FRACTIONELE EXCRETIE VAN NATRIUM BIJ HOOGPRODUCTIEF MELKVEE

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2014-2015

FRACTIONELE EXCRETIE VAN NATRIUM BIJ HOOGPRODUCTIEF MELKVEE

door

Thomas TAHON

Promotoren: Dr. B. Pardon Prof. dr. P. Deprez

Onderzoek uitgevoerd in het kader van de Masterproef

© 2015 Thomas Tahon

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2014-2015

FRACTIONELE EXCRETIE VAN NATRIUM BIJ HOOGPRODUCTIEF MELKVEE

door

Thomas TAHON

Promotoren: Dr. B. Pardon Prof. dr. P. Deprez

Onderzoek uitgevoerd in het kader van de Masterproef

© 2015 Thomas Tahon

Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden. Universiteit

Gent,

haar

werknemers

of

studenten

aanvaarden

geen

aansprakelijkheid

of

verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.

WOORD VOORAF

Bij deze wil ik graag een aantal mensen bedanken voor de hulp bij het tot stand komen van deze masterproef. In eerste instantie mijn promotor Dr. Bart Pardon, omdat hij me de kans heeft gegeven te mogen proeven van onderzoek. Ik heb zeer waardevolle dingen geleerd, theoretisch en praktisch, die mij later vast en zeker nog van pas zullen komen. Zijn begeleiding en feedback waren een heel goede hulp bij het uitschrijven van dit werk. Ook zou ik graag Veepeiler Rund bedanken voor de financiële bijdrage die dit onderzoek mogelijk heeft gemaakt. Prof. Deprez zou ik graag bedanken voor het beschikbaar stellen van de faciliteiten van zijn kliniek en het meefinancieren van het onderzoek. Daarnaast ook graag een woordje van dank voor dierenarts Hans van Loo (dgz) en dierenarts Paul Vandevelde bij het zoeken en vinden van geschikte bedrijven. Zeker ook een dikke merci aan Sabrina Stuyvaert en Sylvie van Eygen voor het verwerken van de bloed- en urinestalen en het helpen aanleggen van de databank. Uiteraard ook hartelijk dank aan Eline Timmerman, voor de samenwerking bij het praktisch deel van het onderzoek. Alleen zou dit nooit mogelijk geweest zijn! We waren een goed team! Merci ook aan alle medestudenten en aan mijn zus die tijd vrijgemaakt hebben om stalen te helpen nemen! En last but not least zou ik graag nog eens mijn ouders en vriendin Ellen in de bloemetjes willen zetten. Ze hebben me altijd onvoorwaardelijk gesteund tijdens de studie, waardoor ik op drukke momenten eventjes enkel aan mezelf kon denken!

INHOUDSOPGAVE SAMENVATTING ..................................................................................................................................................... 1 SUMMARY ............................................................................................................................................................... 2 INLEIDING................................................................................................................................................................ 3 LITERATUURSTUDIE .............................................................................................................................................. 4 1.

NATRIUM .......................................................................................................................................................... 4 1.1. DE ELEMENTEN NATRIUM EN CHLOOR ............................................................................................... 4 1.2. NATRIUM, CHLOOR EN H2O HOMEOSTASE ......................................................................................... 4 1.2.1. Opname van natrium en chloor ........................................................................................................ 4 1.2.2. Regeling van de natriumconcentratie ............................................................................................... 7 1.2.3. Excretie van natrium en chloor ......................................................................................................... 8 1.3. DYSNATREMIE ...................................................................................................................................... 11 1.3.1. Vormen van hypernatremie ............................................................................................................ 11 1.3.2. Preventie van dysnatremie ............................................................................................................. 16

2.

RANTSOEN .................................................................................................................................................... 16 2.1. ONDERHOUD ........................................................................................................................................ 16 2.2. GROEI - DRACHT .................................................................................................................................. 17 2.3. LACTATIE............................................................................................................................................... 17 2.4. OPNAMEVORM ..................................................................................................................................... 19

3.

FRACTIONELE EXCRETIE ............................................................................................................................ 19 3.1. DEFINITIE VAN FRACTIONELE EXCRETIE ......................................................................................... 19 3.2. BEREKENING VAN DE FRACTIONELE EXCRETIE .............................................................................. 19 3.3. INTERPRETATIE VAN DE FRACTIONELE EXCRETIE ......................................................................... 20 3.4. TOEPASSING VAN DE FRACTIONELE EXCRETIE .............................................................................. 21

ONDERZOEK ......................................................................................................................................................... 22 1.

DOELSTELLING ............................................................................................................................................. 22

2.

MATERIAAL EN METHODEN ......................................................................................................................... 22 2.1. STUDIEOPZET EN BEMONSTERING ................................................................................................... 22 2.2. BEPALING VAN NATRIUM IN URINE EN SERUM ................................................................................. 23 2.3. STATISTISCHE ANALYSE ..................................................................................................................... 23

3.

RESULTATEN ................................................................................................................................................. 22

DISCUSSIE ............................................................................................................................................................ 29 REFERENTIELIJST ............................................................................................................................................... 31 BIJLAGE ................................................................................................................................................................. 34

SAMENVATTING Stoornissen van de natriumbalans in het bloed (dysnatremie) kunnen ernstige klinische gevolgen met zich meebrengen. Te hoge natriumgehaltes (hypernatremie) kunnen aanleiding geven tot zenuwsymptomen zoals head pressing, blindheid, knuckling en neerliggen. Te lage natriumgehaltes (hyponatremie) daarentegen leiden in de acute fase tot bloeddrukdaling met duizeligheid, wankele gang en vaker neerliggen (downer cow). In de chronische fase zal men vaker pica en eetlustdaling waarnemen. Subklinisch kan die eetlustdaling leiden tot een daling in de melkproductie. Voor het stellen van de diagnose blijkt bloedname geen geschikte methode, aangezien klinische symptomen opgemerkt kunnen worden nog voor mineraaltekorten in het serum op te meten zijn. Een mogelijke methode voor vroege diagnose, reeds in gebruik in de humane geneeskunde, is het bepalen van de fractionele excretie (FE). Hierbij kunnen mineraaltekorten vastgesteld worden nog voor klinische symptomen tot uiting komen. Het doel van deze studie was referentiewaarden voor fractionele excretie van natrium bij hoogproductief melkvee op te stellen en de invloed van de pariteit (vaars vs. koe) en lactatiestadium (droog vs. lactatie) te bepalen. Ook worden de fractionele excretie waarden en de bloed- en urinegehaltes van natrium vergeleken tussen drie types bedrijven: categorie 0 zijn controlebedrijven, categorie 1 bedrijven met downer cow probleembedrijven en categorie 2 bedrijven waarbij koeien na een behandeling met calcium vlug terug recht konden staan (hypocalcemiebedrijven). In totaal werden van 324 runderen, verdeeld over 11 bedrijven, een serum- en urinestaal genomen. Het referentie-interval voor de FENa in controlebedrijven is 0,049 - 2,621% bij prepartum runderen, 0,056 - 2,899% bij postpartum runderen en 0,055 - 2,697% over alle bemonsterde runderen heen. Er is geen significant verschil tussen de bedrijfstypes, maar wel tussen prepartum- en postpartumstadia (P < 0,001) en tussen vaarzen en koeien (P < 0,05), waarbij de FENa groter is bij koeien dan bij vaarzen. Voor het natriumgehalte in urine werden deze zaken eveneens vastgesteld (P < 0,01 en P < 0,05 resp.), terwijl er in bloed enkel een significant verschil te vinden was tussen prepartum- en postpartumwaarden (P < 0,001). De standaarddeviatie binnen een bedrijfstype is groot wat wijst op grote verschillen in FENa tussen de runderen. Op deze populatie was er geen verband tussen FENa waarden van downer gevallen en FENa waarden bij gezonde runderen. Men kan echter niet uitsluiten dat natrium een rol speelt bij het downer cow syndroom. Verder onderzoek dient zich te focussen op FENa bij zieke dieren en bij aandoeningen die als typisch voor natriumtekort worden geacht, zoals urinedrinken, pica en speenzuigen.

Sleutelwoorden: natrium – downer cow – serum – urine – fractionele excretie

SUMMARY Sodium balance disorders in serum (dysnatremias) may result in severe clinical implications. An elevated sodium level in the blood (hypernatremia) can induce nervous signs as head pressing, blindness, knuckling and downer cow. Low serum sodium concentrations (hyponatremia) on the other hand leads to lowering of the blood pressure in the acute stage with dizziness, an uncertain way of moving and laying down more often (downer cow), while during the chronic form pica and drop of appetite are more common. A subclinical consequence of the appetite decrease is milk drop. Blood sampling seems not to be an adequate diagnostic tool, since clinical outcome is obvious before a change in serum sodium level can be measured. A possible method for early diagnosis, which has already been used in human medicine, is the determination of fractional excretion (FE). This method allows us to determine a shortage of minerals before the onset of clinical signs. The aim of this study was to determine the ranges of fractional excretion of sodium in high productive cattle and to examine the influence of parity (heifer vs. cow) and lactation stadium (dry vs. lactation). A comparison will also be made of fractional excretion, blood values and urine values between three types of herds: category 0 are control herds, category 1 are herds with downer cows and category 2 are herds where cows were able to get up after one calcium treatment (hypocalcemia herds). Samples of urine and serum were obtained from 324 bovines (divided over 11 herds). The reference interval of FENa in control herds is 0,049-2,621% for prepartum cattle, 0,056 - 2,621% for postpartum cattle and 0,055-2,697% for the overall group. No significant difference has been seen among the herd types. Meanwhile significant

differences

has

been

detected

between

prepartum-

and

postpartum

stages

(P < 0,001) and between heifers and pluriparous cows (P < 0,05), where FENa was higher with adult cows than with heifers. Same conclusions can be made for sodium in urine (P < 0,01 and P < 0,05 resp.), while only a significant difference can be found between prepartum- and postpartum stages in blood (P < 0,001). The standard deviation within a herd type is wide, which indicates big difference in FENa among cattle. In this population, no relation could be made between FENa in downer cows and FENa in healthy cows. Nevertheless, we can't exclude the fact that sodium plays a role in downer cows. Further investigation is necessary to focus on FENa in sick animals and with diseases which are typically related to sodium deficiency, such as drinking of urine, pica and teat sucking.

