Einflussfaktoren auf die IGF-1-Konzentrationen in Viertelanfangsgemelksproben von Kühen mit unterschiedlicher Eutergesundheit : eine Feldstudie

Abstract

Ziel der vorliegenden Untersuchung war die Ermittlung der IGF-1-Konzentrationen in der Milch eutergesunder und mastitiskranker Kühe aus unterschiedlichen Herden mit einem validierten Meßverfahren (Radioimmuntest mit funktioneller Abtrennung der IGF-Bindungsproteine), um eine Datengrundlage über IGF-1-Werte in der Kuhmilch zu erarbeiten. Anschließend sollte der Einfluß physiologischer sowie pathologischer Faktoren auf die IGF-1-Konzentration in der Milch untersucht werden. Dazu wurden die Daten von 5040 Viertelanfangsgemelksproben von 498 Kühen statistisch ausgewertet. Die Proben waren im Rahmen einer Feldstudie von Mai-Dezember 1998 auf acht landwirtschaftlichen Betrieben in Schleswig-Holstein gezogen worden. Dabei wurden gleichzeitig Daten über das Herdenmanagement und die Gesundheit der Tiere gesammelt. 2664 Proben stammten von rotbunten, 2376 von schwarzbunten Kühen. Der Einfluß der Rasse auf die IGF-1-Konzentration erwies sich als nicht signifikant (F-Test: p > 0,1). Statistisch signifikant war der Einfluß der physiologischen Faktoren Herdensaison, Euterviertel, Laktationsnummer und -abschnitt, somatische Zellzahl, Leistungsklasse und Trächtigkeitsstadium. Als pathologische Faktoren übten erhöhte Zellzahlen und bakteriologischer Befund signifikante Einflüsse aus. In der Frühlaktation (Laktationstag 5 bis 80) wurden signifikant höhere IGF-1-Konzentrationen gemessen als in der Hochlaktation. In der Spätlaktation (ab Laktationstag 241) stiegen sie wieder signifikant an. Dabei nahmen die IGF-1-Mittelwerte mit steigendem Alter, ausgedrückt durch die Laktationsnummer der Kühe (Laktationsnummer 1, 2 und >=3), signifikant zu. Für Proben von Kühen mit einer durchschnittlichen Milchleistung über 20 kg/Tag wurden signifikant niedrigere IGF-1-Mittelwerte berechnet als für Proben von Kühen, die bis zu 20 kg Milch pro Tag gaben. Von 388 Kühen lagen gesicherte Angaben über ihren Trächtigkeitszustand vor. In Proben von Kühen, die länger als 200 Tage tragend waren, wurden signifikant höhere IGF-1-Konzentrationen gemessen als in Proben von nicht oder kürzer tragenden Tieren. Die niedrigsten Werte fanden sich in Milchproben von Kühen zwischen dem 35. und 100. Tag der Trächtigkeit, sie waren auch im Vergleich zu nicht tragenden Tieren signifikant erniedrigt. In 23,1 % der ausgewerteten Milchproben konnten euterpathogene Keime nachgewiesen werden. Koagulase-negative Staphylokokken lagen in 70,8 % der bakteriologisch positiven Proben vor, in 16,6 % <i>Sc. uberis</i>, 8,3 % enthielten koagulase-positive Staphylokokken, 2,9 % <i>Sc. dysgalactiae</i> und 1,4 % <i>Sc. agalactiae</i>. Proben, die mit mehr als einem euterpathogenen Keim infiziert waren, wiesen signifikant niedrigere IGF-1-Mittelwerte auf als Proben ohne Infektion beziehungsweise Proben mit koagulase-negativen Staphylokokken. Die Korrelation zwischen den IGF-1-Mittelwerten und dem Vorliegen beziehungsweise nicht Vorliegen eines euterpathogenen Keimes in der Probe betrug r = +0,11. Zwischen IGF-1-Konzentration und Zellzahl einer Milchprobe konnte ein linearer Zusammenhang nachgewiesen werden. Die Korrelation zwischen logarithmierten IGF-1-Werten und LSCS wurde mit r = +0,41 berechnet. Beim Vergleich der Mittelwerte der unterschiedlichen Zellzahlklassen fanden sich statistisch signifikante Unterschiede bereits ab einer Zellzahl von 50.000/ml, also noch im physiologischen Bereich. Der Gesundheitszustand der anderen Viertel eines Euters beeinflußte die in einem gesunden Viertel meßbaren IGF-1-Konzentrationen signifikant. Die niedrigsten IGF-1-Mittelwerte wurden für gesunde Viertel in gesunden Eutern berechnet. Wurde in einem der Viertel eines Euters erhöhte Zellzahlen in Kombination mit einer Infektion mit einem Mastitiserreger nachgewiesen, so waren die IGF-1-Mittelwerte der Milchproben aus den noch gesunden Viertel dieses Euters signifikant erhöht. Die erhöhten IGF-1-Mittelwerte, die in besonders exponierten Vierteln oder zu Zeiten erhöhter Belastungen für den Gesamtorganismus nachweisbar sind, lassen neben einer Beteiligung an Heilungsprozessen eine Schutzfunktion des IGF-1 für das Eutergewebe vermuten.

