Untersuchungen zu den Ursachen von Stress des endoplasmatischen Retikulums in der Leber von Kühen in der Frühlaktation und dessen Bedeutung für die Entstehung von Fettlebersyndrom und Ketose

• Antragstellerin: Dr. Denise Geßner
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321274540

Hochleistende Kühe sind in der Phase um die Geburt und in der Frühlaktation einer hohen Stoffwechselbelastung ausgesetzt, die häufig auch mit der Entstehung von Stoffwechselerkrankungen einhergeht. Eine besondere Bedeutung kommt dabei der Entstehung des Fettlebersyndroms und der Ketose zu. Diese in der Frühlaktation sehr häufig auftretenden Erkrankungen sind nicht nur einzeln betrachtet relevant; vielmehr sind sie häufig auch mit der Entstehung anderen Erkrankungen und Fruchtbarkeitsproblemen assoziiert. Die Vermeidung dieser Stoffwechselerkrankungen bei der Milchkuh hat daher hohe Priorität. Da die Pathogenese dieser Erkrankungen nur zum Teil bekannt ist, ist aus wissenschaftlicher Sicht vor allem die Aufklärung der biochemischen Ursachen, die diesen Erkrankungen zugrunde liegt, wichtig. Ein besseres Verständnis der zugrundeliegenden biochemischen Mechanismen ist Voraussetzung, um effektive Strategien zur Prävention dieser Erkrankungen zu entwickeln. Basierend auf eigenen Vorarbeiten soll im beantragten Projekt die Hypothese untersucht werden, dass Stress des endoplasmatischen Retikulums (ER-Stress) in der Leber, dessen Auftreten wir kürzlich bei Kühen in der Frühlaktation nachweisen konnten, eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Fettleber und Ketose spielt (Hypothese 1). Da die Ursachen für das Auftreten von ER-Stress in der Leber bei der Milchkuh bislang noch nicht aufgeklärt wurden, soll des Weiteren die Hypothese untersucht werden, dass ER-Stress in der Leber durch folgende Faktoren induziert wird: (I) hohe Spiegel an unveresterten Fettsäuren (NEFA) im Plasma, (II) dem Auftreten eines Entzündungsprozesses in der Leber, (III) dem Auftreten von oxidativen Stress, und (IV) erhöhten Spiegeln an Lipopolysacchariden (LPS) im Plasma (Hypothese 2). Zur Untersuchung dieser Hypothesen kann auf Leberbioptate und Plasmaproben zurückgegriffen werden, die von 50 hochleistenden Kühen der Rasse Deutsche Holstein zu den Zeitpunkten Woche 2 ante partum, Woche 1 post partum (pp), Woche 4 pp und Woche 7 pp gewonnen wurden. Zur Untersuchung der Hypothese 1 sollen Korrelationen zwischen diversen Markern von ER-Stress in der Leber und den Konzentrationen der Triglyceride in der Leber sowie der Konzentration von ß-Hydroxybutyrat im Plasma bestimmt werden. Zur Untersuchung von Hypothese 2 sollen (I) die Konzentrationen der NEFA im Plasma, (II) Marker des Entzündungsprozesses in der Leber, (III) Parameter oxidativen Stresses im Plasma und (IV) die Konzentrationen von LPS im Plasma mit Markern von ER-Stress in der Leber korreliert werden. Von diesen Untersuchungen erwarten wir uns ein erweitertes Verständnis zu den Ursachen der Entstehung von ER-Stress in der Leber von Milchkühen in der Frühlaktation und dessen Bedeutung in der Entstehung von Ketose und Fettleber. Wenn sich bestätigt, dass ER-Stress eine zentrale Rolle in der Entstehung von Fettleber und Ketose spielt, ergeben sich neue Perspektiven für die Prävention dieser Erkrankungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen