Thüringer Landesanstalt. für Landwirtschaft, Beurteilung der Eutergesundheit von Milchkühen anhand der Leitfähig- keitsmessungen mit dem Mastitron

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1 Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Beurteilung der Eutergesundheit von Milchkühen anhand der Leitfähig- keitsmessungen mit dem Mastitron Gerät Clausberg, Juli 06 Thüringer Ministerium für Landwirtschaft, Naturschutz und Umwelt

2 2 Besuchen Sie uns auch im Internet: Impressum. Auflage 2006 Herausgeber: Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Naumburger Str. 98, Jena Tel.: (03641) 683-0, Fax: (03641) Autoren: Gerhard Anacker, Kerstin Hubrich Nachdruck - auch auszugsweise - nur mit Quellenangabe gestattet. -

3 3 Beurteilung der Eutergesundheit von Milchkühen anhand der Leitfähigkeitsmessungen mit dem Mastitron Gerät Dr. habil. agr. G. Anacker, DAI Kerstin Hubrich 1. Einleitung Für eine Mastitis Früherkennung stehen neben dem bewäten Schalmtest auch elektronische Messgeräte zur Verfügung. Die elektronischen Messgeräte basieren auf der Bestimmung der Leitfähigkeit der Milch. Nach Wendt u. a.(1998) verfügt die Milch über eine spezifische elektrische Leitfähigkeit. Diese ergibt sich aus dem Vorhandensein von Elektrolyten, deren Konzentration durch die intakte Blut- Milchscanke geregelt und relativ konstant gehalten wird. Störungen dieser Funktion bzw. Veränderungen der Gewebspermeabilität äußern sich in Erhöhungen der Anza an Natrium- und Corid-Ionen(entstammen dem Blut) und in einer Verringerung der Laktosekonzentration in der Milch. Die Leitfähigkeit der Milch erhöht sich. Ursachen dieser Störungen sind in erster Linie Gewebereizungen sowie Entzündungen der Alveolen oder des Gangsystems. Somit zeigen Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit der Milch frühzeitig und sensibel Schadwirkungen an. Aussagen für ie Ursachen sind jedoch nicht möglich. So können eine intensive Brunst, Melkfeer, subklinische Ketose oder erregerbedingte Gewebeschäden zum Anstieg der Leitfähigkeit füen. Auch verändert sich wäend des Melkvorganges die Leitfähigkeit. Eine exakte Aussage zur Eutergesundheit ist deshalb nur anhand des Vorgemelkes möglich. Im Vorgemelk gesunder Euterviertel liegt die Leitfähigkeit zwischen 4,5 und 5,9 ms/cm(millisiemens pro Zentimeter) mit einem oberen Grenzwert von 5,9 ms/cm. Wichtig ist der Viertelvergleich. So gilt eine Differenz von > 0,5 ms/cm als abnormale Abweichung. Erreicht die Leitfähigkeit Werte über 6,5 ms/cm so sind Schädigungen nicht auszuscießen, wäend me als 7,5 ms/cm schwere Störungen anzeigen. Im allgemeinen wird empfoen bei positiven Leitfähigkeitsmessungen über zwei Melkzeiten die Zellza mittels Schalmtest zu prüfen. Dabei ist zu beachten, dass Veränderungen der Leitfähigkeit aus verschiedenen Gründen nicht mit der Höhe der Zellza übereinstimmen müssen. 2. Material und Methode In einem Feldexperiment zur Infektion von Färseneutern mit Mastitiserregern wurden nach der Abkalbung von insgesamt 198 Färsen Viertelgemelksproben in der 1.Laktationswoche, im 2. Laktationsmonat sowie vor dem Trockenstellen entnommen. Die Viertelgemelksproben wurden untersucht! Auf Mastitiserreger! Auf Zellza(Combifoss)! Auf Ionenkonzentration Na, (Ionensensitive Elektroden)! Auf Caseinza Zum Zeitpunkt der Entnahme der Vorgemelksproben für die bakteriologischen

