Investigation for the practical use of anionic rations to prevent hypocalcemia in dairy herds

Deckblatt-Impressum persönlicher Dank Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Einleitung Literaturübersicht Material und Methoden Ergebnisse Diskussion Schlussfolgerungen Zusammenfassung Summary Literaturverzeichnis Danksagung SelbständigkeitserklärungDas Ziel dieser Arbeit war es, die Bewertung der Wirkung von Anionenrationen anhand von Herdendaten erfassbar zu machen und den Einsatz der Anionen sicherer zu gestalten. Im ersten Teil der Arbeit sollte die praktische Durchführung der Messung des Harn-pH zur Bewertung der Wirkung von Anionen auf den Säuren-Basen-Haushalt untersucht werden. Dazu wurde in 2 Betrieben über einem Zeitraum von 8 Wochen jede Woche der Harn-pH der Vorbereiter mit einem elektrischen pH-Meter im Stall und mit pH-Streifen direkt nach der Entnahme gemessen. Außerdem wurde der Harn eingefroren und nach dem Auftauen mittels eines elektrischen pH-Meters im Labor gemessen. Die pH-Streifen lieferten nahezu dieselben Ergebnisse wie das elektronische pH-Meter direkt nach der Harnentnahme. Die pH-Messung nach dem Auftauen ergeben leicht höhere pH-Werte. Im Rahmen der Bestandsbetreuung wurden 50 Betriebe untersucht, wobei einige Betriebe mehrmals besucht wurden. Bei diesen Untersuchungen wurden Blut- und Harnproben der Vorbereiter und der Frischkalber sowie Rationsanalysen der Vorbereiterration durchgeführt. Von den Blut- und Harnproben wurden aus zehn Einzelproben sogenannte Poolproben hergestellt. Für den Harn-pH, die NSBA und die Kalziumausscheidung mit dem Harn wurden die Poolwerte mit den Mittelwerten der Einzelproben verglichen. Es wurden für alle 3 Parameter hohe Korrelationen festgestellt, so dass die Aussagekraft eines Poolwertes mit der eines gemittelten Wertes vergleichbar ist. Die Rationsanalysen von 2002 bis 2004 enthielten die DCAB sowie die Mengenelemente Kalium, Natrium, Kalzium, Chlorid und Schwefel. Es wurden Betriebe mit und ohne Anionenrationen gegenübergestellt. Die Gruppe mit Anionenrationen wies vor allem eine niedrigere DCAB sowie einen höheren Schwefelgehalt in allen drei Jahren auf. Jedoch werden die Nährstoffempfehlungen des NRC in beiden Gruppen nicht erreicht. Dies spricht beim Einsatz von Anionen für eine nicht ausreichenden Menge an sauren Salzen in Bezug auf die Rationsinhalte. Zur Beurteilung weiterer Faktoren der Ration auf die Wirkung der Anionen wurden dem Harn-pH, der NSBA und der Kalziumausscheidung mit dem Harn die Rationsparameter gegenübergestellt. Bei einer Reduzierung der DCAB und des Kaliumgehaltes der Ration sowie bei Erhöhung des Kalzium- und Schwefelgehaltes der Ration kommt es zu einer milden Azidose gekoppelt mit einer Erhöhung der Kalziumausscheidung mit dem Harn. Genau dies beschreibt die Wirkung der Anionen. Indem Anionen zugefüttert werden, soll eine Verschiebung der Mengenelemente erfolgen. Dies führt zu einer Senkung des DCAB und zu den genannten Folgen beim Tier. Derselbe Effekt auf den Säuren-Basen-Haushalt und die Kalziumausscheidung wurde durch die Erhöhung des Stärkegehaltes sowie die Senkung der Rohfaser einer Ration erzielt. Also könnte eine Wirkung der Anionen vorgetäuscht werden. Die Kennzahlen der Energiekonzentration einer Ration wiesen Korrelationen mit den Parametern des Säuren-Basen-Gehaltes auf. Bei niedrigen Werten kommt es zu einer azidotischen Belastung der Tiere. Dies muss beim Einsatz von Anionen vermieden werden, um den Effekt auf den Säuren- Basen-Haushalt nicht zu potenzieren, und so eine klinische Azidose mit ihren negativen Folgen zu provozieren. Der Rohaschegehalt und die Salzmenge zeigten die Effekte, die unter anderen für die DCAB beschrieben wurden. Die Rohasche, als Kennzahl des Mineralstoffgehaltes einer Ration, beinhaltet in gewissem Maße die Salzmenge. Beim Vergleich von Betrieben mit und ohne Anionen wurden die Rationsinhalte der Vorbereiterration sowie der Säuren-Basen-Haushalt, die Mengenelemente und ausgewählte Stoffwechselparameter der Vorbereiter und Frischkalber beurteilt. In Betrieben mit Anionen zeigten die Rationen eine niedrigere DCAB und Kaliumkonzentration sowie eine höhere Schwefel- und Kalziumkonzentration. Dies hatte eine metabolische Azidose der Vorbereiter zur Folge, die sich vor allem in den Harnparametern widerspiegelte. Zudem erhöhte sich die Kalziumausscheidung der Vorbereiter im Harn, so dass von einer Erhöhung der Kalziumhomöostase ausgegangen werden kann. Bei näherer Betrachtung zeigt sich, dass die empfohlenen Bereiche sowohl für die Rationsinhalte als auch für die Stoffwechselparameter nicht erreicht werden. So wurden im Folgenden die Betriebe mit Anionen nach der Wirkung der Anionen eingeteilt. Dies wurde zum einen anhand der Aussage der Betriebsleiter über die Inzidenz der Gebärparese versucht. Dabei wurden keine auswertbaren Ergebnisse erzielt. Die Beurteilung der Anionen erscheint für die Landwirte relativ schwierig zu sein, da die meisten keine genaue Auflistung der vorkommenden Erkrankungen im Betrieb durchführen. Doch kann anhand der Inzidenzen von Erkrankungen der Gesundheitszustand einer Herde und auch die Wirkung von Anionen sehr gut beurteilt werden. Zum anderen wurden die Betriebe durch den Harn-pH und die Kalziumausscheidung mit dem Harn eingeteilt. Es