Key words: sodium – downer cow – serum – urine – fractional excretion

2

INLEIDING

Natrium en chloor zijn twee van de belangrijkste macromineralen in het extracellulaire compartiment van het lichaam. Ze staan o.a. in voor de vochtbalans, regulering van bloeddruk, zuur-base evenwicht en prikkeloverdracht bij spier- en zenuwcellen (Suttle, 2010). De voorziening van deze mineralen gebeurt via het dieet. De opname van een individueel aangepaste hoeveelheid zout door koeien begint dus bij een correct uitgebalanceerd rantsoen (Muller L.D., 2003). Gezien de centrale rol van natrium in het lichaam is het niet verwonderlijk dat stoornissen in de normale natriumgehaltes in het bloed (dysnatriemies) belangrijke gezondheidseffecten teweeg brengen.

Bij

de

mens

wordt

hyponatremie

geassocieerd

met misselijkheid,

duizeligheid,

bewusteloosheid en in extreme gevallen coma (Braun et al., 2015). Bij het rund zijn urinedrinken, pica (Suttle, 2010), cross-sucking (Phillips et al. 1999) en selfsucking (Bademkiran et al., 2008) de eerste verschijnselen. Als gevolg van een gedaalde eetlust kan er na verloop van tijd ook een gedaalde melkproductie vastgesteld worden (Suttle, 2010). Daarnaast speelt hyponatremie mogelijks ook een rol bij downer cows. Door een bloeddrukdaling ontstaat duizeligheid, worden er vaker trauma's opgelopen en gaan koeien meer neerliggen. Over dit laatste is er in de wetenschappelijke literatuur echter nog niks terug te vinden. Hypernatremie op zijn beurt veroorzaakt eerder zenuwsymptomen zoals head pressing, blindheid, ataxie (Angelos et al., 1999) en knuckling (Trueman en Clague, 1978). Aangezien klinische symptomen pas laat tot uiting komen en plasmaconcentraties van elektrolieten binnen de normale limieten blijven tot het moment van klinische presentatie, blijkt vroege detectie of preventie van zoutstoornissen een moeilijke opdracht (Ulutaş et al., 2003). In de standaard rantsoenanalyse wordt het zoutgehalte niet systematisch opgemeten en gezien het grote aantal mogelijke zoutbronnen valt de opname van zout moeilijk te voorspellen. In de humane geneeskunde wordt fractionele excretie (FE) gebruikt bij niertesten. Bij rundvee kan er met behulp van de techniek van FE bepaald worden of er een subklinisch tekort van zout in het bloed aanwezig is, vergeleken met de uitgescheiden hoeveelheid in de urine (Lefebvre et al., 2008). Door het preventief bijsturen van het rantsoen kunnen zo eventuele problemen vermeden worden. Ook kan er nagegaan worden of er extra zout vereist is bij hoogproductieve koeien, die zout verliezen bij de uitscheiding via de melk (Gaucheron, 2005). Om FE te kunnen gebruiken, is er uiteraard nood aan een referentiekader. In de literatuur is slechts een enkel artikel terug te vinden (Ulutaş et al., 2003) waarin referentiewaarden voor fractionele excretie van zout bepaald werden bij 20 dieren op 1 bedrijf. Het doel van de literatuurstudie van deze masterproef is een overzicht te geven van de dysnatremies en van de mogelijkheden van FE als diagnostisch middel. In het eigen onderzoek worden referentiewaarden voor FENa opgesteld en wordt de invloed van pariteit (vaars vs. koe) en lactatiestadium (droogstand vs. vroege lactatie) en bedrijfsgeschiedenis nagegaan. Ook worden de fractionele excretie waarden en de bloed- en urinegehaltes van natrium vergeleken tussen bedrijven met downer cow en bedrijven zonder klinische symptomen.

3

DEEL I: LITERATUURSTUDIE 1.

NATRIUM

1.1. DE ELEMENTEN NATRIUM EN CHLOOR +

-

Natrium (Na ) en chloor (Cl ) staan in voor het behoud van de osmotische druk, voor de regulering van het zuur-base evenwicht en voor de controle van het watermetabolisme. Ze vormen het belangrijkste kation resp. anion in het extracellulair vocht (ECV) aan concentraties van 133 - 141 en 95 - 103 mmol per liter respectievelijk (Ollivett en McGuirk, 2013). De belangrijkste rol van natrium is ongetwijfeld zijn rol als osmotisch skelet, waarbij water door het natrium gebonden wordt (Suttle, 2010). Daarnaast speelt natrium nog een rol in tal van andere lichaamsfuncties, zoals transport van chloor, aminozuren +

+

en glucose via de Na -K -pomp, is het van belang bij transportsystemen voor neuromusculaire activiteit, zenuwfuncties en behoud van lichaamstemperatuur (Johansson, 2009). Chloor kan in het lichaam voorkomen onder de vorm van zout (NaCl) of in cellen, zoals de slijmbekercellen van de maag voor de vorming van maagzuur (HCl) (Suttle, 2010). Verder speelt het een rol in de activatie van het katabole enzym amylase en is het betrokken bij transport van zuurstof en koolstofdioxide (Johansson, 2009).

1.2. NATRIUM, CHLOOR EN H2O HOMEOSTASE 1.2.1.

Opname van natrium en chloor

In de veterinaire literatuur worden geen diersoortspecifieke absorptiemechanismen ter hoogte van de gastro-intestinale tractus beschreven. Wat hier volgt zijn algemene principes uit de humane geneeskunde, aangevuld met rundspecifieke mechanismen. +

Opname van Na gebeurt via een actief transportproces in de netmaag, boekmaag, lebmaag en duodenum, terwijl passieve uitwisseling plaatsvindt doorheen de darmwand (NRC, 2001). De belangrijkste functie van natrium is de vorming van het osmotisch skelet. Deze steunt op de +

+

werking van een Na /K -ATPase pomp in de celmembranen (Fig. 1). De pomp stuurt natrium (actief transport) buiten de cel, waarbij de energie van ATP omgezet wordt in een osmotische gradiënt, waardoor water passief mee naar buiten vloeit. De omgezette energie kan ook gebruikt worden voor +

+

transportmechanismen van andere kationen. Bij uitwisseling van Na met H kan de pH gereguleerd +

worden, terwijl uitwisseling met Ca invloed heeft op de vasculaire tonus (Suttle, 2010).

4

+

+

Fig.1. Werking van de natriumpomp door Na /K -ATPase met gelijktijdige opname van glucose (uit Suttle, 2010).

Over het opnamemechanisme van natrium in de magen van het rund is weinig geweten. Wel werden verschillende studies over de natriumabsorptie in de pens van schapen uitgevoerd. Daarin werd vastgesteld dat ruminale absorptie gebeurt via een actief transportmechanisme. Afhankelijk van de natriumconcentratie van de pensinhoud gebeurt dit transport elektrogeen (bij lage concentraties) of via +

+

een elektroneutraal Na -H -uitwisselingsmechanisme (bij hoge concentraties) (Lang en Martens, 1999). Daarnaast zijn er ook opvallende interacties tussen natrium en andere ionen aanwezig. Zo geeft een hoge kaliumconcentratie in de pens

aanleiding tot een

verhoogde

ruminale

natriumabsorptie; bij lage kaliumconcentratie blijft de opname van natrium dan weer beperkt met een hogere ruminale natriumconcentratie als gevolg (Scott, 1967). Natrium zelf is dan weer noodzakelijk voor de opname van magnesium in de pens, terwijl kalium daarbij antagonistisch werkt. Kalium zorgt namelijk voor een absorptie van natrium in de pens, waardoor het natrium zelf niet meer kan helpen bij de absorptie van magnesium. Door het rund zout te laten opnemen, zal de kalium/natriumverhouding dalen, zullen de antagonistische effecten van kalium verdwijnen en kan het natrium instaan voor de noodzakelijke magnesiumabsorptie. Een te lage magnesiumconcentratie kan aanleiding geven tot kopziekte bij runderen (Martens en Schweigel, 2000). Om kopziekte te voorkomen moet dus naast magnesiumsupplementatie voldoende aandacht geschonken worden aan de vrije opname van zout (Spears J., 2011). +

Natrium (Na ) kan in de darm door drie verschillende mechanismen geabsorbeerd worden. De eerste +

weg is een actief co-transportmechanisme waarbij Na samen met organische substanties (glucose, aminozuren) door transporteiwitten vanuit het lumen naar de bloedbaan overgesluisd wordt (Fig. 2, A). De tweede manier is een antiportmechanisme, waarbij intracellulair H +

+

uitgewisseld wordt voor

+

-

extracellulair Na . H wordt door carboanhydrase gevormd uit CO2 en H2O, waarbij ook HCO3 -

geproduceerd wordt. Bij een stijgende HCO3 concentratie zal een uitwisseling tussen de intracellulaire -

-

+

-

HCO3 en het extracellulaire Cl plaatsvinden. De intracellulaire verhouding tussen H en HCO3 +

-

bepaalt hier dus in welke mate Na en of Cl opgenomen worden (Fig. 2, B).

5

+

+

+

Na zal vanuit de cel doorheen de basolaterale membraan migreren door middel van de Na /K ATPase pomp. Chloor migreert pas bij voldoende hoge intracellulaire concentratie en doet dit doorheen speciale chloridekanalen. Het derde mechanisme voor de absorptie van natrium (Fig. 2, C) is de eenvoudige diffusie van natrium doorheen ionkanalen in de apicale membraan. Het belang van dit kanaal voor de natriumabsorptie zou slechts beperkt zijn (Klein B.G., 2013). Transport van chloor kan ook via drie verschillende mechanismen plaatsvinden. Het eerste mechanisme, waarbij natrium en chloor samen geabsorbeerd worden, werd hierboven al besproken (Fig 2, B; Fig. 3, A). Een tweede mechanisme is de paracellulaire chlorideabsorptie, dat tegelijk met de co-absorptie van natrium en organische substanties plaatsvindt (Fig. 3, B). Het paracellulair chloridetransport is het gevolg van het ontstaan van een elektrische gradiënt. Door het transport van +

positief geladen natriumionen (Na ) en neutrale organische substanties (glucose, aminozuren) richting de bloedbaan ontstaat er daar een positieve polariteit vergeleken met het darmlumen. Als gevolg daarvan bewegen ook chloorionen doorheen tight junctions weg uit het lumen en wordt elektrische neutraliteit in belangrijke mate behouden. Bij het derde mechanisme vindt er een directe uitwisseling plaats tussen chloorionen en bicarbonaat, waarbij deze laatste voor een stijging van de darm-pH zorgt. Dit kan voor buffering zorgen tegenover grote concentraties aan gefermenteerde zuren (Klein B.G., 2013).

6

1.2.2.