4 4 Untersuchungen erfolgte die Leitfähigkeitsmessung mittels Mastitron plus V. Die auf Mastitiserreger untersuchten Proben wurden entsprechend des Befundes in drei Klassen eingeteilt: Ohne Erregernachweis Tierassoziierte Erreger Umweltassoziierte Erreger Entsprechend des Zellgehaltes sind folgende Klassen gebildet worden: Unter Zellen je ml bis Zellen je ml bis Zellen je ml über Zellen je ml Für die Leitfähigkeit gibt es ebenfalls 4 Klassen: Unter 5,50 ms/cm 5,50 bis 6,50 ms/cm 6,51 bis 7,50 ms/cm über 7,50 ms/cm Da die Zellza ein nicht normalverteiltes Merkmal ist, erfolgte entsprechend des internationalen Gebrauchs eine Logarithmierung zur Basis 10. Damit wird eine Normalverteilung erreicht, um die statistischen Auswertungen vornehmen zu können. Die Auswertungen erfolgten unter Verwendung des Programmpaketes SPSS Zur Besceibung des verwendeten Materials werden in Abbildung 1 die Häufigkeiten positiver Tiere bzw. Euterviertel zu den definierten Entnahmezeitpunkten ausgewiesen. Wäend in der 1. Laktationswoche 74,4 % der Jungkühe bakteriologisch positiv waren, lag zur 2. MLP Kontrolle der Anteil bei 55,9 % und zum Trockenstellen bei 57,8 %. Dies entspricht auch Auswertungen an größerem Material. Abb.1: Anteil positiver Kühe und Euterviertel zu verschiedenen Laktationszeitpunkten Anteil in % Lakt.woche 2.Monat Trockensteller pos.jungk pos. pos. pos. pos.

5 5 3. Einfluss der Prävalenz von Mastitiserregern in Eutervierteln auf die Untersuchungsparameter Insbesondere bei Frischabkalbern in der 1. Laktationswoche bestehen z.t. signifikante Unterschiede in der Leitfähigkeit zwischen bakteriologisch positiven und negativen Eutervierteln, die auch durch den signifikant höheren Na und Cl- Ionengehalt der Milch bestätigt werden (Tab.1 ). Der Zellgehalt der mit einem Mastitiserreger infizierten Euterviertel ist deutlich höher. Dies zeigen die arithmetischen Mittelwerte mit 775 Tausend zu 206 Tausend Zellen. Für die Mittelwerte nach Logarithmierung ergibt sich ein Verhältnis von 170 Tausend zu 60 Tausend Zellen. In den Untersuchungen konnte auch gezeigt werden, dass der Laktosegehalt der Milch ein Parameter zur Besceibung der Eutergesundheit ist. Letzterer ist in der Milch euterkranker Kühe deutlich niedriger, wie in eigenen Untersuchungen (ANACKER, 2004) gezeigt werden konnte. Tabelle 1: Mittelwerte und Standardabweichung von verschiedenen Messwerten in Viertelgemelksproben in der 1. Laktationswoche Merkmal Viertel N BU Negativ MW Leitfähigkeit ms/cm Na Ionen Cl Ionen Zellza in Tsd ln Zellza SA 5,04 0,9 5,16 1,1 5,27 1,0 5,36 0,9 23,1 7,8 29,7 19,3 25,5 13,4 26,7 20,0 33,4 6,6 39,0 13,2 36,4 9,9 36,8 14, ,78 0,58 4,91 0,59 4,86 0,55 4,81 0,62 BU Positiv MW SA 5,31 1,3 5,38 1,2 5,58 1,3 5,59 1,2 36,1 24,9 33,4 18,7 34,9 19,2 32,0 21,1 43,6 17,7 42,5 12,6 43,7 14,4 43,3 27, ,23 0,81 5,44 0,81 5,54 0,82 5,30 0,81 Signifikanz 0,1 0,07 n.s 0,1 0,03 0,002 0,008 0,01 Aus den Untersuchungsergebnissen in Tabelle 2 wird deutlich, dass im 2. Laktationsmonat nahezu keine signifikanten Differenzen sowo in der Leitfähigkeit als auch in der Konzentration an Na und Cl Ionen zwischen bakteriologisch positiven und negativen Viertelgemelksproben vorhanden sind. Signifikanz besteht allerdings in den Zellgehalten der einzelnen Euterviertel. Tabelle 2: Mittelwerte und Standardabweichungen von verschiedenen Messwerten in Viertelgemelksproben im 2. Laktationsmonat Merkmal Viertel N BU negativ MW SA Leitfähigkeit ms/cm 4,8 0,9 4,8 0,8 4,8 0,8 5,0 0,7 BU positiv MW SA 5,1 1,2 5,1 0,8 5,0 0,8 5,1 0,8 Signifikanz 0,1 0,03