zeigte sich in Betrieben mit wirkenden Anionen eine deutlich niedrigere DCAB. So müssen Werte zwischen 0 und 50 meq/kg TS in der Ration der Vorbereiter erreicht werden. Durch die Einteilung mittels des Harn-pH war eine Absenkung der Parameter des Säuren-Basen-Haushaltes bei Wirkung der Anionen zu erwarten. Die NSBA lag im empfohlenen Bereich. Jedoch zeigten auch die Frischkalber deutlich niedrigere Werte der Harnparameter des Säuren-Basen-Haushaltes. Als Fehlerquellen wurden eine zu hohe DCAB und ein zu hoher Kaliumgehalt sowie ein zu niedriger Kalzium- und Schwefelgehalt der Ration angesehen. Die Nährstoffempfehlungen des NRC erwiesen sich als ungeeignet zur Einteilung der Betriebe mit ausreichendem oder unzureichendem Nährstoffgehalt, da diese Werte von wenigen oder keinem Betrieb erreicht wurden. So wurde für die DCAB, dem Kaliumgehalt und dem Kalziumgehalt die Medianwerte der Gruppe mit Wirkung der Anionen verwendet. Nach der Einteilung wurden die Rationsinhalte sowie der Harn-pH, die NSBA und die Kalziumkonzentration im Harn gemessen. Bei ausreichenden Gehalten der genannten Rationsinhalte optimierten sich die Harnparameter. Bei der Optimierung der Rationen müssen dem Kalium- und dem Schwefelgehalt der Rationen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Hauptziel beim Einsatz von Anionen ist die Optimierung der DCAB. Abschließend wurden drei einzelne Betriebe beschrieben. Die ersten beiden Betriebe streuten die Anionen über die TMR und mischten diese mit Hilfe einer Heugabel unter. Es wurde über 8 Wochen jede Woche der Harn-pH, die NSBA und die Kalziumausscheidung mit dem Harn gemessen. Bei beiden Betrieben fiel die breite Streuung der Werte auf. Dafür könnte eine unterschiedliche Futteraufnahme oder eine individuelle Reaktion der Tiere verantwortlich sein. Dies erklärt auch die Berichte der Landwirte über ein Versagen der Anionen oder auch plötzliche Todesfälle beim Einsatz von Anionen. Der dritte Betrieb begann mit der Fütterung von Anionen. Dieser Betrieb konnte nach Optimierung der Ration die Anionen erfolgreich einsetzen. Die Vorbereiterration beinhaltete einen Schwefelgehalt über der empfohlenen Grenze von 0,4% der Ration ohne nachteilige Effekte an den Tieren. Bei Verwendung hochwertiger Futtermittel und genauer Kalkulation der Rationsinhalte können die toxischen Eigenschaften von Schwefel toleriert werden. Der Einsatz von Anionenrationen erfordert also ein sehr gutes Management. Die Menge der Anionen sowie die Ration selbst müssen optimal berechnet sein. Trotzdem kann auf eine Kontrolle nicht verzichtet werden. Hierzu müssen der Säuren-Basen-Haushalt anhand des Harn-pH oder der NSBA sowie der Kalziumhaushalt mittels der Kalziumausscheidung im Harn überprüft werden. Zusätzlich muss die Ration regelmäßig untersucht und die Häufigkeit von Erkrankungen festgehalten werden. Diese Arbeit beantwortet die Frage, wann welche Untersuchung durchgeführt werden sollte und gibt so eine Anleitung zur Kontrolle der Anionen. So kann der Einsatz der Anionen sicherer gestaltet werden.The aim of this study was to find a solution how to valuate the effect of anionic rations with herd datas and to make the use of anions safer. The first part of the study shows the examinations about the practical use of the measurement of urine ph to valuate the effects of anions on the acid-base status. For that purpose, samples of urine were taken for eight weeks from the two weeks prepartum cows of two different farms. The ph was measured with an electrical ph-meter in the cowshed and with ph-stripes directly after the winning. Apart from that, the urine was frozen and after defrosting measured with an electrical ph-meter in the lab. The measurement of the ph by ph- stripes showed nearly the similar results than the measurement of the urine ph by electrical ph-meter directly after the winning. After defrosting the urine, the results of the urine ph were slightly increased. Within the scope of herd management fifty farms were visited and some of them more than one time. Blood and urine samples were taken from close up dry cows and recently calved cows. The ration of the close up dry cows was analysed. Ten single samples of blood and urine were necessary to produce a pool sample. The values of the pool samples of urine ph, net acid-base excretion and urine calcium excretion were compared with the mean values of the single samples. There were high correlations between the pool and the mean values for each of the parameters. Because of that, the pool and the mean values have nearly the same content of information. The analyses of the rations from 2002 to 2004 contain the dcad and the amount of potassium, sodium, chloride and sulphur. Herds with and without anionic rations were compared. The analysis of the feed of herds with anionic rations showed a lower dcad and a higher amount of sulphur in all of the three years. But the recommendations of the NRC were not achieved. That is an indication that not enough anionic salts were used refer to the rations content. To examine the influence of more factors of the ration on the effect of the anions the urine ph, the net acid-base excretion and the urine calcium excretion were compared with the parameters of the rations. The effect of reducing the dcad and