Der Einfluss des Pansenmikrobioms auf Leistung und Eutergesundheit

Als führendes Unternehmen im Bereich Tiergesundheitsmanagement verfügen wir über ein breites internes Know-how in den unterschiedlichsten Bereichen rund um die Milchviehwirtschaft. So können wir unseren Kunden nicht nur innovative Technologien anbieten, sondern auch fundierte Einblicke und Lösungen liefern, die zur Optimierung der Tiergesundheit und Betriebsleistung beitragen.

Unsere Fütterungsexpertin Daniela Marthold steht nicht nur unseren Kunden mit Rat und Tat zur Seite, sondern teilt ihr Wissen auch gerne. In diesem Fachartikel erklärt sie die komplexen Zusammenhänge zwischen Pansenfermentationsstörungen, Entzündungsprozessen im Tier und deren Auswirkungen auf die Milchproduktion und Eutergesundheit.

Black Box Pansenmikrobiom

Eine wichtige Erkenntnis der Forschung im Wiederkäuerbereich ist, dass sich die Vorgänge im Pansen kaskadenartig auf die Magen-Darm-Funktion, den Stoffwechselstatus, die Leberfunktion, die Immunreaktion und die Milchdrüse auswirken können. Diese Wechselwirkung wird durch Störungen veranschaulicht, die im Pansen beginnen und messbare Auswirkungen z. B. auf die Milchproduktion in der Laktation haben können.

Die Pansenfermentationsstörung SARA

Hohe Gehalte an leicht fermentierbaren Kohlenhydraten (NFC, Stärke oder Zucker) beeinflussen die Zusammensetzung und Vielfalt der mikrobiellen Gemeinschaft im Pansen und deren Funktionen negativ. Das führt wiederum zu einer Veränderung des Fermentationsprofils und einem Absinken des Pansen-pH-Wertes. Ein pH-Wert unter 5,8 für 3-5 Stunden am Tag ist charakteristisch für die subklinische Pansenazidose. Ein niedriger Pansen-pH-Wert über einen längeren Zeitraum kann sich negativ auf die Futteraufnahme, den mikrobiellen Stoffwechsel und die Futtereffizienz auswirken, da er faserabbauende Gemeinschaften hemmt (Villot et al., 2018). Pilze und Bakterien im Pansen sterben einfach ab.

Pansengesundheit und entzündliche Prozesse im Tier

Während azidotischer Krisen werden große Mengen von zellfreiem Lipopolysaccharid (LPS) in den Blutkreislauf ausspült (Plaizier et al., 2012). LPS ist ein Bestandteil bakterieller Strukturen, der hauptsächlich beim Absterben von Bakterien freigesetzt wird. Es hat sich gezeigt, dass dieser Bestandteil Entzündungsmuster auf der Ebene der Pansenwand auslöst. Bestimmte Futtermittel, Rationszusammensetzung, aber vor allem das Management können die Pansenazidosen begünstigen. Das Absterben von Bakterien auslösen und auch die Umsatzrate von Bakterien erhöhen, was zu einem starken Anstieg von LPS im Pansen führt. Neben LPS können während einer SARA auch andere Entzündungsstoffe wie z. B. Histamin im Pansen freigesetzt werden. Histamin wird von Bakterien produziert, die einen niedrigen pH-Wert tolerieren (Garner et al., 2002), und kann sich im Falle einer akuten Azidose anreichern (Golder et al., 2013, 2014; Silberberg et al., 2013).

Einhergehend mit der Anflutung von Milchsäure (Laktat) im Pansen, führen hohe Säurekonzentrationen schädlich auf die Pansenwand und führen zur Schädigung der Papillen und zur Zerstörung der Pansenwand, sowie zu einer insgesamt erhöhten Durchlässigkeit. Es wird von der reduzierten Pansenwandintegrität gesprochen.

Aufgrund dieser Durchlässigkeit der Pansenwand können Entzündungsmoleküle wie LPS und Histamin leicht vom Pansen in den Blutkreislauf gelangen und eine systemische Entzündung auslösen, die mit einem höheren Glukosebedarf (Kent-Dennis und Penner, 2021) und einem erhöhten Energiebedarf einhergeht. Durch die vom Tier ausgelöste Entzündungsreaktion werden Nährstoffe abgezweigt, die für die Synthese von Milchbestandteilen wichtig sind (Dong et al., 2011). Histamin kann auch Entzündungen im Klauenbereich (Wandläsionen) auslösen und Hufrehe verursachen (Garner et al., 2002).

Welche Auswirkungen hat dies auf die Gesundheit der Milchdrüsen und die Leistungsparameter?

Neben der Verringerung der Energie, die für die Aufrechterhaltung des Körpers und die Synthese von Milchinhaltsstoffen zur Verfügung steht, wirkt sich das Vorhandensein von toxischen Verbindungen im Blutkreislauf auf die Immunreaktion und die Entzündung im Euter aus.

LPS kann über die Blutbahn zur Milchdrüse transportiert werden (Dong et al., 2011, Zhang et al. 2016) und dringt in die Milchdrüse ein, was eine lokale Immunreaktion auslöst (Aditya et al., 2020). Diese Immunreaktion kann die Immunabwehr der Zitze beeinträchtigen und sogar ihre Barrierefunktion zerstören (Dong et al., 2011), was die Anfälligkeit des Tieres für das Eindringen von Bakterien erhöht, und das Risiko einer Mastitis steigert.

Es wurde festgestellt, dass eine Entzündungsreaktion im Euter mit einer Verringerung des Milcheiweißgehalts verbunden ist (Zhang et al., 2016). Ähnliche Beobachtungen wurden mit Histamin gemacht (Chang et al., 2018). Darüber hinaus wird vermutet, dass SARA nicht nur die Mikrobiota des Pansens und des unteren Darms beeinflusst, sondern auch die Mikrobiologie der Milch (Zhang et al. 2015).

Infolgedessen können ungünstige Pansenbedingungen die Erhaltung der Körperkondition und die Milchproduktion beeinträchtigen. Dies ist auf eine Veränderung der mikrobiellen Fermentation und auch auf die Auswirkungen von beispielsweise SARA auf Entzündungen und Immunreaktionen zurückzuführen, die außerhalb des Pansens beobachtet werden können.

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