6 6 Na Ionen Cl Ionen Zellza In Tsd. lg Zellza ,8 16,7 19,5 4,0 19,9 5,2 20,5 14,1 32,6 6,4 32,7 4,9 32,9 4,9 32,3 5, ,2 0,54 4,2 0,46 4,3 0,48 4,2 0,53 20,4 7,0 25,4 20,5 20,9 6,7 20,0 6,1 33,1 5,8 36,1 13,4 33,4 5,7 32,7 5, ,4 0,81 4,7 0,88 4,7 0,62 4,4 0,75 0,003 0,02 0,001 0,002 0,02 0,03 4. Einfluss des Zellgehaltes auf die Leitfähigkeit der Milch Da nicht unbedingt ein Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein von Mastitiserregern und erhöhtem Zellgehalt bestehen muss, aber ein hoher Zellgehalt in der Regel auf eine Mastitisinfektion zurückzufüen ist, soll im folgenden dargestellt werden welchen Einfluss ein hoher Zellgehalt auf die Leitfähigkeit der Milch sowie die Konzentration an Na und Cl Ionen hat. Zu diesem Zweck werden für Frischkalber die Zellgehalte der Viertelgemelksproben in die vorn besciebenen Klassen unterteilt. Tabelle 3: Leitfähigkeit sowie Ionenkonzentration in Viertelgemelksproben mit unterschiedlichem Zellgehalt in der 1. Laktationswoche Merkmal Viertel < 100 T MW N Leitfähigkeit ms/cm Na Ionen Cl Ionen Zellza In ,8 97 4,8 88 4,9 81 5, ,4 23,1 22,2 21,0 31,4 34,2 32,9 34, T MW N 5,0 33 5,1 35 5,3 33 5, ,7 26,4 23,4 25,4 35,1 37,2 36,1 36, T MW N 5,5 12 6,2 14 6,1 12 5, ,5 35,3 27,2 25,1 41,8 42,4 41,2 35, > 500 T MW N 6,1 27 6,0 30 6,0 39 6, ,1 44,9 43,2 46,3 49,4 50,7 50,1 50, Signifik. Wie die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen füt der Anstieg des Zellgehaltes in den Viertelgemelksproben zu einem deutlichen Anstieg der Leitfähigkeit der Milch unmittelbar nach dem Abkalben. Der Anstieg der Leitfähigkeit resultiert aus der Erhöhung der Konzentration an Na Ionen um das Doppelte und von Cl Ionen um ca. 70 %. Aus den Ergebnissen ist zu scussfolgern, dass die Leitfähigkeitsmessung in der ersten Laktationswoche durchaus geeignet ist Kühe mit einer subklinischen Mastitis rechtzeitig zu erkennen. Inwieweit die Leitfähigkeitsmessung anhand von Viertelgemelksproben in der

7 7 Hocaktationsphase geeignet ist eine subklinische Mastitis zu erkennen zeigen die folgenden Abbildungen. Abb. 2: Leitfähigkeit in Viertelgemelksproben im 2. Laktationsmonat nach Zellzaklassen 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 7,7 6,3 6,4 6 5,7 5,8 5,5 5,6 5,5 5 4,7 4,8 4,8 4,8 4,9 4,9 V links H links H rechts V rechts <100 T T T > 500 T Wie Abbildung 2 zeigt ist es auch wäend der Hoceistungsphase möglich, Kühe mit hohem Zellgehalt in einem Euterviertel anhand der Leitfähigkeit der Milch zu erkennen. Zwischen den Vorder- und Hintervierteln ergeben sich jedoch nicht zu erklärende Differenzen in der Leitfähigkeit. Die Ergebnisse und Trends in obiger Abbildung bestätigen sich auch im Natrium und Coridgehalt der Milch(Abb. 3). Abb. 3: Gehalt an Na und Cloridionen nach Zellzakassen im 2.Laktationsmonat < 100 T T T >500 T Zellzaklasse V links Na H links Na H rechts Na V rechts Na V links Cl H links Cl H rechts Cl V rechts Cl Auch die Leitfähigkeitsmessung vor dem Trockenstellen ermöglicht eingescänkt die Beurteilung der Eutergesundheit der Kühe wie Abbildung 4 zeigt.