Regeling van de natriumconcentratie

Fig.4. Renine-Angiotensine-Aldosteron Systeem (Anoniem, 2006) 1.2.2.1. ECV osmolaliteit Osmolaliteit is een maat voor het aantal opgeloste deeltjes per volume water waarin die deeltjes opgelost zijn. Het lichaam controleert de osmolaliteit van het extracellulair vocht (ECV) voor natrium door het aanpassen van de hoeveelheid water waarin het ion wordt opgelost. Osmolaliteit wordt zowel door water als door natrium beïnvloed. Door de sterke elektrochemische binding tussen natrium en water, zullen de regulatiemechanismen die natrium doen migreren rechtstreeks een migratie van water tot stand brengen (Angelos en Van Metre, 1999). Bij het ontstaan van lichte afwijkingen in osmolaliteit zal een homeostatisch mechanisme voor osmoregulatie in werking treden om de water-natrium balans te herstellen. Het monitoren van de ECV osmolaliteit gebeurt door neuronen in de hypothalamus, de zogenaamde osmoreceptoren. Wanneer de osmolaliteit stijgt, genereren deze osmoreceptoren een signaal dat het dorstgevoel stimuleert. Door wateropname stijgt het vochtgehalte in het ECV en daalt de osmolaliteit terug. Ten tweede geven de osmoreceptoren bij hyperosmolaliteit aanleiding tot activatie van het antidiuretisch hormoon (ADH) of vasopressine ter hoogte van de neurohypofyse. ADH werkt in ter hoogte van de verzamelbuisjes van de nieren en zorgt er voor reabsorptie van tubulair vocht. Hier wordt vochtverlies dus beperkt. In het plasma is er een snelle degradatie van ADH, dus wanneer de stimulus voor het hormoon na herstel van de osmolaliteit wegvalt, zal de hormoonconcentratie in het bloed snel zakken. In geval van een hypo-osmolaire situatie, zal het dorstgevoel dalen en is er inhibitie van de ADH-vrijstelling. Daardoor wordt er verdunde urine geproduceerd tot het waterniveau in het ECF is hersteld (Angelos en Van Metre, 1999).

7

1.2.2.2. ECV Volume Op verschillende plaatsen in het circulatiestelsel zijn er sensoren gelokaliseerd die het ECV-volume monitoren. Deze sensoren detecteren veranderingen in het effectief circulerend volume, welke het deel van het ECV is dat zich intravasculair bevindt en dus voor weefselperfusie instaat. Receptoren die een lage intravasculaire druk kunnen waarnemen, bevinden zich ter hoogte van de voorkamers van het hart en ter hoogte van de intrathoracale grote venen. Drukreceptoren die hoge druk waarnemen, zitten in de sinus carotis, aortaboog en de afferente arteriolen van het nefron. Afhankelijk van de distensie die deze mechanoreceptoren waarnemen, zal het aandeel van het effectief circulerend volume ten opzichte van het ECV veranderen (Angelos en Van Metre, 1999). Bij daling van het ECV-volume zullen de volume- en drukreceptoren de sympathische tak van het autonome zenuwstel prikkelen. Deze geeft aanleiding tot cardiovasculaire veranderingen met als doel het behouden van een normale bloeddruk. Een eerste effect is het stimuleren van de reabsorptie van natrium en chloor ter hoogte van de nefronen. Ook zal er minder bloed doorheen de afferente nefronarteriolen stromen, waardoor de juxtaglomerulaire cellen van die nefronen het enzym renine zullen vrijstellen. Renine is noodzakelijk voor de omzetting van angiotensinogeen uit het bloed naar angiotensine I. Dit metaboliet wordt door converterende enzymes van de longbloedvaten omgezet naar het hormoon angiotensine II, dat dan weer een vasoconstrictie van de perifere bloedvaten zal bewerkstelligen. Behalve vasoconstrictie leidt angiotensine II ook tot een efficiëntere absorptie van natrium ter hoogte van de nefronen, verhoogt het de ADH secretie en het dorstgevoel en stimuleert het de aldosteronsecretie vanuit de bijnieren. Aldosteron op zijn beurt zorgt dan weer voor een verhoogde reabsorptie ter hoogt van de nieren en het colon enerzijds en voor een lagere zoutexcretie via het speeksel anderzijds (Angelos en Van Metre, 1999). Bij stijging van het ECV-volume zal het renine-angiotensine-aldosteronsysteem (RAAS) (Fig. 4) niet geactiveerd zijn, en zal het honger- en dorstgevoel verminderen. Daartegenover staat dat de glomerulaire filtratiesnelheid zal toenemen met diurese en een daling van het ECV-volume als gevolg. Daarnaast zullen de atriale hartspiercellen het hormoon atriaal natriuretisch peptide (ANP) vrijgeven. ANP zorgt voor een dilatatie van de afferente en efferente glomerulaire bloedvaten, waardoor de glomerulaire filtratie nog extra toeneemt. Ook werkt het hormoon het RAAS tegen en verlaagt het de spontane opname van water en zout door het dier (Angelos en Van Metre, 1999). 1.2.3.

Excretie van natrium en chloor

1.2.3.1. Excretie via de nier De natriumconcentratie kan vooral bijgestuurd worden ter hoogte van de nier door controle van de reabsorptie van natrium dat eerder uitgescheiden werd in de proximale tubulus. Dit kan door veranderingen in het actief transport en de membraanpermeabiliteit. De reabsorptie, die plaatsvindt in de distale tubulus, kan bevorderd worden door het hormoon aldosteron en wordt vooral gestimuleerd op momenten van lage natrium- en kaliumopname (Suttle, 2010).

8

Bij overmaat aan chloor in het rantsoen wordt ook dit element in eerste instantie via de nier +

-

geëxcreteerd. Dit gebeurt via een K /Cl co-transporter in de renale tubuli. De reabsorptie van Clwordt als een passief proces beschouwd, waarbij Cl- onder een natriumgradiënt wordt meegezogen (Suttle, 2010). Rector en Clapp (1962) vermoeden na hun onderzoek bij de rat echter ook de aanwezigheid van actieve chloorreabsorptie. 1.2.3.2. Excretie via zweet De excretie van zout in zweet is afhankelijk van verschillende factoren, zoals fysieke activiteit, bijnierschorsactiviteit,

omgevingstemperatuur,

lichaamstemperatuur,

vochtigheidsgraad

en

acclimatisatie (Consolazio et al., 1963). Zij toonden aan dat - bij ad libitum inname van zout door de mens - zoutgehaltes in zweet gedurende de eerste twaalf dagen blootstelling aan hitte duidelijk daalden. Na verloop van tijd leidde de acclimatisatie dus tot een daling van zoutverlies. Verder werd opgemerkt dat de zout-, kalium- en ijzerconcentratie van zweet duidelijk daalde gedurende de uren slaap, om dan terug te stijgen in ochtendzweet. Gemiddeld zou natrium 54 tot 68% van de mineralenhoeveelheid in zweet bepalen, kalium 19 tot 44%, magnesium 10 tot 15%, ijzer 4 tot 5% en fosfor 0,4 tot 1,2% (Consolazio et al., 1963). In een veterinair onderzoek door Joshi et al. (1968) werd het zweet van 6 vaarzen van de Indiase rassen Hariana, Tharparkar en Gir met filterpapier opgevangen. Bij onderzoek van het bekomen vocht werd een lage chloorsecretie opgemerkt. Dit was voor de onderzoekers een aanwijzing dat rundvee onder warme omstandigheden geen behoefte heeft aan extra zout in het dieet. Thermale stress zou vooral gelinkt zijn aan de hoge eiwitverliezen in het zweet. 1.2.3.3. Excretie via de uier De mineralenfractie in melk bedraagt ongeveer 8 - 9 g/L en vormt dus slechts een kleine component van de melksamenstelling. De kationen (calcium, magnesium, natrium en kalium) en anionen (anorganisch fosfaat, citraat en chloor) spelen een belangrijke rol in de structuur en stabiliteit van de caseïne micellen. De concentraties van de verschillende mineralen in koemelk wordt beschouwd als relatief constant (Tabel 1), maar kan variëren afhankelijk van het ras (hoger bij Normandische koeien dan bij Holstein Friesian) (Gaucheron, 2005). Tabel 1. Mineralensamenstelling van koemelk (naar Gaucheron, 2005) -1

-1

Mineraal

Concentratie (mg.kg )

Concentratie (mmol.kg )

Calcium

1043-1283

26-32

97-146

4-6

1805-2185

19-23

930-992

30-32

Citraat

1323-2079

7-11

Natrium

391-644

17-2

Kalium

1212-1681

31-43

Chloor

772-1207

22-34

Magnesium Anorganisch fosfaat Totaal fosfor

9

Ook het lactatiestadium speelt een belangrijke rol in de variatie (Tabel 2). De belangrijkste wijzigingen in concentraties vinden echter plaats tijdens de partus. Colostrum blijkt veel hoger te zitten in mineraalwaarden dan normale melk. Verder blijkt ook mastitis zijn invloed te hebben op de mineraalsamenstelling, waarbij vooral de concentratie van natrium en chloor duidelijk toeneemt (Tabel 2). Afhankelijk van de oorzaak en mate van mastitis, zullen deze veranderingen in samenstelling in mindere of meerdere mate uitgesproken zijn (Gaucheron, 2005).

Tabel 2. Mineraalsamenstelling (mmol/L) van afgeroomde melk of Ayrshire tijdens de vroege, midden en einde lactatie en van koeien met mastitis (naar Gaucheron, 2005). Tank

Vroeg

Midden

Laat

Mastitis

30,1

33,2

29,4

32,1

29,4

9,5

12,8

9,4

8,0

9,1

5,1

5,7

5,0

5,4

4,9

3,3

3,9

3,2

3,3

3,2

20,9

19,4

20,9

18,4

19,0

11,2

10,5

11,7

7,0

9,2

9,8

9,8

9,1

8,5

8,8

9,2

9,1

8,9

7,8

8,3

Totaal natrium

25,5

29,7

24,8

48,8

34,5

Totaal kalium

36,8

41,8

40,3

26,9

36,1

Totaal chloor

30,3

36,7

29,7

46,5

40,5

pH

6,72

6,53

6,73

6,98

6,87

Totaal calcium Oplosbaar Calcium Totaal magnesium Oplosbaar magnesium Totaal anorganische fosfor Oplosbaar anorganische fosfor Totaal citraat Oplosbaar citraat

10

1.3. DYSNATREMIE Dysnatremie is een overkoepelende term voor afwijkingen van de natriumconcentratie in het serum (Adrogué en Madias, 1997). Is deze hoger dan de referentiewaarden, dan wordt gesproken van hypernatremie, terwijl hyponatremie wijst op een relatief lage natriumconcentratie in serum. Afhankelijk van de duur, de mate en de oorzaak van de afwijking kan dysnatremie zonder gevolgen blijven, de gezondheidstoestand aantasten met verminderde productie tot gevolg of zelfs erge klinische ziekte geven. Bij hyponatremie kunnen slechte omgevingsomstandigheden of ziekte aanleiding geven tot het overmatig verlies van vocht en natrium, terwijl bij hypernatremie eerder een iatrogene oorzaak aan de basis ligt (Stacey et al, 2014). Theoretisch wordt een onderscheid gemaakt tussen acute en chronische hyper- en hyponatremie, maar de praktijk leert ons dat het niet evident is de precieze duur van deze afwijkingen te bepalen. De beginfase van de aandoening wordt meestal niet opgemerkt en de aanvang van de dysnatremie loopt niet per se gelijktijdig met het ontstaan van de klinische symptomen (Stacey et al., 2014). 1.3.1.