the amount of potassium as well as the effect of increasing the amount of calcium and sulphur in the ration is a mild acidosis and an increased urine calcium excretion. These are the effects of the anions. Within feeding anions there should be a shift of the major elements. This leads to a decreased dcad and to the metabolic effects as described. The same effects on the acid-base status and the urine calcium excretion were observed by feeding an increased amount of starch and a decreased amount of crude fibre. This could simulate the effect of anionic rations. The parameters of the energy concentration in the rations have a slight correlation with the parameters of the acid-base status. At low amounts of energy there is an acidotic stress of the animals. This has to be avoided when farmers use anionic rations because it could raise the effect on the acid-base status and provoke a clinical acidosis with its negative results. The crude ash and the amount of salt showed the same effects as described for the dcad. The crude ash as a characteristic number for the major elements contains a certain degree of the amount of anions. The comparison of farms with or without anionic rations includes the rations analysis, the acid-base status, the major elements and some metabolic parameters from close up dry cows and from recently calved cows. Farms with anionic rations had a lower dcad and a lower amount of potassium as well as higher amounts of sulphur and calcium in their rations. This result in a mild metabolic acidosis above all reflected in the urine parameters of the cows two weeks prepartum. Besides the urine calcium excretion of the close up dry cows were increased, so that a heighten calcium homeostasis can be assumed. The closer inspection showed that the recommended values for the rations and the metabolic parameters are not achieved. So the farms feeding anionic rations were divided into farms with or without an effect of the anions. This was attempted by the statement of the farmers about the incidence of milk fever. But there were no useable results. The assessment of the effect of the anions seemed to be difficult for the most farmers because the most farmers don t list the diseases in their herd. However the incidence of diseases is useful for the assessment of the state of health of the herd and the effect of the anionic ration. Moreover the farms were divided on the basis of the urine ph and the urine calcium excretion. The farms with an effect of the anions showed a lower dcad. There should be a dcad between 0 50 meq/kg DM in the ration of close up dry cows. Because of the classification by the urine ph was a reduction of the parameters of the acid- base status in the group with an effect of the anions expected. The net acid- base excretion was in the recommended area. The recently calved cows in farms with an effect of anions showed lower values of the parameters of the acid- base status. A high dcad and a high amount of potassium as well as a low amount of calcium and sulphur in the rations were considered as sources of errors. The nutrient recommendations of the NRC were unsuitable for the classification of the farms sufficient or insufficient nutrient amount because the recommended values were not achieved. So the values of the dcad, the amount of potassium and the amount of calcium were taken from the group of farms with an effect of anions. After this classification the ration analysis as well as the urine ph, the net acid-base excretion and the urine calcium excretion were studied. With sufficient amounts of the rations contents the urine parameter were optimized. To optimize the ration you have to give special attention to the amount of potassium and sulphur. The main target by using anionic rations is to optimize the dcad. Finally there were three farms described. Two farms sprinkled the anions over the ration and mixed it with a pitchfork. The urine ph, the net acid-base excretion and the urine calcium excretion were measured over eight weeks. In both farms is a great variation of the values conspicuous. For this could be a varying feed intake or an individual reaction of each cow responsible. This also explained the farmers report about a failure or sudden death by using anionic rations. The third farm started using anionic rations. After optimizing the ration the farm uses the anions with success. The close up dry cow ration had an amount of sulphur over the recommended 0,4% without any negative effect at the animals. By using high quality food and a well calculated ration the toxic effects of sulphur can be tolerated. The use of anionic rations needs a very good management. The amount of anions as well as the ration should be optimal calculated. Also the check of the effect of the anions is essential. For this the acid-base status has to be controlled on the basis of urine ph and the net acid-base excretion. The calcium homeostasis has to be controlled on the basis of the urine calcium excretion. Additionally the ration has to be analysed regularly and the incidence of the diseases in the herd has to be listed. This study describes when and which analyse should be made and leads to a guidance to control the effect of anions. This makes the use of anionic rations safer