8 8 Abb. 4: Leitfähigkeit in Viertelgemelksproben vor dem Trockenstellen 7 6,5 6,5 6,7 Leitfähigkeit ms/cm 6 5,5 5 5,4 5,3 6 5,7 5,6 5,9 5,5 5,8 V links H links H rechts V rechts 4,5 4 < 100 T T 301 bis 500 T > 500 T Zellzaklasse Die bisherigen Ergebnisse werden durch die beiden nachfolgenden Abbildungen untermauert. Von Kühen in der 1. Laktationswoche wiesen 80 bis 90 % der Viertelgemelksproben mit einer Leitfähigkeit von über 6,50 einen Zellgehalt von über 300 Tausend Zellen auf(abb.5). Damit ist es gut möglich subklinische Mastitiden mit einer hohen Genauigkeit zu erkennen. Weniger aussagesicher ist die Untersuchung im 2.Laktationsmonat (Abb.6). Aus den beiden Abbildungen wird aber auch deutlich, dass eine hohe Leitfähigkeit der Milch auch bei einem niedrigen Zellgehalt möglich ist. Abb. 5: Anteil Viertelgemelksproben in Zellgehaltsklassen nach Leitfähigkeitsklassen bei Frischkalbern(N = 669) Anteil in % < 5,50 5,51-6,50 6,51-7,50 > 7,50 Leitfähigkeit ms/cm < 100 T 101 bis 300 T T > 500 T

9 9 Abb. 6: Anteil Viertelgemelksproben in Zellgehaltsklassen nach Leitfähigkeitsklassen im 2. Laktationsmonat( N = 662) Anteil in % < 5,50 5,51-6,50 6,51-7,50 > 7,50 50 Leitfähigkeitsklasse ms/cm <100 T T T > 500 T 5. Beziehung der Leitfähigkeit der Milch zu Milchbestandteilen Wie einleitend herausgestellt wurde und auch unter Punkt 3 gezeigt werden konnte sind Veränderungen in der Natrium- und Coridionenkonzentration der Milch die Basis für die Bestimmung der Leitfähigkeit der Milch mittels des Mastitron Gerätes. Im folgenden Abschnitt sollen die Beziehungen der Leitfähigkeit zu einigen in den Viertelgemelksproben ermittelten Kennwerten dargestellt werden. Zwischen dem Gehalt an Na und Cl Ionen besteht bei Frischkalbern(Tab.4) ein se enger Zusammenhang wie zu erwarten war. Auch die Korrelationen zwischen dem Gehalt an Ionen und der ermittelten Zellza liegen mit Werten zwischen 0,6 und 0,7 in einem akzeptablen Bereich. Zur Leitfähigkeit hingegen bestehen nur mittlere Korrlationen von 0,34 bis 0,56. Dies füt dazu, dass die Beziehungen zwischen der Leitfähigkeit der Milch und dem Zellgehalt nur zwischen 0,36 und 0,48 betragen. Tabelle 4: Korrelationen zwischen der Leitfähigkeit der Milch und Milchbestandteilen in Viertelgemelksproben der 1. Laktationswoche. Euterviertel Merkmal Cl LF lg ZZ Vorn links Na () 0,96** 0,56** 0,70** (N = 180) 0,55** 0,69** Hinten links (N = 180) Hinten rechts (N = 180) Vorn rechts (N = 180) Na() Cl() LF(mS/cm) Na() Cl() LF(mS/cm) Na() LF(mS/cm) 0,95** 0,44** 0,43** 0,94** 0,45** 0,42** 0,96** 0,34** 0,36** 0,48** 0,61** 0,63** 0,43** 0,66** 0,67** 0,47** 0,59** 0,58** 0,36**