Vormen van hypernatremie

Acute hypernatremie Angelos en Van Metre (1999) beschouwen hypernatremie als acuut, indien deze zich binnen de 48 uur heeft ontwikkeld. Acute hypernatremie vindt vooral plaats bij opname van grote hoeveelheden natrium zonder de bijpassende hoeveelheid water. Zowel de hoog osmotische lading van de natriumionen als het chemisch irriterende effect op de darmmucosa leiden tot diarree, al dan niet samen met mucus en bloed. De snelle dehydratatie veroorzaakt eveneens inkrimping van de hersencellen met centrale zenuwsymptomen als gevolg (zie verder). Door het hoge natriumgehalte intracellulair is het neuronaal energiemetabolisme en de intracellulaire ionaire gradiënt verstoord (Ollivett en McGuirk, 2013; Stacey et al., 2014). Oorzaak Een typische oorzaak van acute hypernatremie is het toevoegen van een overdreven hoeveelheid elektrolietpoeder aan een onaangepast volume water, gevolgd door dwangvoedering van de oplossing door middel van maagsondage. Vooral bij neonaten met diarree wordt dit vaker beschreven. Door hun zwakte zijn deze kalveren niet in staat spontaan de gepaste hoeveelheid melk of water op te nemen om het vochttekort te compenseren (Angelos en Van Metre, 1999). Een even vaak voorkomende oorzaak is het overdoseren van melkpoeder of in minder mate het mengen van dat melkpoeder in water met een te hoog natriumgehalte (Ollivett en McGuirk, 2013). In de humane literatuur worden ook beschrijvingen gemaakt van septicemie als oorzaak van hypernatremie bij neonaten (Smith R.G., 1998). Ook kan er hypernatremische dehydratatie voorkomen wanneer de neonaat uitsluitend door borstvoeding gevoed wordt, waarbij de natriumgehaltes in de moedermelk verhoogd zijn (Krishnamurthy et al., 2011).

11

Klinische tekenen De zenuwsymptomen van hypernatremie bij het rund omvatten doelloos rondzwerven, head pressing, vertraagd reactievermogen, blindheid, tetraparese, tremoren, ataxie, neerliggen, opisthotonus en hartaanval. Ook fasciculatie van de faciale spieren werd al gemeld. Door zwakte van de centraal gereguleerde ademhaling kan de dood optreden (Angelos et al., 1999). Trueman en Clague (1978) melden ook voorkomen van knuckling, waarbij de runderen door de knieën gaan door de relatief te grote zoutopname. De mate waarin de symptomen voorkomen, hangt af van de tijdspanne na opname van het zout, de hoeveelheid opgenomen zout en eventueel de opgenomen hoeveelheid water (Stacey et al., 2009). Differentiaal diagnose Wanneer een rund symptomen van acute hypernatremie vertoont, bevat de differentiaal diagnose naast zoutintoxicatie de volgende aandoeningen: polioencephalomalacie, loodintoxicatie, trauma aan het hoofd, meningitis, nerveuze ketose, nerveuze coccidiose, hypomagnesemie, hypocalcemie, raaigras staggers intoxicatie en drachtigheidstoxemie (Stacey et al., 2014). Therapie Succesvolle resultaten worden beschreven na het toepassen van isotone, natriumhoudende of polyionische vochttherapie aan een snelheid die voldoet om het geschatte verlies, het onderhoud en toekomstig verlies door diarree of lactatie op te vangen. Hieraan voldoen 0,9% zoutoplossingen, Ringerlactaat en andere producten met intermediaire natriumconcentratie. Ondanks de acute vorm van hypernatremie wordt de voorkeur gegeven aan een geleidelijke correctie van natrium, waarbij de neurologische status van de patiënt zorgvuldig kan gemonitord worden (Angelos en Van Metre, 1999). Aan de hand van de volgende formule kan geschat worden hoeveel water er toegediend moet worden aan acute hypernatremische patiënten (Adrogué en Madias, 1997):

Het watertekort kan op verschillende manieren opgevangen worden. Zo kan er gedurende een periode van 24 tot 48 uur op frequente tijdstippen kleine hoeveelheden water of melk te drinken aangeboden worden. Er wordt gestart met een minimale hoeveelheid en deze wordt stelselmatig verhoogd gedurende de behandeling. Een andere manier bestaat uit het intraveneus toedienen van oplossingen zoals 5% dextrose of 0,45% NaCl/2,5% dextrose over een periode van 24 tot 4 uur. Deze vloeistoffen zorgen voor een snelle daling van de osmolariteit van het extracellulaire vocht (ECV). Na 12 uur kan de IV vloeistof vervangen worden door een vloeistof met lagere natrium concentratie. Indien er metabole acidose aanwezig is, kan er een isotone (1,3%) of een lichte hypertone (1,4%) natriumbicarbonaatoplossing toegediend worden (Stacey et al., 2014).

12

Chronische hypernatremie Er wordt gesproken over een chronische hypernatremie indien deze geleidelijk aan ontwikkelt over een periode van vier tot zeven dagen. Dezelfde factoren als bij acute hypernatremie spelen hier een rol en ook de klinische symptomen zijn identiek. Het onderscheid wordt enkel gemaakt op basis van de duur van de aandoening en de snelheid waarmee deze tot stand is gekomen (Stacey et al., 2014). Verschil tussen acute en chronische hypernatremie Het belangrijkste verschil tussen acute en chronische hypernatremie is dat er bij de chronische vorm biochemische veranderingen ontstaan in het hersencelcytoplasma. Er worden idiogene osmoles gevormd (myoinositol, betaine, phosphocreatine, glutamine, glutamaat) waardoor de intracellulaire osmolariteit stijgt en het niveau aanneemt van de osmolariteit ter hoogte van het ECV. Zo blijft de intracellulaire hydratatie behouden en wordt letale cellulaire inkrimping vermeden. Het nadeel van dit mechanisme komt tot uiting wanneer de patiënt een snelle rehydratatie met een vloeistof met lagere natriumconcentratie ondergaat. Dit veroorzaakt namelijk een daling van de osmolaire gradiënt in het ECV, met een watershift vanuit het ECV naar de hersencellen en hersenoedeem als uiteindelijk gevolg (Lein et al.,1990). Therapie Uit veiligheid voor de patiënt moet een hypernatremie van onbekende duur behandeld worden als een chronische (Angelos en Van Metre, 1999). De hoeveelheid watertekort kan op dezelfde manier berekend worden als bij acute hypernatremie, maar er wordt aanbevolen de toediening te verspreiden over een periode van minstens 72 uur (Angelos et al., 1999). In het begin van de vochttherapie wordt aangeraden om een relatief natriumrijk vocht (zoals een 0,9% zoutoplossing) toe te dienen, verspreid over intervallen van 24 uur. Dit met als doel de natriumconcentratie van het ECV te verlagen (Ross, 1990). In de praktijk kan de dierenarts ook gebruik maken van een kristalloïde oplossing met een hoge natriumconcentratie. Dit kan bekomen worden door aan een 0,9% zoutoplossing extra zout of natriumbicarbonaat (in geval van metabole acidose) toe te voegen. De bedoeling is een oplossing te bekomen die ongeveer 10 tot 15 mEq/L lager ligt dan de natriumconcentratie van de patiënt. In een ideale situatie zou de natriumconcentratie met niet meer dan 0,3 tot 1,0 mEq/l per uur mogen dalen. Om het effect van 1 liter van een bepaalde IV oplossing op de natriumconcentratie van het patiëntenserum te voorspellen, kan de volgende formule worden toegepast (LG in kg, natriumconcentraties in mEq/L) (Stacey et al., 2014):

Indien de neurologische toestand van de patiënt drinken toelaat, kunnen kleine volumes melk of water (0,5% van het lichaamsgewicht) elke 2 tot 4 uur oraal toegediend worden. Wanneer een herseninfarct optreedt, kan diazepam (0,01 - 0,2 mg/kg IV elke 30 minuten zolang nodig) of phenobarbital

13

(12 - 20 mg/kg IV traag gedurende 30 minuten) worden toegediend. Deze molecules zijn echter niet geregistreerd voor runderen (BCFI-vet, 2014). Extra zuurstof kan intranasaal voorzien worden. Mannitol (0,25 - 2 g/kg van 20% oplossing IV gedurende 30 - 60 minuten) kan gebruikt worden ter behandeling van cerebraal oedeem (Stacey et al., 2009). Acute hyponatremie Oorzaak Adrogue en Madias (2000) definiëren acute hyponatremie als een hyponatremie die ontwikkelt binnen de 48 uur. Het is meestal het resultaat van water- en natriumverlies vanuit het lichaam, gevolgd door enkel water ter vervanging. Ook waterretentie kan aan de basis liggen. In beide gevallen spreken we van verdunnende hyponatremie. Wanneer de wateropname groter is dan de excretiecapaciteit van de nier, ontstaat er dillutie met hypo-osmolaliteit en hypotoniciteit als gevolg. Acute hyponatremie kan eveneens ontstaan wanneer natrium verschuift naar een derde ruimte (nl. lichaamsholtes of darmlumen) (Adrogue en Madias, 2000). Dit kan bijvoorbeeld ontstaan na een urinewegobstructie met secundaire blaasruptuur en uroperitoneum als gevolg. De inhoud in het abdomen bevat slechts lage concentraties aan natrium vergeleken met het ECV. Zodus wordt natrium aangetrokken naar de buikholte. Aangezien urine door de aanwezigheid van afvalstoffen hyperosmolair is vergeleken met ECV, wordt water vanuit het ECV naar de buikholte aangetrokken en ontstaat er hypovolemie met dehydratie als klinisch symptoom (Sockett et al., 1986). Andere minder voorkomende oorzaken van hyponatremie zijn o.a. psychogene polydipsie, congestief hartfalen, bloeding (Angelos en Van Metre, 1999), toediening van natriumvrije of -arme parenterale vloeistof (Stacey et al., 2014). Klinische tekenen Bij rundvee werden nog geen specifieke klinische tekenen van acute hyponatremie beschreven. Bij neonaten met diarree kan het tegelijkertijd voorkomen met hypoglycemie, metabole acidose en hyperkalemie. De zwakte, ataxie en sufheid die deze metabole stoornissen veroorzaken kan ook tengevolge van de hyponatremie optreden (Stacey et al., 2014). Subklinisch Acute hyponatremie kan tevens aanleiding geven tot bloeddrukdalingen met duizeligheid tot gevolg. Dit kan op zijn beurt terug leiden tot een wankele gang, huidletsels en frequent neerliggen. In de literatuur is er over subklinische gevolgen van hyponatremie echter niets terug te vinden. Therapie De volgende formule kan gebruikt worden om het effect van 1 liter IV vocht op de serumconcentratie in te schatten (Adrogué en Madias, 1997):