Myelin dysfunction drives amyloid-β deposition in models of Alzheimer's disease

The incidence of Alzheimer's disease (AD), the leading cause of dementia, increases rapidly with age, but why age constitutes the main risk factor is still poorly understood. Brain ageing affects oligodendrocytes and the structural integrity of myelin sheaths(1), the latter of which is associated with secondary neuroinflammation(2,3). As oligodendrocytes support axonal energy metabolism and neuronal health(4-7), we hypothesized that loss of myelin integrity could be an upstream risk factor for neuronal amyloid-beta (A beta) deposition, the central neuropathological hallmark of AD. Here we identify genetic pathways of myelin dysfunction and demyelinating injuries as potent drivers of amyloid deposition in mouse models of AD. Mechanistically, myelin dysfunction causes the accumulation of the A beta-producing machinery within axonal swellings and increases the cleavage of cortical amyloid precursor protein. Suprisingly, AD mice with dysfunctional myelin lack plaque-corralling microglia despite an overall increase in their numbers. Bulk and single-cell transcriptomics of AD mouse models with myelin defects show that there is a concomitant induction of highly similar but distinct disease-associated microglia signatures specific to myelin damage and amyloid plaques, respectively. Despite successful induction, amyloid disease-associated microglia (DAM) that usually clear amyloid plaques are apparently distracted to nearby myelin damage. Our data suggest a working model whereby age-dependent structural defects of myelin promote A beta plaque formation directly and indirectly and are therefore an upstream AD risk factor. Improving oligodendrocyte health and myelin integrity could be a promising target to delay development and slow progression of AD

Split-Cre Complementation Indicates Coincident Activity of Different Genes In Vivo

Cre/LoxP recombination is the gold standard for conditional gene regulation in mice in vivo. However, promoters driving the expression of Cre recombinase are often active in a wide range of cell types and therefore unsuited to target more specific subsets of cells. To overcome this limitation, we designed inactive “split-Cre” fragments that regain Cre activity when overlapping co-expression is controlled by two different promoters. Using transgenic mice and virus-mediated expression of split-Cre, we show that efficient reporter gene activation is achieved in vivo. In the brain of transgenic mice, we genetically defined a subgroup of glial progenitor cells in which the Plp1- and the Gfap-promoter are simultaneously active, giving rise to both astrocytes and NG2-positive glia. Similarly, a subset of interneurons was labelled after viral transfection using Gad67- and Cck1 promoters to express split-Cre. Thus, split-Cre mediated genomic recombination constitutes a powerful spatial and temporal coincidence detector for in vivo targeting

Prozessverbesserung über Fehlerstrommessung bei einem mittelständischen Unternehmen

Eine konstant hohe Produktqualität ist insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen (KMUs) wichtig, um Kundenzufriedenheit gewährleisten zu können. Dabei ist ein guter Entwicklungs- und Qualitätssicherungsprozess maßgeblich für die Erreichung einer hohen Softwarequalität verantwortlich. Die systematische Fehlermessung nimmt dabei eine Schlüsselrolle ein, da nur so empirisch zu ermitteln ist, wie effektiv bestehende Qualitätssicherungs-Prozesse sind, welche Fehlerarten durch welche Prozesse gefunden werden und welches Verbesserungspotential gegeben ist. In diesem Beitrag werden das Vorgehen und die Erfahrungen bei der Definition und Einführung eines Messprogramms zur Erfassung eines Fehlerstrommodells (FSM) bei einem mittelständischen Unternehmen beschrieben. Das Messprogramm ist eingeführt und wird aktiv betrieben. Dies ist unseres Wissens die erste Dokumentation der Einführung eines FSM bei einer KMU. Durch die gewonnenen Erfahrungen konnte der Definitions- und Einführungsprozess für KMUs verfeinert werden. Trotz des frühen Zeitpunkts und des durch die statistische Evaluierung aufgezeigten Verbesserungspotentials hinsichtlich der Qualität des Schemas und der Fehlererfassung können schon erste interessante Ergebnisse hinsichtlich der Fehlerkorrekturkosten unterschiedlicher Fehlerarten und Entdeckungszeitpunkte präsentiert werden

A framework for the balanced optimization of quality assurance strategies focusing on small and medium sized enterprises

The Quality Improvement Paradigm (QIP) offers a general framework for systematically improving an organization's development processes in a continuous manner. In the context of the LifeCycleQM project, the general QIP framework was concretized for a specific application area, namely, the balanced improvement of quality assurance (QA) strategies, i.e., a set of systematically applied QA activities. Especially with respect to small and medium-sized enterprises, the encompassing QIP framework presents limited guidance for easy and concrete application. Therefore, individual activities within the QIP framework were refined focusing on QA strategies, and proven measurement procedures such as the defect flow model and knowledge from the area of process improvement (e.g., with regard to individual QA procedures) was integrated for reuse in a practice-oriented manner. The feasibility of the developed approach was initially explored by its application at IBS AG, a medium-sized enterprise, where improvement goals were defined, a corresponding measurement program was established, improvement potential was identified, and concrete improvement suggestions for the QA strategy were derived, assessed, and implemented