Untersuchungen zum antioxidativen Status bei Milchziegen im peripartalen Zeitraum

Dem Gleichgewicht zwischen Oxidantien und Antioxidantien wird bei Wiederkäuern im peripartalen Zeitraum im Hinblick auf Entstehung, Behandlung und Prophylaxe von Erkrankungen große Bedeutung beigemessen. Für Milchziegen fehlen bisher Untersuchungen zu Veränderungen im antioxidativen System in dieser besonderen Belastungssituation. Ziel der vorliegenden Untersuchungen war die Erhebung des antioxidativen Status von Milchziegen in Beziehung zum peripartalen Zeitraum und Benennung möglicher Einflussfaktoren. Tiere, Material und Methoden: Zu diesem Zweck wurden insgesamt 53 Milchziegen der Rasse „Weiße Deutsche Edelziege“ aus einem Betrieb im Umland von Altenburg (Thüringen) jeweils sechsmal untersucht, davon 20 Ziegen im Winterhalbjahr (Oktober bis Januar) und 33 Ziegen im Sommerhalbjahr (April bis Juli). Die Probenentnahmen erfolgten 6-8 Wochen, 3-4 Wochen und < 14 Tage ante partum sowie 2-4 Tage, 3-4 Wochen und 6-8 Wochen post partum. Es wurden jeweils die Aktivitäten der Enzyme Glutathionperoxidase (GPX) im Vollblut und Superoxiddismutase (SOD) im Erythrozytenpellet sowie die Kapazität der wasserlöslichen Antioxidantien (ACW) und die Trolox equivalent antioxidative capacity (TEAC) bestimmt. Weiterhin wurde ein Blutbild einschließlich Differentialblutbild erstellt und im Serum die Konzentrationen von Bilirubin, Harnstoff, Totalprotein, Albumin und Cholesterol sowie die Aktivitäten der Enzyme Kreatinkinase (CK), Glutamatdehydrogenase (GLDH) und Aspartataminotransferase (ASAT) gemessen. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgte in Bezug auf Unterschiede zwischen den einzelnen Probenentnahmezeitpunkten allgemein, sowie gesondert betrachtet, Beziehungen zur Jahreszeit, zur Wurfgröße und zu unterschiedlich langen Trockenstehzeiten (6-8 und 3-6 Wochen, sowie keine Trockenstehzeit). Ergebnisse: In der Gesamtheit sank die TEAC <14 Tage ante partum ab. ACW und TEAC stiegen 3-4 Wochen post partum an. Es bestanden signifikante Zusammenhänge zwischen ACW und TEAC, zwischen SOD und TEAC, Albumin und TEAC sowie Harnstoff und TEAC. Die Aktivitäten der SOD und der GPX stiegen < 14 Tage ante partum an. Während die Aktivitäten der SOD 3-4 Wochen post partum auf das Ausgangsniveau zurückkehrten, blieben die Aktivitäten der GPX bis zum Ende der Untersuchungen auf höherem Niveau. Die Aktivitäten der CK zeigten einen Abfall <14 Tage ante und 2-4 Tage post partum sowie einen Anstieg 6-8 Wochen post partum. Die Aktivitäten der ASAT und der GLDH stiegen 2-4 Tage post partum an. Die Totalprotein-, Albumin-, Harnstoff- und Cholesterolkonzentrationen sanken ante partum und erreichten einen Tiefpunkt um die Lammung herum. Post partum folgte wiederum ein Anstieg. Die Bilirubinkonzentrationen stiegen post partum an, wobei sie 3-4 Wochen post partum am höchsten waren. Die Messungen im Sommerhalbjahr ergaben eine höhere ACW und TEAC als im Winterhalbjahr. Die Aktivitäten der SOD waren niedriger im Sommerhalbjahr, die der GPX waren höher. Die vorliegende Untersuchung ergab keine Beziehung zwischen antioxidativem System und Wurfgröße. Eine solche bestand nur zur ante partum gemessenen GLDH-Aktivität und Totalproteinkonzentration. Ziegen mit Mehrlingen zeigten hier höhere Aktivitäten beziehungsweise Konzentrationen. Ziegen ohne Trockenstehzeit zeigten eine höhere ACW und TEAC sowie niedrigere SOD-Aktivitäten als Ziegen mit regulärer oder mäßig verkürzter Trockenstehzeit, während die GPX-Aktivität nicht signifikant beeinflusst wurde. Ziegen ohne Trockenstehzeit wiesen vor der Lammung jeweils die höchsten GLDH-Aktivitäten und Harnstoffkonzentrationen sowie <14 Tage ante partum und 2-4 Tage post partum auch die höchsten Albumin- und Cholesterolkonzentrationen auf. Die Gesamtleukozytenzahlen waren stellenweise ebenfalls größer. Schlussfolgerungen: Hochträchtigkeit, Lammung und Frühlaktation beeinflussen den gesamten Stoffwechsel und besonders das antioxidative System. Gleiches gilt für eine verlängerte Laktation beziehungsweise eine fehlende Trockenstehperiode. Überdies besteht eine Beziehung des antioxidativen Systems zur Jahreszeit

