der restriktiv gefütterten Gruppe, und wurden dann bis Tag 69 schrittweise abgesetzt (VP2). Heu, Kraftfutter und Wasser stand den Tieren ab Beginn der 2. Lebenswoche zur freien Verfügung. Ab Tag 70 bis 110 (VP3) erhielten die Kälber eine Totale-Misch-Ration.Blutproben wurden unmittelbar nach der Geburt entnommen (Tag 0), sowie an den Tagen 1, 3, 11, 22, 34, 43, 52, 70, 90, 108 post natum (p.n.). Intravenöse Glucosetoleranztests (ivGTT)wurden an den Tagen 22, 52 und 108 p.n. durchgeführt und an den Tagen 19 und 100 p.n. wurden Gewebeproben aus der Leber entnommen. Die männlichen Tiere (n = 28) wurden zusätzlich an den Tagen 24, 54 und 110 p.n. einem intravenösen Insulintoleranztest unterzogen. In VP1 übertraf die Tränkeaufnahme der beiden ad libitum-Gruppen die der restriktiven Gruppe um nahezu 50 % und die aufgenommene Menge an metabolisierbarer Energie lag beiVMadl und MATadl deutlich über den Werten von MATr, mit den höchsten Werten in Gruppe VMadl. Die Kraftfutteraufnahme unterschied sich in dieser Phase nicht zwischen den Gruppen, während in VP2 die Gruppe VMadl tendenziell mehr Kraftfutter aufnahm alsMATadl. MATr unterschied sich in VP2 von keiner der beiden anderen Gruppen. Die täglichen Zunahmen und Körpergewichte waren in den ersten 4 Wochen in Gruppe MATr niedriger als bei MATadl und VMadl. In VP3 konnte jedoch kein Unterschied der täglichen Zunahmen und Körpergewichte zwischen den Gruppen mehr festgestellt werden. In der Phase der unterschiedlichen Fütterung besuchten die restriktiv gefütterten Kälber den Tränkeautomaten viel häufiger als die beiden ad libitum-Gruppen, wobei 70 % der von ihnen ausgeführten Besuche ohne Anspruch auf Tränke stattfanden. Ab dem Zeitpunkt der Fütterungsumstellung mit Tag 28 verdoppelte sich die Anzahl der Besuche auch in den ehemals ad libitum gefütterten Gruppen, mit einem Anteil von erfolglosen Besuchen von über 70 %.Die Leptinspiegel im Blut stiegen, vergleichbar mit denen des Gesamtproteingehalts, nach der Kolostrumaufnahme in allen Gruppen an. Gruppenunterschiede bei den serologischen Parametern (Nichtveresterte Fettsäuren (NEFA), Glucose, Insulin), dem Revised quantitative insulin sensitivity check index (RQUICKI) und den Kennwerten aus den ivGTTs beschränkten sich hauptsächlich auf VP1. Die Gruppe MATr hatte in VP1 niedrigere Insulin- und Glucosewerte, sowie höhere RQUICKI- und NEFA-Werte als mindestens eine der beiden ad libitum-Gruppen. Auch bei den insulinbezogenen Kenngrößen aus dem ivGTT lag die Gruppe MATr in VP1 unter den Werten von VMadl. Die mRNA-Menge der hepatischen Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase und Pyruvat-Carboxylase stieg von Tag 19 bis Tag 100 in allen Gruppen an.Diese Ergebnisse weisen auf eine zumindest vorübergehend höhere Insulinsensitivität bei den restriktiv getränkten Kälbern im Vergleich zu den intensiv gefütterten hin. Es gab jedoch keinen Hinweis darauf, dass eine längerfristige Beeinflussung im Sinne einer Programmierung von Stoffwechselregulatoren durch die unterschiedliche Fütterung stattgefunden hat. Offen bleibt auch ob ein Einfluss auf zellulärer Ebene (z.B. auf die Organentwicklung der Milchdrüse) erfolgt ist, der sich erst im späteren Leben zeigt. Dass ein ad libitum-Tränkeangebot in den ersten Lebenswochen die Tränkeaufnahme undWachstumsrate fördert, auch ohne die Kraftfutteraufnahme negativ zu beeinflussen, wurde in diesem Versuch bestätigt. Auch im Hinblick auf das Wohlbefinden der Kälber zeigte sich das intensivere Tränkeverfahren als das den Bedürfnissen der Tiere besser angepasste. High intensity feeding of dairy calves has been shown to increase growth rate in early life and to improve performance in adulthood. We tested the effect of 3 different feeding regimens during the first 4 weeks of life on performance (e.g. feed intake, growth rate etc.) and on the feed intake behaviour. In addition we obtained metabolic and endocrine data by collecting blood samples, performed glucose- and insulin tolerance tests and took liver biopsies for mRNA-analysis to assess the calves metabolic status. 