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Tierarztl Prax Ausg G Grosstiere Nutztiere 2019; 47(04): 246-255
DOI: 10.1055/a-0949-1637
Review Article
© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Herd health monitoring in dairy farms – discover metabolic diseases. An overview

Gesundheitsmonitoring in Milchviehherden – Stoffwechselstörungen rechtzeitig erkennen. Ein Überblick
Simone Gruber
Clinic for Ruminants, Ludwig-Maximilians-University Munich
,
Rolf Mansfeld
Clinic for Ruminants, Ludwig-Maximilians-University Munich
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Publication History

04 January 2019

15 March 2019

Publication Date:
21 August 2019 (online)

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Abstract

The transition period, 3 weeks before and 3 weeks after calving, is inevitably accompanied by a negative energy balance, which sometimes causes metabolic disturbances, such as ketosis. Subclinical ketosis (SCK) is defined as an increase in the β-hydroxybutyrate (BHB) concentration to ≥ 1.2 mmol/l in the blood. According to a recent study, a value of ≥ 0.7 mmol/l of non-esterified fatty acids (NEFA) in the blood indicates the potential development of the poor metabolic adaption syndrome (PMAS). With a herd prevalence of 21 %, and an incidence of approximately 40 % within the first 2 weeks after calving, SCK is a relevant herd health problem. The milk yield decreases in the first 2 weeks postpartum by 3–5.3 kg/d for each ketotic cow, and the total milk reduction through the whole lactation period of 305 days averages 112 kg (SD 89 kg). Although the cow does not display any clinical signs of ketosis at this stage, the risk of developing associated production diseases like retained placenta, metritis, displaced abomasum, lameness and clinical ketosis increases and the expected performance in terms of milk production will decrease. The herd health status deteriorates and the risk for early culling increases. Another impact factor is the financial aspect, which includes costs for early death, reduced milk production, reproduction losses, and associated production diseases. In the literature, the calculated costs per SCK case vary between $ 78 and $ 289. The gold standard diagnostic test for SCK is the photometric measurement of BHB in blood. This method is accurate, but results are delayed due to the required laboratory analysis. There are also some rapid cow-side tests, i. e. urine or milk strip tests available to identify ketotic cows. The common disadvantage of these methods is that they are not suitable for herd health monitoring because of the need to collect samples from each cow manually and the high rates of false negative results. However, Fourier transform infrared spectroscopy is suitable for herd health monitoring. It is already being used for the analysis of milk composition. This inexpensive, rapid and simple technique has a specificity of 83.8 % and a sensitivity of 82.4 %. Therefore, FTIR is an early and easy method for detecting ketotic cows, that could help reduce financial and performance losses associated with ketosis.

Zusammenfassung

Die Transitperiode, 3 Wochen vor bis 3 Wochen nach der Kalbung, ist unvermeidbar mit einer Phase negativer Energiebilanz verbunden, die Stoffwechselstörungen wie beispielsweise Ketose verursachen kann. Die subklinische Ketose (SCK) wird definiert als Erhöhung der Konzentration an β-Hydroxybutyrat (BHB) im Blut auf mehr als 1,2 mmol/l. Der Grenzwert für die Konzentration nicht veresterter freier Fettsäuren (NEFA) im Blut liegt bei 0,7 mmol/l. Ab diesem Wert ist, laut einer aktuellen Studie, die Entwicklung einer Adaptationsstörung des Stoffwechsels (Poor Metabolic Adaptation Syndrome, PMAS) wahrscheinlich. Mit einer Herdenprävalenz von 21 % und einer Inzidenz von annähernd 40 % in den ersten beiden Laktationswochen stellt die SCK ein bedeutendes Problem der Herdengesundheit dar. Die Milchleistung sinkt bei jeder ketotischen Kuh in den ersten beiden Wochen nach der Kalbung um 3–5,3 kg pro Tag, über die gesamte Laktationsperiode von 305 Tagen durchschnittlich um 112 kg (SD 89 kg). Obwohl die Kuh in diesem Stadium keine klinischen Anzeichen einer Ketose zeigt, besteht ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung weiterer Produktionskrankheiten (z. B. Nachgeburtsverhaltung, Metritis, Labmagenverlagerung, Lahmheiten und klinische Ketose) und in der Folge ist mit einer verminderten Milchleistung zu rechnen. Die Herdengesundheit verschlechtert sich und das Risiko für vorzeitige Abgänge nimmt zu. Der finanzielle Aspekt ist für die Betriebe ebenso relevant. Dieser setzt sich aus den Kosten für vorzeitige Abgänge, reduzierte Milchleistung, Reproduktionsstörungen und assoziierte Produktionskrankheiten zusammen. Die Kosten pro SCK-Fall werden in der Literatur unterschiedlich kalkuliert und liegen zwischen 78 $ und 289 $. Der Goldstandard zur Diagnose der SCK ist die fotometrische Messung von BHB im Blut. Diese Methode ist zwar exakt, aber durch die Analyse im Labor verzögert sich das Ergebnis. Es gibt einige direkte Schnelltestverfahren, wie Harn- oder Milchteststreifen, mit denen sich eine erhöhte Ketonkörperkonzentration schnell feststellen lässt. Aufgrund des hohen Anteils falsch negativer Ergebnisse und des erforderlichen erheblichen Arbeitsaufwands bei der Probengewinnung eignen sich diese Tests nicht für ein Herdenmonitoring. Für ein Gesundheitsmonitoring des Bestands kommt die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR-Spektroskopie) in Betracht, die in der Milchleistungsprüfung zur Bestimmung der Milchinhaltsstoffe eingesetzt wird. Sie ermöglicht eine kostengünstige und rasche Bestimmung der BHB- und NEFA-Konzentration in der Milch mit einer Spezifität von 83,8 % und einer Sensitivität von 82,4 %. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass sich mit einer rechtzeitigen und einfachen Identifizierung von Kühen mit subklinischen Stoffwechselstörungen finanzielle Einbußen und Verluste in der Milchleistung reduzieren lassen.

Key words

Ketosis - production diseases - metabolism - diagnosis - Fourier transform infrared spectroscopy - herd health

Schlüsselwörter

Ketose - Produktionskrankheiten - Stoffwechsel - Diagnostik - Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie - Herdengesundheit