10 10 Die Beziehungen zwischen der Leitfähigkeit und Milchbestandteilen werden durch die Prävalenz von Mastitiserregern beeinflusst (Tab. 5). In bakteriologisch positiven Eutervierteln sind die Beziehungen zwischen der Leitfähigkeitsmessung und dem Zellgehalt durchweg höher als in den Vierteln ohne Mastitiserreger. Ursache dafür ist der höhere Zellgehalt bei Vorhandensein von Mastitiserregern. Tabelle 5: Korrelationen zwischen der Leitfähigkeit der Milch und Milchbestandteilen in Viertelgemelksproben der 1. Laktationswoche bei Vorhandensein von Mastitiserregern Euterviertel Merkmal Cl LF lg ZZ BU + BU - BU + BU - BU + BU - Vorn links (N = 72/109) Na () 0,96** 0,87** 0,64** 0,61** 0,43** 0,46** 0,72** 0,69** 0,63** 0,61** Hinten links (N = 64/115) Hinten rechts (N = 77/102) Vorn rechts (N = 57/125) Na () Na () Na () 0,93** 0,96** 0,48** 0,34** 0,47** 0,34** 0,95** 0,90** 0,53** 0,32** 0,49** 0,30** 0,96** 0,96** 0,44** 0,30** 0,45** 0,33** 0,57** 0,40** 0,57** 0,63** 0,62** 0,61** 0,52** 0,31** 0,69** 0,40** 0,70** 0,44** 0,51** 0,37** 0,45** 0,66** 0,47** 0,65** 0,44** 0,29** Die Beziehungen zwischen der Leitfähigkeit und Milchbestandteilen insbesondere dem Zellgehalt sind bei Kühen im 2. Laktationsmonat erheblich niedriger als unmittelbar nach dem Abkalben (Tabelle 6). Damit können die vorne gemachten Aussagen zum Zeitpunkt der Anwendung von Leitfähigkeitsmessgeräten insbesondere unmittelbar nach dem Abkallben untermauert werden. Tabelle 6: Korrelationen zwischen der Leitfähigkeit der Milch und Milchbestandteilen in Viertelgemelksproben des 2. Laktationsmonats Eurterviertel Merkmale Cl LF lg ZZ Vorn links Na () 0,83** 0,34** 0,46** (N = ) CL () 0,34** 0,42** Hinten links ( N = ) Hinten rechts (N = ) Vorn rechts (N = ) Na () Na () Na () 0,90** 0,09 0,14 0,76** 0,12 0,10 0,80** 0,37** 0,34** 0,35*** 0,46** 0,42** 0,22** 0,45** 0,30** 0,15 0,56** 0,45** 0,43** 6. Zusammenfassung Die Leitfähigkeitsmessung in Viertelgemelksproben ist eine Möglichkeit bereits im frühen Laktationsstadium anhand von Veränderungen in der Milchzusammensetzung eine subklinische Mastitis zu erkennen. Dadurch ist es möglich in Kombination mit bakteriologischen Viertelgemelksuntersuchungen in den ersten 5 Laktationstagen gezielt euterkranke Tiere zu erkennen und rechtzeitig zu behandeln. Allein das Vorhandensein von Mastitiserregern füt nicht zu einer signifikanten Erhöhung der Leitfähigkeit insbesondere mit fortsceitender Laktation. Insbesondere in der 1. Laktationswoche besteht ein signifikanter Zusammenhang zwischen dem

11 11 Zellgehalt der Milch und der Leitfähigkeit, so dass Kühe mit hohem Zellgehalt in einzelnen Eutervierteln erkannt werden können. So hatten 69 % der Euterviertel mit einer Leitfähigkeit über 7,50 ms/cm einen Zellgehalt von über Zellen. In der Leitfähigkeitsklasse 6,50 bis 7,50 lag der Anteil ebenfalls bei 67 %. Bakteriologisch positive Euterviertel weisen eine engere Beziehung zwischen Zellgehalt und Leitfähigkeit auf als negative Viertel. Dies bestätigt sich auch in der tatsäcich ermittelten Ionenkonzentration der Milch. Die Zusammenhänge werden mit zunehmendem Laktationsstadium geringer. Sie sind in der 1. Laktationswoche am höchsten.

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