Associations between Forkhead Box O1 (FoxO1) Expression and Indicators of Hepatic Glucose Production in Transition Dairy Cows Supplemented with Dietary Nicotinic Acid

Forkhead box protein O1 (FoxO1) is a transcription factor which promotes hepatic glucose production (HGP) by up-regulating the transcription of gluconeogenic enzymes in monogastric species. The activity of FoxO1 is inhibited by insulin-induced phosphorylation. The aims of the present study were to find associations between FoxO1 expression and variables associated with HGP as affected by feeding regimen in dairy cows during the transition period. Twenty one healthy German Holstein cows were allocated to four groups (LC-CON, HC-CON, LC-NA with 5 cows/group and HC-NA with 6 cows/group, respectively). Cows received 0 (LC-CON and HC-CON) or 24 (LC-NA and HC-NA) g/d nicotinic acid with high (HC) or low (LC) concentrate proportion from -42 days (-41.8 + 4.8;mean + standard deviation) relative to expected calving date (d-42) to d24. Liver biopsy was taken at d-42, 1, 21, and 100. The total protein expression of FoxO1 (tFoxO1) and the extent of phosphorylation of FoxO1 at serine 256 (pFoxO1) were analysed semiquantitatively by Western Blotting. The expression of hepatic mRNA of FoxO1 and seven genes associated with HGP was measured by real-time RT-PCR. Mixed model and Pearson's correlation were used for statistical evaluation with the level of significance at P<0.05. No dietary effect was observed either on feed intake, energy balance, or on the concentration of blood metabolites. Neither time nor diet affected the expression of FoxO1 total protein and mRNA. A NA x concentrate interaction was found in pFoxO1. However, no corresponding dietary effect was found in the mRNA expression of investigated genes. Different patterns of correlations between FoxO1-related variables and investigated indicators for HGP were found at d21 and 100. The results indicated that the regulation of HGP did not take place on the levels of mRNA and protein expression and the phosphorylation of FoxO1 in dairy cows in early lactation

Insulin Signaling in Liver and Adipose Tissues in Periparturient Dairy Cows Supplemented with Dietary Nicotinic Acid

The glucose homeostasis in dairy cattle is very well controlled, in line with the metabolic adaptation during the periparturient period. Former studies showed that nicotinic acid (NA) lowered plasma non-esterified fatty acids (NEFA) concentrations and increased insulin sensitivity in dairy cows. Thus, the purpose of this study was to investigate whether the expression of proteins involved in hepatic and adipose insulin signaling and protein expression of hepatic glucose transporter 2 (GLUT2) were affected by dietary NA and dietary concentrate intake in periparturient dairy cows. Twenty pluriparous German Holstein cows were fed with the same diet from about 21 days before the expected calving date (d-21) to calving. After calving, cows were randomly assigned in 4 groups and fed with diets different in concentrate proportion ("HC" with 60:40% or "LC" with 30:70% concentrate-to-roughage ratio) and supplemented with NA (24 g/day) (NA) or without (CON) until d21. Biopsy samples were taken from the liver, subcutaneous (SCAT) and retroperitoneal (RPAT) adipose tissues at d-21 and d21. Protein expression of insulin signaling molecules (insulin receptor (INSR), phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K), protein kinase C zeta (PKC zeta)) and hepatic GLUT2 was measured by Western Blotting. The ratio of protein expression at d21/at d-21 was calculated and statistically evaluated for the effects of time and diet. Cows in HC had significantly higher dietary energy intake than cows in LC. In RPAT a decrease in PI3K and PKC zeta expression was found in all groups, irrespectively of diet. In the liver, the GLUT2 expression was significantly lower in cows in NA compared with cows in CON. In conclusion, insulin signaling might be decreased in RPAT over time without any effect of diet. NA was able to modulate hepatic GLUT2 expression, but its physiological role is unclear