14

Chronische hyponatremie Chronische hyponatremie wordt beschouwd als hyponatremie die ontwikkelt over een periode van minstens 48 uur (Adrogue en Madias, 2000). Als gevolg van de aanhoudende hypo-osmolaliteit ter hoogte van het ECV zullen de hersencellen zich aanpassen door elektrolieten en organische opgeloste stoffen aan het ECV af te geven. Zo daalt de osmolariteit intracellulair. Nadeel is hier wel dat bij opname van grote hoeveelheden zout of bij toediening van natriumrijk vocht (oraal of parenteraal) er een snelle intrede van natrium in het ECV gecreëerd wordt. Daardoor vindt er een shift van water plaats vanuit het hersencelcytoplasma naar extracellulair. Verschrompeling van de zenuwcel is het uiteindelijke resultaat (Stacey et al., 2014). Therapie De hoeveelheid zout die moet toegediend worden om de serumconcentratie terug op een normaal +

niveau te brengen, kan geschat worden aan de hand van de volgende formule (Na in mEq, LG in kg):

Net als voor acute hyponatremie kan de volgende formule gebruikt worden om het effect van 1 liter IV vocht op de serumconcentratie in te schatten (Adrogué en Madias, 1997):

+

De correctiesnelheid van chronische hyponatremie mag niet hoger liggen dan 0,5 tot 1 mEq Na /L/uur om neurologische afwijkingen te vermijden (Adrogué en Madias, 1997). Binnen een periode van minimaal 72 uur moet er een complete correctie bekomen zijn (Angelos en Van Metre, 1999). Vanaf het moment dat neurologische symptomen optreden, moet de therapie stopgezet worden en wordt er een meting uitgevoerd van de natriumconcentratie in het serum. Is deze te hoog, dan kan furosemide (0,5 - 10 mg/kg IV) toegediend worden (Stacey et al., 2014). Klinische tekenen De eerste symptomen van zouttekort bij melkvee is pica, waarbij de koe in haar zoektocht naar zout begint te likken aan hout, aarde, urine of zweet. Deze symptomen treden op vanaf 2 à 3 weken ontbreken van het zout. Polyurie en -dipsie kan vastgesteld worden. Na verloop van tijd zal ook de eetlust dalen met een verminderde melkproductie tot gevolg. Het dier vermagert, toont een ruwe huid en het melkvetgehalte daalt. Bij hoogproductieve koeien werd een plotse zwakte en sterfte vastgesteld Suttle, 2010; Smith en Aines, 1959). Ook werd al melding gedaan van een gedaald bevruchtingspercentage door een zouttekort (Suttle, 2010). De Commissie Onderzoek Minerale Voorziening van het CVB (2005) meldt dan weer dat onderzoek heeft aangetoond dat melkkoeien maanden met een natriumdeficiënt

rantsoen

gevoederd

konden

worden

zonder

dat

dit

aanleiding

gaf

tot

gebreksverschijnselen.

15

Phillips et al. (1999) melden ook het voorkomen van cross-sucking of galactophagie na langdurige lage natriumconcentraties. Hieronder verstaat men het opnemen van melk uit de spenen van andere koeien (Lidfors, 2003). Bademkiran et al. (2008) bewezen ook het verband tussen hyponatremie, hypokalemie en hypochloremie en self-sucking (het zuigen aan de eigen spenen). Self-sucking kan aanleiding geven tot schade aan de uier, mastitis, melkverlies met opruimen van de koeien als mogelijk gevolg. Tijdens het einde van de dracht kan een zouttekort de vorming van colostrum tegengaan (Bademkiran et al., 2008). Een tekort aan chloor bij lacterend melkvee kan naast pica en verlaagde melkproductie ook constipatie en cardiovasculaire depressie geven (Fettman et al., 1984). Koeien die niet in lactatie zijn, zouden pas symptomen vertonen bij extreem lage chloorwaarden (Suttle, 2010). 1.3.2.

Preventie van dysnatremie

Preventie van dysnatremie is essentieel, rekening houdend met de morbiditeit en mortaliteit die hier mee gepaard kunnen gaan. Huisvesting, verlichting en ventilatie moeten mee geëvalueerd worden om wateropname door het rundvee te kunnen garanderen. Elk dier moet ad libitum water van hoge kwaliteit kunnen opnemen. Zoutbronnen moeten in de buurt geplaatst worden. In de mate van het mogelijke moeten de water- en zoutbronnen geplaatst worden op plaatsten waar de runderen onderdak of schaduw kunnen vinden (Stacey et al., 2014).

2.

RANTSOEN

Mineralen vormen een noodzakelijke component in het dagelijkse rantsoen van melkvee en spelen een belangrijke rol bij de melkproductie en de groei (Muller L.D., 2003).

2.1. Onderhoud Op basis van het zoutverlies in de faeces en urine bij melkvee heeft het NRC in 2001 een berekening gemaakt van de hoeveelheid natrium in het rantsoen die noodzakelijk is voor onderhoud van de lichaamsfuncties. Voor groeiend rundvee en niet drachtige lacterende koeien bedraagt dit 0,015 gram per kilogram lichaamsgewicht. Dat deze dosering ontoereikend is voor lacterend vee, bleek na het optreden van deficiëntiesymptomen, mindere productieresultaten en het vaststellen van een negatieve zoutbalans. Door middel van voedingsexperimenten werd de dosering natrium voor lacterend vee later vastgelegd op 0,038 gram per kilogram lichaamsgewicht. Verder is er bij hoge omgevingstemperaturen een supplementatie noodzakelijk om het zoutverlies via zweet op te vangen (Tabel 3) (NRC, 2001). Naar de dagelijkse behoefte aan chloor is veel minder onderzoek gebeurd. Het verlies via faeces en urine zou 50% hoger liggen dan dat van natrium (Gueguen et al., 1989). De onderhoudsbehoefte wordt momenteel op 2,25 gram per 100 kg geschat, maar verder onderzoek is noodzakelijk om dit vermoeden beter te onderbouwen (NRC, 2001).

16

2.2. Groei - dracht De hoeveelheid natrium en chloor, noodzakelijk voor de groei bij melkvee tussen 150 en 600 kg lichaamsgewicht, bedraagt respectievelijk 1,4 gram en 1 gram per kg toegenomen lichaamsgewicht per dag. Supplementatie aan mineralen voor lactatie is pas noodzakelijk vanaf 190 dagen dracht en bedraagt dan 1,39 gram natrium en 1,0 gram chloor per dag (NRC, 2001).

2.3. Lactatie Per kilogram melkproductie is 0,63 gram natrium nodig, wat overeenkomt met het gemiddeld natriumgehalte in de melk zelf (Tabel 3). De gemiddelde behoefte aan chloor voor de melkproductie wordt geschat op 1,15 gram per kg geproduceerde melk. Ook dit is gelijk aan de gemiddelde concentratie chloor in de melk. Colostrum blijkt het hoogste gehalte aan chloor te bezitten, maar de gemiddelde concentratie daalt snel bij het begin van de lactatie om richting het eind van de lactatie opnieuw te stijgen. De concentratie aan chloor in de melk is onafhankelijk van de opname via de voeding. Bij grote voedingstekorten blijkt de chloorconcentratie echter te stijgen, net zoals dat het geval is bij hoge omgevingstemperaturen. Lage omgevingstemperaturen geven dan weer het omgekeerde effect (NRC, 2001). Sanchez et al. (1994) bemerkten dat bij een grotere opname van natrium dan normaal noodzakelijk is, de droge stof opname en melkproductie toenamen. Volgens de NRC (2001) zouden deze verschillen echter te wijten zijn aan de hogere concentraties van andere macromineralen in het rantsoen. Zo zouden interacties tussen natrium enerzijds en kalium, chloor en fosfor anderzijds een verhoogde droge stof opname als gevolg hebben. Deze interacties zijn echter ook weer onder invloed van de omgevingstemperatuur. De absorptie van het natrium hangt af van de voedersamenstelling en van de zoutvorm waarin het natrium gebonden zit (natriumchloride is meer beschikbaar dan natriumbicarbonaat). De NRC gebruikt een gemiddelde absorptiecoëfficiënt van 90% voor natrium (tabel 3) (2001).

