Homöostase der Mineralstoffe

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1 Mineralstoffversorgung auf dem Milchviehbetrieb Vetsuisse-Fakultät Zürich 24. November 2015 Homöostase der Mineralstoffe Maren Feldmann Klinik für Rinder Tierärztliche Hochschule Hannover Rindergesundheitsdienst Departement für Nutztiere Vetsuisse-Fakultät Zürich Mengenelemente Organische Grundelemente Mengenelemente = Masseanteil > 50 mg/kg KGW Spurenelemente = Masseanteil < 50 mg/kg KGW H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 1

2 Calcium Mineralisation des Skeletts Versorgung der Kälber mit Calcium Blutgerinnung Reiz- und Erregungsübertragung Bestandteil von Enzymen Calcium-Pools im Körper (600 kg Kuh) Calcium Skelettsystem bis g Plasma 3 bis 4 g Extracellulär (excl. Sekelett) ~ 10 g Intrazellulär < 1 g Proteingebundenes Calcium (50 %) Ionisiertes Calcium* % Gebunden an Anionen (Citrat, Phosphat, etc.) 2 bis 8 % *Ionisiertes Calcium als Trigger für Parathormon Schnell verfügbares Calcium: 6 bis 10 g Calcium-Bedarf a.p.: 5 bis 8 g Calcium-Verlust über die Milch: 2.3 g/kg Kolostrum (bei 10 kg = 23 g Ca) 1.1 g/kg Milch 2

3 Calcium Calcium Metabolismus einer laktierenden Milchkuh (600 kg) Knochen g Hydrathülle 9 bis 15 g Mg Aufnahme 45 bis 150 g/tag Passiver Transport Parathormon Mg Aktiver Transport Niere 25-OH vitd 1,25 (OH) 2 vitd Extrazellulärraum g Plasma 3, 5 g Laktation 20 bis 50 g/tag Harn 0,2 bis 6 g/tag* Kot 5 bis 8 g/tag Fetus 2 bis 7 g/tag (*Säure-Basen-Haushalt) Phosphor Mineralisation des Skeletts Speicherung und Übertragung von genetischen Informationen (DNA/RNA) Energieübertragung (ATP/ADP) Membraneigenschaften (Phospholipide) Puffersystem (Wdk: Speichel!) 3

4 Phosphor Phosphor Metabolismus einer laktierenden Milchkuh (600 kg) Parathormon Knochen Aufnahme 40 bis 80 g/tag Niere 25-OH vitd 1,25 (OH) 2 vitd Extrazellulärraum 7 12 g Plasma 1-2 g Laktation 20 bis 50 g/tag Milch 1 g/kg Speichel > 20 g/tag Kot g Fetus 2-6 g/tag Harn < 1 g/tag Magnesium Reiz- und Erregungsübertragung Aktivierung zahlreicher Enzyme Mineralisation des Skeletts 4

5 Magnesium Aufnahme ~ 50 g Mg/Tag Ausscheidung Kot ~ 40 g Mg/Tag Resorption Pansen 13 g ph-wert Kalium 3 g Gewebe Knochen 450 g EZR Pool ~ 2,5 g Mg Milch 6 g/tag Harn 4 g/tag Homöostase Magnesium Keine direkte Regulation des Magnesium-Blutspiegels: Konz. = Inflow (GIT; v.a. Pansen) Outflow (Aufn. in Gewebe, Milch) Inflow > Outflow renale Ausscheidung Outflow > Inflow Hypomagnesämie wichtigstes zweiwertiges intrazelluläres Kation (15 mmol/l) (extrazellulär ca. 1 mmol/l). Erhebliche Speichermengen im Knochen, aber Probleme bei geringer Futteraufnahme, hoher Abgabe (Milch: 150 mg/l) und zunehmendem Lebensalter Mangel an Natriumchlorid in der Ration, erhöhte Kalium- und erhöhte Ammoniakkonzentration im Pansen führen zu verminderter Magnesium- Resorption: junges Gras + Regenwetter + hohe Milchleistung als wichtige Risikofaktoren 5

6 Natrium Mengenmässig wichtigstes Kation im EZR Erhaltung des osmotischen Drucks im EZR ( osmotische Skelett) Transmembranale Transporte (Ionenpumpe) Neutralisation sezernierter Pufferanionen (Hydrogencarbonat, Phosphat) Wasser: Natrium Osmolarität Wasserresorption hoch Natrium ADH Durst EZF Renin Angiotensin II Aldosteron Natrium- Resorption hoch Speichel Austausch von Natrium durch Kalium Dickdarm Erhöhung der Natrium Rückresorption 6

7 Kalium Mengenmässig wichtigstes Kation im IZR (~1 100 g EZR vs. 23 g EZR) Erhaltung des osmotischen Drucks im IZR Transmembranale Transporte (Ionenpumpe) Verhältnis Kaliumgehalt im IZF/EZF: Membranpotential Kalium Aufnahme ~400 g 20 kg TS, 2 % K Ausscheidung Kot ~ 40 g Mg/Tag 360 g 3 g IZR 1000 g EZR Pool ~ 5 g Kalium Aldosteron Milch 45 g/tag Harn 315 g/tag 7

8 Kalium K-Aufnahme liegt bei Wiederkäuern weit über dem Bedarf (K-Gehalt ~1,5 % der TM = Aufnahme von g Kalium!) Ausscheidung über Kot gering (10 %) Aufrechterhaltung der Organfunktionen (v.a. Muskel- und Nervenzellen) erfordert strenge Homöostase Haupt-Regulation Niere (Aldosteron der Nebennierenrinde bewirkt vermehrte K-Sekretion über die Niere) Hypokaliämie nur bei sehr langer Inappetenz sowie Ileus/Labmagenverlagerung zu erwarten Zusammenfassung Calcium Phosphor Magnesium Natrium Kalium Regulation Parathormon Vitamin D Calcitonin Parathormon Vitamin D Calcitonin ADH RAAS Aldosteron Resorptionsort Dünndarm Dünndarm Pansen Dünndarm Dickdarm Wichtigster Verteilungsraum Pansen Dünndarm Dickdarm EZR IZR IZR EZR IZR Serumkonzentration (mmol/l) Grassilage (g/kg TS)