Changes of Adipose Tissue Morphology and Composition during Late Pregnancy and Early Lactation in Dairy Cows

Dairy cows mobilize large amounts of body fat during early lactation to overcome negative energy balance which typically arises in this period. As an adaptation process, adipose tissues of cows undergo extensive remodeling during late pregnancy and early lactation. The objective of the present study was to characterize this remodeling to get a better understanding of adaptation processes in adipose tissues, affected by changing metabolic conditions including lipid mobilization and refilling as a function of energy status. This was done by determining adipocyte size in histological sections of subcutaneous and retroperitoneal adipose tissue biopsy samples collected from German Holstein cows at 42 days prepartum, and 1, 21, and 100 days postpartum. Characterization of cell size changes was extended by the analysis of DNA, triacylglycerol, and protein content per gram tissue, and beta-actin protein expression in the same samples. In both adipose tissue depots cell size was becoming smaller during the course of the study, suggesting a decrease in cellular triacylglycerol content. Results of DNA, triacylglycerol, and protein content, and beta-actin protein expression could only partially explain the observed differences in cell size. The retroperitoneal adipose tissue exhibited a greater extent of time-related differences in cell size, DNA, and protein content, suggesting greater dynamics and metabolic flexibility for this abdominal depot compared to the investigated subcutaneous depot

Changes of Adipose Tissue Morphology and Composition during Late Pregnancy and Early Lactation in Dairy Cows

Dairy cows mobilize large amounts of body fat during early lactation to overcome negative energy balance which typically arises in this period. As an adaptation process, adipose tissues of cows undergo extensive remodeling during late pregnancy and early lactation. The objective of the present study was to characterize this remodeling to get a better understanding of adaptation processes in adipose tissues, affected by changing metabolic conditions including lipid mobilization and refilling as a function of energy status. This was done by determining adipocyte size in histological sections of subcutaneous and retroperitoneal adipose tissue biopsy samples collected from German Holstein cows at 42 days prepartum, and 1, 21, and 100 days postpartum. Characterization of cell size changes was extended by the analysis of DNA, triacylglycerol, and protein content per gram tissue, and beta-actin protein expression in the same samples. In both adipose tissue depots cell size was becoming smaller during the course of the study, suggesting a decrease in cellular triacylglycerol content. Results of DNA, triacylglycerol, and protein content, and beta-actin protein expression could only partially explain the observed differences in cell size. The retroperitoneal adipose tissue exhibited a greater extent of time-related differences in cell size, DNA, and protein content, suggesting greater dynamics and metabolic flexibility for this abdominal depot compared to the investigated subcutaneous depot

Untersuchungen zum antioxidativen Status bei Milchziegen im peripartalen Zeitraum

Dem Gleichgewicht zwischen Oxidantien und Antioxidantien wird bei Wiederkäuern im peripartalen Zeitraum im Hinblick auf Entstehung, Behandlung und Prophylaxe von Erkrankungen große Bedeutung beigemessen. Für Milchziegen fehlen bisher Untersuchungen zu Veränderungen im antioxidativen System in dieser besonderen Belastungssituation. Ziel der vorliegenden Untersuchungen war die Erhebung des antioxidativen Status von Milchziegen in Beziehung zum peripartalen Zeitraum und Benennung möglicher Einflussfaktoren. Tiere, Material und Methoden: Zu diesem Zweck wurden insgesamt 53 Milchziegen der Rasse „Weiße Deutsche Edelziege“ aus einem Betrieb im Umland von Altenburg (Thüringen) jeweils sechsmal untersucht, davon 20 Ziegen im Winterhalbjahr (Oktober bis Januar) und 33 Ziegen im Sommerhalbjahr (April bis Juli). Die Probenentnahmen erfolgten 6-8 Wochen, 3-4 Wochen und < 14 Tage ante partum sowie 2-4 Tage, 3-4 Wochen und 6-8 Wochen post partum. Es wurden jeweils die Aktivitäten der Enzyme Glutathionperoxidase (GPX) im Vollblut und Superoxiddismutase (SOD) im Erythrozytenpellet sowie die Kapazität der wasserlöslichen Antioxidantien (ACW) und die Trolox equivalent antioxidative capacity (TEAC) bestimmt. Weiterhin wurde ein Blutbild einschließlich Differentialblutbild erstellt und im Serum die Konzentrationen von Bilirubin, Harnstoff, Totalprotein, Albumin und Cholesterol sowie die Aktivitäten der Enzyme Kreatinkinase (CK), Glutamatdehydrogenase (GLDH) und Aspartataminotransferase (ASAT) gemessen. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgte in Bezug auf Unterschiede zwischen den einzelnen Probenentnahmezeitpunkten allgemein, sowie gesondert betrachtet, Beziehungen zur Jahreszeit, zur Wurfgröße und zu unterschiedlich langen Trockenstehzeiten (6-8 und 3-6 Wochen, sowie keine Trockenstehzeit). Ergebnisse: In der Gesamtheit sank die TEAC <14 Tage ante partum ab. ACW und TEAC stiegen 3-4 Wochen post partum an. Es bestanden signifikante Zusammenhänge zwischen ACW und TEAC, zwischen SOD und TEAC, Albumin und TEAC sowie Harnstoff und TEAC. Die Aktivitäten der SOD und der GPX stiegen < 14 Tage ante partum an. Während die Aktivitäten der SOD 3-4 Wochen post partum auf das Ausgangsniveau zurückkehrten, blieben die Aktivitäten der GPX bis zum Ende der Untersuchungen auf höherem Niveau. Die Aktivitäten der CK zeigten einen Abfall <14 Tage ante und 2-4 Tage post partum sowie einen Anstieg 6-8 Wochen post partum. Die Aktivitäten der ASAT und der GLDH stiegen 2-4 Tage post partum an. Die Totalprotein-, Albumin-, Harnstoff- und Cholesterolkonzentrationen sanken ante partum und erreichten einen Tiefpunkt um die Lammung herum. Post partum folgte wiederum ein Anstieg. Die Bilirubinkonzentrationen stiegen post partum an, wobei sie 3-4 Wochen post partum am höchsten waren. Die Messungen im Sommerhalbjahr ergaben eine höhere ACW und TEAC als im Winterhalbjahr. Die Aktivitäten der SOD waren niedriger im Sommerhalbjahr, die der GPX waren höher. Die vorliegende Untersuchung ergab keine Beziehung zwischen antioxidativem System und Wurfgröße. Eine solche bestand nur zur ante partum gemessenen GLDH-Aktivität und Totalproteinkonzentration. Ziegen mit Mehrlingen zeigten hier höhere Aktivitäten beziehungsweise Konzentrationen. Ziegen ohne Trockenstehzeit zeigten eine höhere ACW und TEAC sowie niedrigere SOD-Aktivitäten als Ziegen mit regulärer oder mäßig verkürzter Trockenstehzeit, während die GPX-Aktivität nicht signifikant beeinflusst wurde. Ziegen ohne Trockenstehzeit wiesen vor der Lammung jeweils die höchsten GLDH-Aktivitäten und Harnstoffkonzentrationen sowie <14 Tage ante partum und 2-4 Tage post partum auch die höchsten Albumin- und Cholesterolkonzentrationen auf. Die Gesamtleukozytenzahlen waren stellenweise ebenfalls größer. Schlussfolgerungen: Hochträchtigkeit, Lammung und Frühlaktation beeinflussen den gesamten Stoffwechsel und besonders das antioxidative System. Gleiches gilt für eine verlängerte Laktation beziehungsweise eine fehlende Trockenstehperiode. Überdies besteht eine Beziehung des antioxidativen Systems zur Jahreszeit

Untersuchungen zum antioxidativen Status bei Milchziegen im peripartalen Zeitraum