Tabel 3. Dagelijkse natrium opname bij melkkoeien volgens NRC (2001). Alle waarden zijn gebaseerd op geabsorbeerd natrium met een 90%-absorptiecoëfficiënt (naar Johansson, 2008). NATRIUM Onderhoud

Groeiend vee en

1,67 g/100 kg LG

niet lacterend melkvee Lacterend melkvee Groei

4,22 g/100 kg LG 1,56 g/kg van de dagelijkse gewichtstoename bij dieren met een gewicht van 150600 kg

Dracht

1,54 g/dag vanaf 190d dracht

Lactatie

0,70 g/kg melkproductie

Omgevingstemperatuur

Tussen 25°C en 30°c

0,11 g/100 kg LG

> 30°C

0,44 g/100 kg LG

17

Samengevat kan gesteld worden dat volgens het NRC een droge koe (± 800 kg) een dagelijkse zoutbehoefte heeft van 14,9 gram (onderhoud: 13,36 gram; dracht 1,54 gram). Een koe in het begin van haar lactatie (± 650 kg) met een dagelijkse productie van 30 kg zou dagelijks een behoefte hebben aan 48,43 gram zout (onderhoud: 27,43 gram; lactatie: 21 gram). Behalve de NRC-normen worden bij lacterende dieren ook soms de CVB-normen gehanteerd (Commissie Onderzoek Minerale Voeding, 2005). Daar ligt de onderhoudsdosis op 6,7 mg per kg lichaamsgewicht. Behoefte voor groei wordt geschat op 1,4 gram per kg groei, behoefte voor melk op 0,46 gram per kg melkproductie. In de droogstand kan gesupplementeerd worden met 2,5 g/dag (8 - 3 weken prepartum) en 1,6 g/dag (3-0 weken prepartum). Het behoefte aan natrium volgends de CVBnormen wordt weergeven volgens de opgenomen hoeveelheid droge stof (Tabel 4). Tabel 4. Natriumbehoefte bij melkvee (650 kg) (naar Commissie Onderzoek Minerale Voeding, 2005) Norm van natrium Droge stof opname (kg)

(g/dier/dag)

(g/kg DS)

Droogstaand, 8-3w voor afkalven

11,5

7,6

0,7

Droogstand, 3-0 weken voor afkalven

11,0

6,6

0,6

Melkgevend, 20 kg/dag

18,5

20

1,1

Melkgevend, 40/kg dag

23,5

33

1,4

Ook Lammers et al. (2003) drukken de behoefte aan zout uit in functie van de opgenomen hoeveelheid droge stof. De opnamehoeveelheid waar naar gestreefd wordt, blijft constant gedurende het begin, het midden en het eind van de lactatie. Bij droge koeien wordt een onderscheid gemaakt tussen een al dan niet anionische samenstelling van het droogstandsrantsoen (Tabel 5).

Tabel 5. Zoutbehoefte bij lacterende en droge koeien (% droge stof) (naar Lammers, 2003). Lactatiestadium

LACTERENDE KOEIEN Vroeg

Midden

Eind

0,45-0,50

0,45-0,50

0,45-0,50

- Natrium (% DS)

0,20-0,25

0,20-0,25

0,20-0,25

- Chloor (% DS)

0,25-0,30

0,25-0,30

0,25-0,30

Far-off

Close-up (kationisch)

Close-up (anionisch)

0,25-0,30

0,25-0,30

0,25-0,30

- Natrium (% DS)

0,10-0,12

0,10-0,12

0,10-0,12

- Chloor (% DS)

0,20-0,24

0,20-0,24

0,70-0,80

Zout (% DS)

DROGE KOEIEN Zout (% DS)

18

2.4. Opnamevorm Om volledige controle te hebben over de mineralenopname door het rund, worden mineralen het best gemengd in de krachtvoeders of de TMR. Wanneer de koeien ook een deel van hun tijd op de weide doorbrengen, is controle van de hoeveelheid voeder- en mineralenopname minder evident. Soms wordt dan geopteerd om de mineralen ad libitum te laten opnemen. Het toepassen van enkel deze vorm van mineralenopname wordt echter afgeraden. Onderzoek heeft aangetoond dat koeien niet in staat zijn om individueel hun mineralenbehoefte in te schatten. De opname zou meer afhankelijk zijn van de smakelijkheid dan van de behoefte en koeien zouden dus zelden de mineralen aanvullen die ze nodig hebben om een gebalanceerd dieet te bekomen. Zout vormt hier echter een uitzondering op. Runderen zijn in staat zout te proeven en opname hangt hier meer af van de behoefte dan van de smakelijkheid (Muller L.D., 2003). Behalve zout moeten koeien ook over voldoende zoet water kunnen beschikken. Naast koeien die geen zout extra opnemen, zijn er namelijk ook koeien die aan ‘luxe consumptie’ doen. Zij moeten in staat zijn voldoende zoet water te drinken om het extra natrium te kunnen compenseren (Commissie Onderzoek Minerale Voeding, 2005).

3.

FRACTIONELE EXCRETIE

3.1. DEFINITIE VAN FRACTIONELE EXCRETIE Onder fractionele excretie (FE) van een component (meestal een elektroliet) door de nier verstaan we de fractie van de gefiltreerde hoeveelheid die niet gereabsorbeerd wordt, maar uiteindelijk via de urine geëxcreteerd wordt. Het is de urinaire excretie van het elektroliet per tijdseenheid gedeeld door de hoeveelheid elektroliet dat gedurende dezelfde tijdspanne wordt gefiltreerd. Het wordt uitgedrukt als de verhouding van de elektrolietclearence tot de clearence van creatinine (Lefebvre et al., 2008). FE geeft geen informatie over de plasmaconcentratie, urineconcentratie, absolute urinaire excretie of renale clearence van deze elektrolieten. Deze variabelen zijn gerelateerd aan elkaar, maar geen enkele van deze alleen kan de waarde van de andere parameters voorspellen (Lefebvre et al., 2008).

3.2. BEREKENING VAN DE FRACTIONELE EXCRETIE De formule voor de berekening van de fractionele excretie van natrium gaat als volgt:

FENa = (UNa / SNa) x (Scr / Ucr) x 100

waarbij FENa = fractionele excretie van natrium, UNa de urineconcentratie van natrium (mg/dL of mEq/L), SNa = serumconcentratie van natrium (mg/dL of mEq/L), Scr = serumconcentratie van creatinine (mg/dL) en Ucr = urineconcentratie van creatinine (mg/dL) (Ulutaş et al., 2003).

19

3.3. INTERPRETATIE VAN DE FRACTIONELE EXCRETIE Variatie door leeftijd en voeding Verschillende studies bij verschillende diersoorten tonen variaties in FE aan als gevolg van de leeftijd van het dier. Dit kan deels te verklaren zijn door een verschillende voederopname. De hoeveelheid opgeloste elektrolieten in de urine is afhankelijk van het type dieet en het moment van voederen, terwijl de plasmaconcentratie er amper door beïnvloed wordt (Lefebvre et al., 2008). Hartmann et al. (2001) toonden een stijging van FECa en FEp aan binnen de twee dagen na oversupplementatie van deze elementen. Bij het vergelijken van FE-tests is het dus zeer belangrijk na te gaan over er verschillen zijn opgetreden in de rantsoensamenstelling. Een verandering in een van de componenten heeft niet alleen invloed op de FE van dat ion, maar ook de waarden van andere ionen kunnen daardoor beïnvloed worden (Hartmann et al., 2001) Variatie door dracht en lactatie Fleming et al. (1992) toonden aan dat de FE van calcium, fosfor en magnesium verandert volgens het lactatiestadium van melkvee. Bij natrium, kalium en chloor zou dit niet het geval zijn. De leeftijd van de koeien en hun productie zouden daar geen invloed op uitoefenen. Uit het onderzoek van Ulutaş et al. (2003) blijkt dat de FE van zowel calcium, magnesium, fosfor als natrium, chloor, kalium verandert gedurende zowel droogstand als tijdens lactatie. Bij de overgang van lactatie naar droogstand stijgt de FE van calcium en magnesium, maar daalt ze terug tijdens de tweede maand droogstand. Na afkalven stijgt de FE van magnesium opnieuw, terwijl deze van calcium daalt t.o.v. de drachtperiode. De FE van natrium en kalium daalt gedurende de eerste twee maand droogstand, maar stijgt terug na het afkalven. Bij de FE van chloor was er enkel een duidelijke stijging te zien na een maand lactatie t.o.v. de postpartumperiode. Tussen de FE van natrium en chloor is er in elke periode een sterk positieve correlatie vast te stellen. Het onderzoek werd uitgevoerd bij koeien van dezelfde leeftijd met een gelijke productie. Variatie door dagritme of seizoen Er werd nog geen onderzoek gevoerd naar het verband tussen FE van ionen en het moment van staalname. Wel werd reeds aangetoond dat de concentratie van calcium, natrium en fosfor in urine een maximum bereikt overdag en een minimum 's nachts (Spieker, 1989). Een seizoenseffect blijkt uit het feit dat de FE van alle elektrolieten stijgt tijdens de zomer en daalt tijdens de winter en lente (Itoh, 1989). In de literatuur is slechts een artikel terug te vinden waarin referentiewaarden voor fractionele excretie van macromineralen vastgelegd werden. Dit artikel (Ulutaş et al., 2003) vergelijkt de fractionele excretiewaarden van 20 koeien op zes momenten (drie momenten prepartum en drie postpartum) van de lactatiecyclus en doet dit bij 20 koeien van hetzelfde productieniveau.

20

3.4. TOEPASSING VAN DE FRACTIONELE EXCRETIE Meting van de FE wordt in de humane geneeskunde uitgevoerd bij onderzoek naar de nierfunctie. De tot nu toe frequentst gebruikte nierfunctietesten zijn de indirecte testen van de glomerulaire filtratie (door bepaling van plasma-ureum en/of metingen van het creatininegehalte) en in mindere mate directe meting van de glomerulaire filtratie ratio (GFR). De tubulaire functies van de nier (secretie en reabsorptie van wateroplosbare stoffen) kunnen met deze technieken echter niet getest worden. Bij een tubulaire dysfunctie, zoals het Fanconi syndroom bij de hond, kan een stijging van de FE verwacht worden, door een daling van de tubulaire reabsorptie (Lefebvre et al., 2008). Fractionele excretiewaarden zouden daarnaast ook een mogelijke screeningsmethode voor macroelementenvoorziening kunnen vormen. Door het bepalen van de FE waarden, zouden klinische symptomen opgemerkt kunnen worden nog voor mineraaltekorten in het plasma merkbaar zijn. Bij afwijkingen t.o.v. de referentiewaarden van de FE kunnen rantsoenen preventief aangepast worden en metabole problemen vermeden worden (Ulutaş et al., 2003).

21

DEEL II ONDERZOEK

1.

DOELSTELLING

Het doel van deze studie was referentiewaarden voor fractionele excretie van natrium bij hoogproductief melkvee in Vlaanderen op te stellen en de invloed van pariteit (vaars vs. koe) en lactatiestadium (droog vs. vroege lactatie) te bepalen. Ook worden de fractionele excretiewaarden en de bloed- en urinegehaltes van natrium vergeleken tussen bedrijven met downer cow en bedrijven zonder klinische symptomen. Het uiteindelijke praktische nut is een uitspraak te kunnen doen over de bruikbaarheid van FE om vroegtijdig dysnatriemie probleembedrijven te identificeren en een rantsoenaanpassing door te voeren.

2.