57 German Holstein calves (28 males, 29 females) were studied from birth until d 110 of life. The calves were allocated to 1 of 3 groups: VMadl (whole milk ad libitum, n = 20), MATadl (milk replacer ad libitum, 13.8 % solids, n = 17), MATr (milk replacer restricted, 11.5 % solids, 6.78 kg/calf per d, n = 20). After being fed colostrum for three days, calves were fed according to their group regimen until d 27 (Phase 1, VP1). By the 2nd meal, calves from MATr were restricted to 6 kg colostrum/d. From d 28 to d 55 all calves received the MATr feeding, followed by a gradual weaning until d 69 (VP2). Starting from week two, all calves had ad libitum access to hay, concentrate and water. From d 70 to d 110 (VP3) the calves were fed a total-mixed-ration based on grass-, corn- and pressed pulp-silage.Blood samples were collected immediately after birth (d 0) and on d 1, 3, 11, 22, 34, 43, 52, 70, 90, 108 post natum (p.n.). Intravenous glucose tolerance tests (ivGTT) were performed on d 22, 52 and 108 p.n. and liver biopsies were taken on d 19 and 100 p.n.. Additionally, intravenous insulin tolerance tests (ivITT) were performed on male calves only on d 24, 54 and 110 p.n.In VP1, liquid feed intake and energy intake (estimated as metabolizable energy) were about 50 % higher in the ad libitum-fed groups compared to MATr-calves. The highest energy intake was observed in group VMadl. Whereas there was no difference in concentrate intake between groups during VP1, VMadl-calves tended to have a higher concentrate intake than MATadl-calves during VP2. Concentrate intake of MATr-calves did not differ from any of the other groups. Average daily gain and body weight were lower in MATr-calves than in the ad libitum-fed calves (VMadl and MATadl) during the first 4 weeks of life, but these differences had disappeared in VP3.During VP1 MATr-calves visited the automatic feeder more often than ad libitum-fed calves, and 70 % of these visits were unrewarded. In group MATadl and VMadl the same behaviour pattern of more than 70 % of unrewarded visits was observed after ad libitum-access was restricted on day 28.In all groups leptin- and protein-concentration in serum increased with colostrum intake. Differences between groups in the metabolic and endocrine parameters (fatty acids, glucose, insulin), the revised quantitative insulin sensitivity check index (RQUICKI) and the variables of the ivGTT (basal- and peak-concentration, difference between baseline and peak, area under the curve) were mainly limited to VP1. MATr-calves had lower insulin- and glucoseconcentrations in VP1 and higher RQUICKI and fatty acids values than at least one of the ad libitum-fed groups. In addition, insulin-related measures that were assessed in the ivGTT during VP1 were lower in group MATr than in group VMadl. The mRNA-abundance of hepatic phosphoenolpyruvate carboxykinase and pyruvate carboxylase increased from d 19 to d 100 in all groups.Our results suggest that insulin sensitivity was higher in restricted fed calves compared to ad libitum fed calves, at least temporarily. However, our results provide no evidence suggesting that rearing calves at different feeding intensities had sustained effects on metabolic regulation. It remains to be investigated whether the different feeding regimes affect the cellular development of organs (e.g. the mammary gland) which might have consequences later in life (e.g. increased/decreased milk yield).Our study confirms that offering liquid feed ad libitum in the first weeks of life improved feed intake and growth rate without a negative effect on concentrate intake. In terms of the calves welfare a more intensive feeding system seems to be better adapted to fit the needs of the calves.