Dem Gleichgewicht zwischen Oxidantien und Antioxidantien wird bei Wiederkäuern im peripartalen Zeitraum im Hinblick auf Entstehung, Behandlung und Prophylaxe von Erkrankungen große Bedeutung beigemessen. Für Milchziegen fehlen bisher Untersuchungen zu Veränderungen im antioxidativen System in dieser besonderen Belastungssituation. Ziel der vorliegenden Untersuchungen war die Erhebung des antioxidativen Status von Milchziegen in Beziehung zum peripartalen Zeitraum und Benennung möglicher Einflussfaktoren. Tiere, Material und Methoden: Zu diesem Zweck wurden insgesamt 53 Milchziegen der Rasse „Weiße Deutsche Edelziege“ aus einem Betrieb im Umland von Altenburg (Thüringen) jeweils sechsmal untersucht, davon 20 Ziegen im Winterhalbjahr (Oktober bis Januar) und 33 Ziegen im Sommerhalbjahr (April bis Juli). Die Probenentnahmen erfolgten 6-8 Wochen, 3-4 Wochen und < 14 Tage ante partum sowie 2-4 Tage, 3-4 Wochen und 6-8 Wochen post partum. Es wurden jeweils die Aktivitäten der Enzyme Glutathionperoxidase (GPX) im Vollblut und Superoxiddismutase (SOD) im Erythrozytenpellet sowie die Kapazität der wasserlöslichen Antioxidantien (ACW) und die Trolox equivalent antioxidative capacity (TEAC) bestimmt. Weiterhin wurde ein Blutbild einschließlich Differentialblutbild erstellt und im Serum die Konzentrationen von Bilirubin, Harnstoff, Totalprotein, Albumin und Cholesterol sowie die Aktivitäten der Enzyme Kreatinkinase (CK), Glutamatdehydrogenase (GLDH) und Aspartataminotransferase (ASAT) gemessen. Die Auswertung der Ergebnisse erfolgte in Bezug auf Unterschiede zwischen den einzelnen Probenentnahmezeitpunkten allgemein, sowie gesondert betrachtet, Beziehungen zur Jahreszeit, zur Wurfgröße und zu unterschiedlich langen Trockenstehzeiten (6-8 und 3-6 Wochen, sowie keine Trockenstehzeit). Ergebnisse: In der Gesamtheit sank die TEAC <14 Tage ante partum ab. ACW und TEAC stiegen 3-4 Wochen post partum an. Es bestanden signifikante Zusammenhänge zwischen ACW und TEAC, zwischen SOD und TEAC, Albumin und TEAC sowie Harnstoff und TEAC. Die Aktivitäten der SOD und der GPX stiegen < 14 Tage ante partum an. Während die Aktivitäten der SOD 3-4 Wochen post partum auf das Ausgangsniveau zurückkehrten, blieben die Aktivitäten der GPX bis zum Ende der Untersuchungen auf höherem Niveau. Die Aktivitäten der CK zeigten einen Abfall <14 Tage ante und 2-4 Tage post partum sowie einen Anstieg 6-8 Wochen post partum. Die Aktivitäten der ASAT und der GLDH stiegen 2-4 Tage post partum an. Die Totalprotein-, Albumin-, Harnstoff- und Cholesterolkonzentrationen sanken ante partum und erreichten einen Tiefpunkt um die Lammung herum. Post partum folgte wiederum ein Anstieg. Die Bilirubinkonzentrationen stiegen post partum an, wobei sie 3-4 Wochen post partum am höchsten waren. Die Messungen im Sommerhalbjahr ergaben eine höhere ACW und TEAC als im Winterhalbjahr. Die Aktivitäten der SOD waren niedriger im Sommerhalbjahr, die der GPX waren höher. Die vorliegende Untersuchung ergab keine Beziehung zwischen antioxidativem System und Wurfgröße. Eine solche bestand nur zur ante partum gemessenen GLDH-Aktivität und Totalproteinkonzentration. Ziegen mit Mehrlingen zeigten hier höhere Aktivitäten beziehungsweise Konzentrationen. Ziegen ohne Trockenstehzeit zeigten eine höhere ACW und TEAC sowie niedrigere SOD-Aktivitäten als Ziegen mit regulärer oder mäßig verkürzter Trockenstehzeit, während die GPX-Aktivität nicht signifikant beeinflusst wurde. Ziegen ohne Trockenstehzeit wiesen vor der Lammung jeweils die höchsten GLDH-Aktivitäten und Harnstoffkonzentrationen sowie <14 Tage ante partum und 2-4 Tage post partum auch die höchsten Albumin- und Cholesterolkonzentrationen auf. Die Gesamtleukozytenzahlen waren stellenweise ebenfalls größer. Schlussfolgerungen: Hochträchtigkeit, Lammung und Frühlaktation beeinflussen den gesamten Stoffwechsel und besonders das antioxidative System. Gleiches gilt für eine verlängerte Laktation beziehungsweise eine fehlende Trockenstehperiode. Überdies besteht eine Beziehung des antioxidativen Systems zur Jahreszeit

Qualität der Zusammenarbeit zwischen Tandems von PH-Dozierenden und Praxis-Dozierenden?

Kongress der Schweizerischen Gesellschaft für Bildungsforschung (SGBF), Biel, 01. September 2020 (online