MATERIAAL EN METHODEN

2.1. Studieopzet en bemonstering Een crossectionele studie om referentiewaarden voor FE op te stellen werd uitgevoerd op 11 Vlaamse bedrijven. De bedrijven werden geselecteerd op basis van bereidwilligheid tot medewerking. Controlebedrijven mochten in het laatste jaar geen enkele downer cow gehad hadden. Casae bedrijven waren bedrijven met downer cow in het laatste jaar. Elk bedrijf diende te beschikken over rantsoenanalyseresultaten. Op elk bedrijf werden dieren voor de partus (binnen 6 weken) en na de partus (binnen 6 weken) bemonsterd en het aantal monsters werd verdeeld over vaarzen en koeien. Het aantal stalen per bedrijf was in functie van de bedrijfsgrootte. Alle dieren die zich binnen het bemonsteringslactatiestadium bevonden werden bemonsterd per bedrijf. Eerst werden urinestalen bekomen via perineale stimulatie, waarbij midstreamurine in een platiek potje werd opgevangen. Koeien die niet urineerden na perineale stimulatie, werden via een metalen urinesonde bemonsterd. Serum werd verzameld door punctie in de vena jugularis met een vacutainer systeem (Venoject, Terumo, België). De stalen werden bewaard bij 4°C en gecentrifugeerd binnen de 72 uur na staalname. Nadien werd het serum en de urine bewaard bij -20°C in afwachting van verdere analyse. Behalve staalnames werden de runderen ook beoordeeld op technopathieën.

2.2. Bepaling van natrium in urine en serum Voor de bepaling van natrium en creatinine in serum en urine werd er gebruik gemaakt van het Roche Cobas 600 C501 toestel. De meting van Na (mmol/L) gebeurt aan de hand van de ionselectieve methode. Voor creatinine (mg/dl) heeft men gebruik gemaakt van de kinetische colorimetrische methode van Jaffé en dit aan de hand van alkalisch pikrinezuur. De FE Na werd uitgerekend zoals eerder vermeld.

22

2.3. Statistische analyse Gegevens werden verzameld in een spreadsheet (Excel) en overgebracht naar SAS 9.4 voor descriptieve en statische analyse. Referentie-intervallen voor FENa werden berekend na box-cox +1

transformatie m.b.v. aangepaste software (Reference value advisor V2.1). Log

transformatie was

noodzakelijk voor FENa en [Na]urine. Om de effecten van vaars/koe, prepartum of postpartum en het bedrijfstype (controle, hypocalcemie of downer) op de FE Na, [Na]serum en [Na]urine te bepalen, werd een linear mixed model gebruikt (Proc mixed). Het bedrijf werd toegevoegd als random factor om te corrigeren voor clustering van koeien binnen een bedrijf. In elk model werden de drie predictoren alsook de interactie tussen pre- en postpartum en het bedrijfstype opgenomen. Bonferroni correcties werden toegepast voor multipele vergelijkingen. De validiteit van het model werd nagegaan d.m.v. inspectie van de residuelen.

3. 3.1.

RESULTATEN Dieren en voeding

Gedurende het volledige onderzoek werden van 324 Holstein-Friesian runderen, verdeeld over 11 bedrijven, een serum- en urinestaal genomen (91 koeien prepartum, 113 koeien postpartum, 63 vaarzen prepartum en 57 vaarzen postpartum). 7 bedrijven waren gelegen in de provincie OostVlaanderen, 3 in West-Vlaanderen en 1 bedrijf lag in de provincie Antwerpen. De bedrijven werden in drie categorieën onderverdeeld: Categorie 0 zijn de controlebedrijven (bedrijven 1, 2, 6, 9 en 11), categorie 1 (7 en 8) zijn bedrijven met downer cow problemen en onder categorie 2 vallen de bedrijven (3, 4, 5 en 10) waarbij de downer cows na een behandeling met calcium vlug terug recht stonden (hypocalcemiebedrijven). De bedrijfsgrootte en de productieparameters per bedrijf worden in de volgende tabel weergegeven (Tabel 6). Daarnaast worden per diergroep de beschikbare rantsoengegevens opgelijst (Tabel 7, 8 en 9) en de technopathiebeoordelingen weergegeven (Tabel 10). Tabel 6. Bedrijfsoverzicht Aantal koeien

Gemiddelde productie (liter)

Vet %

Eiwit %

20/128

31,4 kg

3,90

3,32

19/40

21/84

26,1 kg

4,16

3,37

22/50

21/110

33,1 kg

3,96

3,38

154

2

12/30

22/124

27,9 kg

4,53

3,54

123

2

6/67

17/56

31,9 kg

4,19

3,41

240

0

14/60

24/180

35,0 kg

4,20

3,50

Bedrijf 7

181

1

7/38

13/143

28,6 kg

3,64

4,28

Bedrijf 8

90

1

0/20

10/70

20,0 kg

4,42

3,50

Bedrijf 9

83

0

4/22

10/61

29,3 kg

4,31

3,48

Bedrijf 10

189

2

15/30

26/159

25,7 kg

4,38

3,55

Bedrijf 11

206

0

16/83

18/123

30,7 kg

3,98

3,59

1

Aantal

Type

168

0

7/40

Bedrijf 2

124

0

Bedrijf 3

160

2

Bedrijf 4 Bedrijf 5

Bedrijf 1

Bedrijf 6

Aantal vaarzen

2

3

1

Type: type 0 = controlebedrijf; type 1 = downer cow bedrijf; type 2 = tussengevallen/hypocalcemie Vaars: vanaf begin van de eerste dracht tot de droogstand, voorafgaand aan de tweede kalving 3 Koe: vanaf de droogstand, voorafgaand aan de tweede kalving 2

23

Tabel 10. Aanwezigheid van technopathieën bij bemonsterde runderen (%). Bedrijf 1

7,4 %

2/27

Bedrijf 7

25,0 %

5/20

Bedrijf 2

7,5 %

3/40

Bedrijf 8

20,0 %

2/10

Bedrijf 3

7,0 %

3/43

Bedrijf 9

28,6 %

4/14

Bedrijf 4

14,7 %

5/34

Bedrijf 10

2,4 %

1/41

Bedrijf 5

13,0 %

3/23

Bedrijf 11

0,0 %

0/34

Bedrijf 6

0%

0/38

3.2. Fractionele excretie Tabel 11 bevat per bedrijfstype de waargenomen gemiddelde FE Na waarden met standaarddeviatie, waarbij tevens een onderverdeling werd gemaakt tussen waarden voor en na het afkalven. Daarnaast worden per bedrijfstype de berekende referentie-intervallen weergegeven, waarbij opnieuw de groepen voor en na het afkalven en de totale populatie met mekaar vergeleken kunnen worden. De ruwe data per bedrijf worden weergegeven in Tabel 12. Tabel 11. Gemiddelde FENa en standaarddeviaties (Sd) met berekende referentie-intervallen per bedrijfstype Controlebedrijf (type 0)

Downer Cow (type 1)

Hypocalcemie (type 2)

FENa prepartum Gem. en Sd

0,371 ± 0,47

0,629 ± 0,56

0,309 ± 0,30

FENa postpartum Gem. en Sd

0,838 ± 0,79

1,031 ± 0,67

0,611 ± 0,46

FENa totaal Gem. en Sd

0,624 ± 0,70

0,803 ± 0,063

0,467 ± 0,42

Berekend referentieinterval prepartum

0,049 - 2,621

0,054 - 3,336

0,033 - 1,359

Berekend referentieinterval postpartum

0,056 - 2,899

0,000 - 2,637

0,064 - 2,000

Berekend referentieinterval totaal

0,055 - 2,697

0,000 - 2,500

0,031 - 1,713

24

Tabel 12. Pre- en postpartum fractionele excretiewaarden van natrium bij vaarzen en koeien. Fractionele excretie van natrium (%)

Vaarzen prepartum

Vaarzen postpartum

Koeien prepartum

Koeien postpartum

Bedrijf 1 x ± Se Xmin - xmax

0,33 ± 0,47 0,08 - 1,03

0,77 ± 0,60 0,24 - 1,43

0,21 ± 0,09 0,13 - 0,32

1,55 ± 0,66 0,38 - 2,92

Bedrijf 2 x ± Se Xmin - xmax

0,66 ± 0,88 0,11 - 2,83

1,42 ± 0,69 0,61 - 2,67

0,54 ± 0,46 0,10 - 1,54

1,44 ± 0,59 0,37 - 2,27

Bedrijf 3 x ± Se Xmin - xmax

0,42 ± 0,47 0,04 - 1,37

0,76 ± 0,31 0,42 - 1,32

0,17 ± 0,13 0,05 - 0,47

0,88 ± 0,47 0,39 - 1,73

Bedrijf 4 x ± Se Xmin - xmax

0,10 ± 0,03 0,07 - 0,12

0,24 ± 0,21 0,05 - 0,71

0,36 ± 0,21 0,12 - 0,67

0,42 ± 0,43 0,11 - 1,54

Bedrijf 5 x ± Se Xmin - xmax

0,08 ± 0,01 0,08 - 0,09

0,41 ± 0,39 0,13 - 0,69

0,10 ± 0,04 0,07 - 0,18

0,32 ± 0,13 0,16 - 0,56

Bedrijf 6 x ± Se Xmin - xmax

0,11 ± 0,05 0,06 - 0,19

0,11 ± 0,03 0,06 - 0,15

0,20 ± 0,13 0,09 - 0,58

0,13 ± 0,08 0,06 - 0,38

Bedrijf 7 x ± Se Xmin - xmax

0,39 ± 0,24 0,08 - 0,82

0,59 ± 0,16 0,47 - 0,77

0,27 ± 0,17 0,15 - 0,39

0,76 ± 0,62 0,19 - 1,57

Geen stalen

Geen stalen

1,26 ± 0,63 0,14 - 1,70

1,57 ± 0,58 0,99 - 2,52

Bedrijf 9 x ± Se Xmin - xmax

0,93 ± 0,84 0,33 - 1,52

0,10 ± 0,07 0,05 - 0,15

0,61 ± 0,51 0,09 - 1,10

0,47 ± 0,51 0,06 - 1,47

Bedrijf 10 x ± Se Xmin - xmax

0,45 ± 0,35 0,15 - 1,09

1,10 ± 0,73 0,59 - 1,62

0,32 ± 0,20 0,05 - 0,66

0,88 ± 0,52 0,24 - 2,14

Bedrijf 11 x ± Se Xmin - xmax

0,13 ± 0,09 0,04 - 0,29

0,82 ± 1,07 0,18 - 3,20

0,36 ± 0,26 0,05 - 0,93

0,49 ± 0,31 0,18 - 1,05

Bedrijf 8 x ± Se Xmin - xmax

25

Fractionele excretie van natrium 1,2 1

FENa

0,8 0,6 0,4 0,2 0 pre controle

post downer cow

hypocalcemie

Fig. 5. Vergelijking van de FENa waarden van de verschillende types bedrijven in prepartum en postpartum stadium.

