Atemluft statt Blutprobe: Neue Methode misst Energiestatus von Milchkühen
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Nach dem Kalben haben Milchkühe oft ein Energiedefizit und bauen Fettreserven ab – mit Folgen für Gesundheit, Tierwohl und Leistung. Agroscope-Forschende zeigen nun, dass sich der Energiestatus auch über die Atemluft messen lässt.
Hochleistungs-Milchkühe nehmen in der frühen Laktationsphase oft weniger Energie auf, als sie für Körperfunktionen und Milchproduktion benötigen. Die daraus resultierende negative Energiebilanz zwingt den Organismus, Fettreserven zu mobilisieren – mit Folgen für Stoffwechsel, Tierwohl und Leistung.
Methode zur Bestimmung des Energiestatus ohne Blutentnahme
Die Energiebilanz von Kühen gibt Auskunft über ihren Energiestatus und lässt sich bisher nur über individuelle Daten zu Futteraufnahme, Körpergewicht und Leistung erfassen. Blutmarker wie β‑Hydroxybutyrat (BHB) und nicht-veresterte Fettsäuren (NEFA) liefern zwar Hinweise auf den Fettstoffwechsel, erfordern aber aufwändige Blutanalysen. Flüchtige organische Verbindungen in der Atemluft könnten eine vielversprechende Alternative sein.
Um dies zu testen, haben Forschende von Agroscope Daten aus einem Fütterungsversuch mit 34 Holstein-Milchkühen in der frühen Laktationsphase analysiert. Die Kühe wurden bedarfsgerecht mit frischem Gras und Kraftfutter gefüttert. Dabei haben die Forschenden in den Laktationswochen 5, 7 und 10 die Energiebilanz, die erwähnten Blutmarker und die Atemluft analysiert.
Drei Verbindungen in der Atemluft korrelieren mit Energiebilanz
Bei Kühen, die in Laktationswoche 5 eine negative und in Laktationswoche 10 eine positive Energiebilanz aufwiesen, konnten in der Ausatemluft drei Fettaldehyde identifiziert werden, deren Konzentrationen sich zwischen den Laktationsstadien unterschieden. Fettaldehyde gehören zu den flüchtigen organischen Verbindungen und entstehen beim Abbau von Fettsäuren. Alle drei Fettaldehyde korrelierten negativ mit der berechneten Energiebilanz − ähnlich stark wie die klassischen Blutmarker BHB und NEFA.
Die Forschenden vermuten, dass beim Fettabbau freigesetzte Fettsäuren im Stoffwechsel teilweise zu Fettaldehyden umgebaut und via Lunge ausgeatmet werden. Dieser Mechanismus ist beim Menschen im Zusammenhang mit oxidativem Stress und Lipidabbau beschrieben; für Milchkühe fehlen direkte Belege noch.
Potenzial für Biomarker in der Atemluft
Die Resultate legen nahe, dass ausgeatmete Fettaldehyde als Biomarker zur Beurteilung des Energiestatus frühlaktierender Milchkühe dienen könnten. Die Korrelationsstärken sind vergleichbar mit jenen der etablierten Blutmarker BHB und NEFA. Bis zu einer allfälligen Praxisanwendung sind aber noch weitere Studien nötig.
Fazit
- Der Energiestatus von Milchkühen kann bisher nur über eine individuelle Überwachung von Futteraufnahme, Körpergewicht und Leistung oder mit Hilfe von Blutmarkern bestimmt werden.
- Bestimmte Verbindungen in der Atemluft von frühlaktierenden Milchkühen, gewisse Fettaldehyde, korrelieren ähnlich stark mit der Energiebilanz wie die klassischen Blutmarker.
- Auf Basis dieser Verbindungen in der Atemluft könnten Methoden zur Bestimmung des Energiestatus entwickelt werden, die keine Blutentnahme erfordern. Vor einem Praxiseinsatz braucht es jedoch validierte Messverfahren, grössere Datensätze und eine Klärung der Synthesewege der Fettaldehyde.
Literaturhinweis
Exhaled aldehydes as promising compounds to describe the energy balance of lactating dairy cows on a fresh herbage–based diet.