A thoroughly validated radioimmunoassay with functional separation of IGF-1 from IGFBP was used to measure IGF-1 concentrations in quarter foremilk samples, which had been collected monthly on eight farms in Schleswig-Holstein, Germany, from May to December 1998. Data concerning heard management and health status had been collected as well. The objective of the investigation was to determine IGF-1 concentrations in milk samples of cows from different herds, and of different health status of the udder. The resulting data pool, containing the results of 5040 milk samples from 498 cows, made it possible to identify physiological and pathological parameters affecting the IGF-1 content of milk. 2664 milk samples were from Red Holstein, 2376 from Holstein cows. The influence of breed on the IGF-1 content was not significant (F-Test: p > 0,1). The physiological parameters herd x season, quarter of the udder, number and stage of lactation, somatic cell count, class of milk yield and stage of gestation had a significant influence on the concentration of IGF-1 in milk. The pathological parameters that had a significant influence were high somatic cell counts and bacteriological status. In early lactation (day five to eighty) the measured IGF-1 contents were significantly higher than in the middle of lactation and rose again significantly in late lactation, which is after day 240. Milk of primiparous cows had the lowest IGF-1 contents. The contents rose significantly with the number of lactation (1, 2, >=3). Cows with a mean milk yield of more than 20 kg/day had significantly lower IGF-1-concentrations than cows whose mean daily milk yield was less than 20 kg. Millk IGF-1 levels were also shown to depend on the stage of pregnancy. Among a total of 388 cows, which were verified to be pregnant during sampling, the lowest IGF-1 levels were found in cows 35 to 100 days post coitum (dpc), even compared to non-pregnant cows. Milk of cows more than 200 dpc contained significantly more IGF-1 than milk of cows less than 200 dpc and of non-pregnant cows. Further, an interaction between the state of pregnancy and the state of lactation could be demonstrated. Mastitis pathogens were found in 23.1 % of samples. 70.8 % of positive samples contained coagulase-negative staphylococci, 16.6 % were infected with <i>Sc. uberis</i>, 8.3 % with coagulase-positive staphylococci, 2.9 % <i>Sc. dysgalactiae</i>, 1.4 % <i>Sc. agalactiae</i>. Samples that were infected with more than one mastitis pathogen had significantly lower IGF-1 contents than samples with no bacterial infection or samples with coagulase-negative staphylococci. A linear correlation of r = +0.41 could be shown between IGF-1 concentration and somatic cell count. Health status of the adjacent udder quarters had a significant influence on the IGF-1 content of samples collected from healthy quarters. If one of the quarters of an udder had a SCC greater than 100.000/ml in combination with an infection with a mastitis pathogen, IGF-1 contents rose significantly in the milk of still healthy quarters of this udder. Lowest IGF-1 contents were measured in samples of healthy quarters from healthy udders. In quarters that were especially exponated to environmental stress as well as during times of risen demands on the cow's organism, higher IGF-1 contents had been measured in the milk. This points to a protective function of IGF-1 in the udder as well as to the participation of IGF-1 in healing processes.