Untersuchung zum antioxidativen Status von Kühen und deren neugeborenen Kälbern

Zusammenfassung Freie Radikale und reaktive Sauerstoffspezies, die in zahlreichen Teilprozessen des Sauerstoffmetabolismus gebildet werden, können biologische Moleküle wie Lipide, Proteine und Nukleinsäuren nachhaltig schädigen. Der Körper verfügt deshalb über eine große Vielfalt an antioxidativen Abwehrmechanismen, um eine Schädigung zu vermeiden bzw. möglichst gering zu halten. In dieser Arbeit wurde der antioxidative Status im Blut von Kälbern und deren Müttern untersucht, wobei das Hauptaugenmerk bei den Kälbern lag. Dazu wurden bei dreißig Kühen bzw. deren Kälbern Blutproben zu bestimmten Zeitpunkten peripartal bzw. von der Geburt bis zum Alter von drei Monaten genommen und auf verschiedene für die antioxidative Kapazität im Blut relevante Parameter untersucht. Die TEAC (Trolox equivalent antioxidative capacity) wurde für Kühe und Kälber als Maß für den antioxidativen Status genommen. Darüber hinaus wurden neben den Vitaminen C und E bei den Kälbern auch das Gesamteisen und die latente Eisenbindungskapazität postnatal bis zum Alter von 79 Tagen bestimmt. Zur Charakterisierung des jeweiligen Stoffwechsel- und Gesundheitsstaus der Versuchstiere wurden auch typische Metabolite (Glucose, Bilirubin), Proteine (Gesamteiweiß, Albumin) und Enzyme (ALT, AST, GLDH, CK) im peripartalen (-30 d bis 30 d) und postnatalen (0 bis 79 d) Zeitraum erfasst. Die Untersuchung der Kuh-Proben erbrachte vor der Geburt ein signifikantes Absinken der Vitamine C und E im Blutplasma. So betrug der Vitamin-Gehalt im Mittel vor der Geburt (Tag -20) 15,4±2,5 µmol/l (Vit C) bzw. 6,7±3,1 µmol/l (Vit E) und fiel bis zum Tag der Geburt signifikant auf Werte von 10,3±2,5 µmol/l (Vit C) bzw. 3,5±1,3 µmol/l (Vit E) ab. Da die TEAC-Kurve im gesamten peripartalen Zeitraum keine Schwankungen zeigte, ist beim präpartalen Absinken der Vitamin C- und Vitamin E- Konzentrationen von einem speziellen Effekt auf die Vitamine C und E auszugehen. Möglicherweise spiegelt sich hierbei der Vitamin- Abfluss über die Kolostralmilch wieder. Bei der Betrachtung der Metabolite, Proteine und Enzymaktivitäten im Serum der Kühe konnte ein für die Transitionsperiode und das Geburtsereignis typischer Verlauf dieser Parameter beobachtet werden. So herrschten z.B. hohe Glucose- bzw. Gesamtbilrubin- Spiegel am Tag der Geburt bzw. auch bis zum 5. Tag danach. Der Gesamteiweißgehalt im Serum war kurz vor und nach der Geburt undeutlich niedriger und die Enzymaktivitäten von AST und GLDH erhöhten sich tendenziell in der ersten zehn Tagen nach der Geburt. Bei der Analyse der Kälberblutproben konnte eine deutlich schlechtere Ausgangslage bezüglich des antioxidativen Status (gemessen als TEAC) nach der Geburt im Vergleich zu den Kühen festgestellt werden. Dies hatte verschiedene Gründe: Es konnte ein Einfluss des Geburtsverlaufs gezeigt werden. Demnach hatten Kälber aus Schwergeburten im Beobachtungszeitraum durchgehend im Mittel um 15,5 % erniedrigte antioxidative Kapazität, gemessen über die TEAC-Konzentration im Plasma, als Kälber aus einfacher Geburt. Außerdem war der Abfall des TEAC-Wertes bei Schwergeburtskälbern ausgehend von einem TEAC-Wert von 0,36±0,14 µmol/l (Tag der Geburt) und 0,25±0,06 mmol/l (Tag 1) sehr viel deutlicher bzw. stärker ausgeprägt als bei Kälbern aus einfacher Geburt (von 0,33±0,04 mmol/l am Tag 0 auf 0,32±0,05 mmol/l am Tag 1). Die Hypoxie, welche beim Geburtsvorgang unweigerlich auftritt, war vermutlich bei Kälbern aus Schwergeburten ausgeprägter. Die Glucose-Konzentration im Blut der Schwergeburtskälber war in den ersten Lebenstagen zum Teil signifikant höher als bei Kälbern aus einfacher Geburt. Bei den weiteren gemessenen Parametern konnten keine Unterschiede in den Geburtsgruppen beobachtet werden. Sie zeigten einen für die neonatale Periode charakteristischen Verlauf, so war zum Beispiel die Gesamtbilirun-Konzentration nach der Geburt erhöht („Hyperbilirubinämie der Neugeborenen“) und auch die CK zeigte eine deutliche Aktivitätserhöhung zu diesem Zeitpunkt. Um den Einfluss abzuschätzen, den der Abbau des fetalen Hämoglobins auf den antioxidativen Status der Kälber hat, wurden die latente Eisenbindungskapazität, freies Eisen und das Gesamteisen im Serum der Kälber bestimmt. Mit der verwendeten Analysemethode konnte kein freies Eisen nachgewiesen werden. Die latente Eisenbindungskapazität verdreifachte sich vom Tag der Geburt (7,6±2,8 µmol/l) bis zum elften Lebenstag (20±4,4 µmol/l) und sank dann wieder auf das Niveau von 15,4±5,2 µmol/l (Tag 49) ab. Die geringen LEBK-Werte kurz nach der Geburt sind vermutlich auf die freien Eisenionen, die beim Abbau des fetalen Hämoglobins freiwerden, zurückzuführen. Die Konzentration des Gesamteisens im Serum zeigte erwartungsgemäß einen gegensätzlichen Verlauf, und sank nach der Geburt auf 60% des Ausgangswertes (16,4±6,7 µmol/l am tag 0) ab, um dann ab dem fünften Lebenstag kontinuierlich bis zum Ende des Untersuchungszeitraumes auf 26,5±3,2 µmol/l (Tag 79) anzusteigen. Es wurden die TEAC-Werte von kranken und gesunden Kälbern gegenüber gestellt. Dabei konnten keine Unterschiede im Niveau und im Verlauf der TEAC-Kurven nachgewiesen werden. Bei der geringen Anzahl an kranken Tieren (nur sechs Kälber) in dieser Untersuchung stellte sich die TEAC nicht als deutlicher prognostischer Faktor hinsichtlich der Morbidität heraus. Um eine endgültige Aussage darüber zu treffen, muss eine größere Tierzahl untersucht werden

