In Zusammenarbeit mit: Forschungsinstitut für Nutztierbiologie (FBN)
05.08.2022
Klimafolgen Tierwohl

Hitzestress bei Milchkühen  

Hitzestress bei Milchkühen – Auswirkungen auf das Immunsystem
© Rene Hoegee | Pixabay

Text: ISABEL HABERKORN, DR. FRANZISKA KOCH & JOSEPHINE ALMSTÄDT

Die Gesundheit des Verdauungstraktes spielt eine Schlüsselrolle für das Wohlbefinden von Milchkühen. Sind sie zu starkem Hitzestress ausgesetzt, kann es zu einer krankhaften Durchlässigkeit der Darmwand kommen, dem sogenannten „leaky gut syndrome“. Aber wie können die Tiere in Zeiten des Klimawandels besser geschützt werden? Forschende am FBN suchen im DFG-geförderten Projekt „LeakyCow“ Lösungen für eine bessere Darmgesundheit bei Milchkühen.

Hitzewellen und extreme Wetterphänomene werden in den nächsten Jahrzehnten, als Folge des Klimawandels, weiter zunehmen. Dieser Wandel stellt Landwirtinnen und Landwirte sowie ihre Tiere gleichermaßen vor gesundheitliche und wirtschaftliche Herausforderungen. Anders als die meisten Menschen fühlen sich Milchkühe bei Umgebungstemperaturen von bis zu 16 °C besonders wohl. Durch ihre hohe Stoffwechselleistung während der Laktation produzieren sie im ersten Drittel rund 1500 Watt Wärme, die sie nur über ihre Haut abgeben können. Erhöhen sich nun noch die Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Stall, wird es schwierig für die Kühe, die sich nur begrenzt durch Hecheln und Schwitzen abkühlen können. Ab einer Umgebungstemperatur von etwa 24 °C und 70% Luftfeuchtigkeit – einer Temperatur, die die meisten Menschen noch als angenehm empfinden – kommt es bei den Milchkühen zu Hitzestress.

Das „leaky gut syndrome“ – durch Hitzestress versteckte Gefahr

Neben der erhöhten Körpertemperatur, dem Verlust von Flüssigkeit und Mineralstoffen sowie der schnelleren Atmung nehmen die Tiere weniger Futter zu sich und produzieren weniger Milch. Der Milchrückgang ist jedoch nicht allein ein Resultat der verringerten Futteraufnahme, sondern der Hitze. Vor allem das Immunsystem der Kühe beansprucht einen Großteil der Energie, um gegen die Auswirkungen des „leaky gut syndrome“, einer krankhaften Durchlässigkeit der Darmwand, anzukämpfen. Der Körper der Kuh muss sich bei dem weniger aufgenommenen Futter entscheiden, wie die Nährstoffe aufgeteilt werden sollen. So entsteht eine Konkurrenz der Organe, die für das Immunsystem verantwortlich sind mit dem Euter.

Um die Wärme von der Körperoberfläche abzuleiten, verändert sich auch die Durchblutung des Darms von Milchkühen. Dies kann zu einer Abnahme der Sauerstoffversorgung bis hin zu einem Sauerstoffmangel in einzelnen Bereichen der Darmschleimhaut führen. Vor allem in den Zellzwischenwänden entstehen Lücken und ermöglichen das Eindringen von bakteriellen Bestandteilen und Toxinen in die Kuh. Der Darm wird durchlässig, was unterschwellige Entzündungsreaktion im Darm und in den angrenzenden Lymphknoten zur Folge haben kann.

„Es ist wichtig, die grundlegenden Mechanismen unter Hitzestress zu verstehen, sodass für die Praxis Behandlungs- und Fütterungsstrategien abgeleitet werden können“, erläutert Dr. Franziska Koch. „Damit beispielsweise ein ressourcenschonender Umgang mit Wasser gewährleistet werden kann – denn Kühe zur Abkühlung zu duschen, stellt keine Alternative dar. Wohingegen der Einbau von Ventilatoren in den Stallanlagen eine sinnvolle Investition wäre, das aber mit sehr hohen Kosten verbunden ist.”

Das Projekt „LeakyCow“

Am Forschungsinstitut für Nutztierbiologie (FBN) untersucht ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern um Dr. Franziska Koch vom Institut für Ernährungsphysiologie „Oskar Keller“ die Ursachen und Auswirkungen des „leaky gut syndrome“ nun näher, um neue Lösungsansätze für Fütterungs- und Haltungsbedingungen zu entwickeln, die vor allem dem Wohlbefinden der Kühe dienen, aber auch die wirtschaftlichen Ausfälle durch die geringere Milchleistung für die Landwirtinnen und Landwirte reduzieren sollen.

Um den Einfluss von kurzzeitigem und langanhaltendem Hitzestress auf die Immunabwehr, die Durchlässigkeit des Darms und der Besiedlung der Darmschleimhaut zu untersuchen, wurden am FBN Milchkühe verschiedenen Umgebungstemperaturen ausgesetzt. Während die Kontrollgruppe bei optimalen 15°C keinem Hitzestress ausgesetzt war, wurde eine andere Gruppe von Tieren im Klimaraum Temperaturen von 28 °C ausgesetzt.

Dabei haben erste Ergebnisse erstaunliches hervorgebracht, denn es konnte aufgezeigt werden, dass hitzegestresste Tiere keine Fettdepots nutzen um den Energiemangel auszugleichen. Kühe können dabei besonderes – sie bauen körpereigene Proteine zur Energiegewinnung ab. Das sorgt dafür, dass möglichst wenig neue Wärme beim Abbauprozess von Nährstoffen erzeugt wird und es der Kuh nicht zusätzlich wärmer wird.

Der Einsatz von Thermokameras konnte zeigen, dass der Euter die heißeste Stelle des Körpers ist. Dieser Umstand sorgt dafür, dass Krankheitserreger sich im Euter wohler fühlen und sich leichter vermehren und eine klassische Mastitis – Euterentzündung – hervorrufen können.

Das Projekt „LeakyCow“ läuft derzeit noch und die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen weiter an möglichen Ursachen und Auswirkungen von Hitzestress und leisten einen wichtigen Beitrag zum Thema Tierwohl und Tiergesundheit, vor allem nach den vielen heißen Tagen in den letzten Wochen.

Weiterführende Informationen

Zum Projekt “LeakyCow” – Hitzestress-induzierte lokale und systemische Immunantwort in Milchkühen mit “Leaky gut Syndrome”: https://www.fbn-dummerstorf.de/forschung/projekte

Erschien zuerst im: querFELDein-Blog
Institution: Forschungsinstitut für Nutztierbiologie (FBN)
Ansprechpartner/in: Josephine Almstädt

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