Evidence of age-related improvement in the foraging efficiency of Adelie penguins

Age variation in reproductive performance is well-documented but the mechanisms underlying this variation remain unclear. Foraging efficiency is likely to be a key source of demographic variation as it determines the amount of energy that can be invested in fitness-related activities. Evidence of age related changes in the foraging efficiency of adult seabirds is scarce and inconsistent. We investigated the effects of age on the foraging efficiency of breeding Adelie penguins, a relatively short-lived seabird species, in order to gain a broader perspective on the processes driving variation in ageing rates. We found support for a positive effect of age, either linear or levelling off at old ages, on both our proxies for daily catch rate and catch per unit effort. Across all age classes, males were more performant foragers than females. We found no strong evidence for differing ageing patterns between sexes or individual quality levels, and no evidence for senescence. We infer that continuous individual improvement could be responsible for a larger amount of the variation in foraging efficiency with age at our study site, compared with selective disappearance of underperforming phenotypes. The different results reported by other studies highlight the need to conduct longitudinal studies across a range of species in different environments

Dimethyl Sulfoxide Induces Both Direct and Indirect Tau Hyperphosphorylation

Dimethyl sulfoxide (DMSO) is widely used as a solvent or vehicle for biological studies, and for treatment of specific disorders, including traumatic brain injury and several forms of amyloidosis. As Alzheimer’s disease (AD) brains are characterized by deposits of β-amyloid peptides, it has been suggested that DMSO could be used as a treatment for this devastating disease. AD brains are also characterized by aggregates of hyperphosphorylated tau protein, but the effect of DMSO on tau phosphorylation is unknown. We thus investigated the impact of DMSO on tau phosphorylation in vitro and in vivo. One hour following intraperitoneal administration of 1 or 2 ml/kg DMSO in mice, no change was observed in tau phosphorylation. However, at 4 ml/kg, tau was hyperphosphorylated at AT8 (Ser202/Thr205), PHF-1 (Ser396/Ser404) and AT180 (Thr231) epitopes. At this dose, we also noticed that the animals were hypothermic. When the mice were maintained normothermic, the effect of 4 ml/kg DMSO on tau hyperphosphorylation was prevented. On the other hand, in SH-SY5Y cells, 0.1% DMSO induced tau hyperphosphorylation at AT8 and AT180 phosphoepitopes in normothermic conditions. Globally, these findings demonstrate that DMSO can induce tau hyperphosphorylation indirectly via hypothermia in vivo, and directly in vitro. These data should caution researchers working with DMSO as it can induce artifactual results both in vivo and in vitro

Quantifying carbon for agricultural soil management: from the current status toward a global soil information system

The importance of building/maintaining soil carbon, for soil health and CO2 mitigation, is of increasing interest to a wide audience, including policymakers, NGOs and land managers. Integral to any approaches to promote carbon sequestering practices in managed soils are reliable, accurate and cost-effective means to quantify soil C stock changes and forecast soil C responses to different management, climate and edaphic conditions. While technology to accurately measure soil C concentrations and stocks has been in use for decades, many challenges to routine, cost-effective soil C quantification remain, including large spatial variability, low signal-to-noise and often high cost and standardization issues for direct measurement with destructive sampling. Models, empirical and process-based, may provide a cost-effective and practical means for soil C quantification to support C sequestration policies. Examples are described of how soil science and soil C quantification methods are being used to support domestic climate change policies to promote soil C sequestration on agricultural lands (cropland and grazing land) at national and provincial levels in Australia and Canada. Finally, a quantification system is outlined – consisting of well-integrated data-model frameworks, supported by expanded measurement and monitoring networks, remote sensing and crowd-sourcing of management activity data – that could comprise the core of a new global soil information system

Legislative Documents

Also, variously referred to as: House bills; House documents; House legislative documents; legislative documents; General Court documents