Er is geen significant verschil tussen de bedrijfstypes, maar wel tussen het prepartumstadium vs. postpartumstadium (P < 0,001) en tussen vaars en koe (P < 0,05), waarbij de FENa hoger is bij koeien dan bij vaarzen (Fig. 5).

FENa 1,60 1,40

FENa (%)

1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Vaarzen Prepartum

Koeien Postpartum

Fig. 6. Vergelijking van de FENa waarden van vaarzen t.o.v. koeien en prepartum t.o.v. postpartum ongeacht het bedrijfstype.

26

3.3. Serum

Natriumconcentratie serum 142

[Na]serum

141 140 139 138 137 136 pre controle

post downer

hypocalcemie

Fig. 7. Vergelijking van de serumwaarden van natrium van de verschillende type bedrijven in prepartum en postpartum stadium.

Op serum is er geen significant verschil vast te stellen tussen vaarzen en koeien. Tussen prepartumen postpartumwaarden is er wel een significant verschil (P < 0,001), waarbij de waarden prepartum gemiddeld 2,37 mg/dl hoger liggen dan postpartum (Fig. 7).

3.4. Urine

Natriumconcentratie urine 120

[Na]urine

100 80 60 40 20 0 pre controle

post downer

hypocalcemie

Fig. 8. Vergelijking van de urinewaarden van natrium van de verschillende type bedrijven in prepartum en postpartum stadium.

27

Wat betreft de uitscheiding van natrium in de urine kan er geen significant verschil tussen de bedrijfstypes (P < 0,48) vastgesteld worden. Verder is er wel een significant verschil tussen vaarzen en koeien (P < 0,01) en tussen het prepartum- en postpartumstadium (P < 0,05) (Fig. 8). Figuur 9 tenslotte toont aan dat er geen verband kan gelegd worden tussen natriumwaarden in serum en urine.

Fig. 9. Regressievergelijking tussen serumwaarden en urinewaarden van natrium.

28

DISCUSSIE Vandaag de dag is de melkveehouderij een gespecialiseerde sector waarin optimalisatie van de verschillende omgevingsfactoren noodzakelijk is om aan rendabele bedrijfsvoering te doen. Een correct uitgebalanceerd rantsoen is een van de steunpilaren van een goede diergezondheid. Mineralen spelen daarin een niet te onderschatten rol. Zo staat natrium in voor de vochtbalans, bloeddrukregeling, zuur-base evenwicht en prikkeloverdracht bij spier- en zenuwcellen (Ollivett en McGuirk, 2013). Door een bloeddrukdaling ontstaat duizeligheid, worden vermoedelijk vaker trauma's opgelopen worden en zou het dus kunnen zijn dat koeien vaker neerliggen. Net als calcium speelt natrium dus mogelijks een rol in de downer cow problematiek. Daarnaast is voldoende natrium noodzakelijk voor de melkproductie (Johansson, 2008). Aangezien in de praktijk het accent nadrukkelijker op preventieve diergeneeskunde wordt gelegd, ontstaat de vraag of ook een afwijking in het natriumgehalte kan vastgesteld worden, nog voor klinische symptomen tot uiting komen. Voor deze masterproef werd onderzocht of fractionele excretie hiertoe een bijdrage kan leveren. Door het bepalen van de FENa waarden, zouden natriumtekorten opgemerkt kunnen worden nog voor plasmatekorten merkbaar zijn en klinische symptomen tot uiting komen. Bij afwijkingen t.o.v. de referentiewaarden van de FENa kunnen rantsoenen preventief aangepast worden en metabole problemen vermeden worden (Ulutaş et al., 2003). Het berekend referentie-interval voor FENa bij gezond melkvee (controlebedrijven) is 0,049 - 2,621% bij prepartum runderen en 0,056 - 2,899% bij postpartum runderen. Er is geen significant verschil terug te vinden tussen de controlebedrijven en de andere bedrijfstypes. Lactatie blijkt duidelijk een invloed uit te oefenen op FENa, want er is een significant verschil tussen de prepartum- en postpartumstadia (P < 0,001) en tussen vaarzen en koeien (P < 0,05), waarbij de FENa groter is bij koeien dan bij vaarzen. De invloed van droogstand en vroege lactatie werd eerder ook al aangetoond door Ulutaş et al.(2003) en de bevindingen zijn identiek. Deze laatsten voerden echter metingen uit op zes verschillende tijdstippen per koe (3 pre- en 3 postpartum), waardoor het verloop van de FENa tijdens droogstand en beginnende lactatie beter beoordeeld kon worden. Zo kon een daling van de FENa tijdens de droogstand vastgesteld worden met een dieptepunt rond de kalfperiode. Daarna stijgt de FENa terug tot op een niveau boven dat van het begin van de droogstandsperiode. Enerzijds is dit onverwacht, aangezien tijdens de lactatie terug een zoutverlies via de melk optreedt. Dit zou dan een daling van de FENa tot gevolg moeten hebben. Anderzijds kan de stijging verklaard worden door een grotere droge stof opname na de partus. Door involutie van de baarmoeder kan de vaars/koe terug grotere hoeveelheden voeder in de pens opnemen. Daarnaast speelt de samenstelling van het droogstands- en lactatierantsoen uiteraard een voorname rol (Bijlage I, II en III). De bekomen referentiewaarden van Ulutaş et al. (2003) vallen middenin het hier berekende referentie-interval. Het referentiegebied bepaald door Fleming et al. (1992) is dan weer iets breder (0,001-3,14). De bekomen waarden van deze laatsten zijn wel enkel van toepassing op koeien in de eerste zeven dagen van lactatie. De hoge standaarddeviatie (0,47 prepartum en 0,79 postpartum) is te wijten aan de hoge individuele variatie tussen de runderen. Het verschil in rantsoen en het verschillend tijdsinterval tussen voederopname en staalname tussen de bedrijven kunnen hierbij aan de basis liggen.

29

Er is geen significant verschil tussen de FENa van downer cow bedrijven (type 1) en hypocalcemie bedrijven (type 2). Enerzijds kan dit betekenen dat natrium geen rol speelt bij downer cow, tenminste niet op de testbedrijven. Anderzijds dient genuanceerd te worden, aangezien niet aangetaste dieren als indicator voor bedrijfsproblematiek getest werden. Ook moet gemeld worden dat downer cow- en hypocalcemiebedrijven hun rantsoen na de doorgemaakte problemen reeds hadden aangepast, waardoor de mogelijke invloed van onaangepaste voeding minder kan beoordeeld worden. Behalve natrium is ook chloor een belangrijke component in zout. Bij de labo-analyses op de urine- en bloedstalen werden de chloorgehaltes echter niet opgemeten. Onderzoek heeft aangetoond dat de fractionele excretie van chloor volledig deze van natrium volgt (Fleming et al., 1992; Ulutaş et al. 2003). Chloorexcretie of –reabsorptie ter hoogte van de distale tubulus is namelijk een passief proces waarbij chloor onder een natriumgradiënt wordt meegezogen (Suttle, 2010). Behalve de FENa kon ook de evolutie van de natriumconcentratie in bloed en urine opgevolgd worden. Ook hier kan vastgesteld worden dat bedrijfstypes geen invloed spelen. De [Na]urine stijgt duidelijk postpartum (P < 0,05), waarbij er tevens een significant verschil gevonden wordt tussen vaarzen en koeien (P < 0,01). Wat betreft de [Na]serum is er postpartum een significante daling vast te stellen t.o.v. prepartum (P < 0,001). Verder werd ook aangetoond dat er geen verband kan gelegd worden tussen natriumwaarden in serum en urine. Naast de bloed- en urinestaalnames werden de runderen ook beoordeeld op technopathieën. Op bedrijven 7 en 8 (type 1) hadden respectievelijk 25% en 20% van de bemonsterde dieren letsels aan hakken en/of heupbeenderen. De ligboxafmetingen (Bijlage IV) van bedrijf 7 blijken ruim te voldoen, waardoor de rol van de infrastructuur bij de technopathieën minder waarschijnlijk is. Op bedrijf 8 daarentegen blijken de ligboxen duidelijk te klein, wat evenzeer een mogelijke verklaring voor de technopathieën kan zijn. Het hoge percentage technopathieën op bedrijf 9 (type 0) valt niet te verklaren. De ligboxafmetingen voldoen aan de norm en van downer cows of koeien met kalfziekte is geen sprake. Huidletsels bij andere bedrijven bleken minder een probleem. Als conclusie kan gesteld worden dat de situatie in Vlaanderen wat betreft fractionele excretie van natrium vergelijkbaar is met eerder uitgevoerd onderzoek door Ulutaş et al. (2003) in Turkije en Fleming et al. (2003) in de Verenigde Staten. Op de onderzochte populatie was er geen verband tussen FENa waarden van downer gevallen en FENa waarden bij gezonde runderen. Men kan echter niet uitsluiten dat natrium een rol speelt bij het downer cow syndroom. Verder onderzoek dient zich te focussen op FENa bij zieke dieren en bij aandoeningen die als typisch voor natriumtekort worden geacht, zoals urinedrinken, pica en speenzuigen. De bekomen referentiewaarden kunnen hierbij zeker en vast van nut zijn.

30

REFERENTIELIJST Adrogué H.J., Madias N.E. (1997). Aiding fluid prescription for the dysnatremias. Intensive Care Medicine 23, 309-316. Adrogué H.J., Madias N.E. (2000). Hyponatremia. The New England Journal of Medicine 342, 15811589. Angelos S.M., Van Metre D.C. (1999). Treatment of sodium balance disorders. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice 15, 587-607. Angelos S.M., Smith B.P., George L.W., House J.K., Van Metre D.C., Fecteau G., Thacker V.C., Angelos J.A. (1999). Treatment of hypernatremia in an acidotic neonatal calf. Journal of the American Veterinary Medical Association 214, 1364-1367. Anoniem (2001). Nutrient Requirements of Dairy Cattle, 7e editie, National Academy Press, Washington D.C., 192. Anoniem (2006). Renin-angiotensin system. Internetreferentie: http://en.wikipedia.org/wiki/Renin%E2%80%93angiotensin_system (geconsulteerd op 12/02/2015). Bademkiran S., Yokus B., Icen H., Cakir D.U., Kurt D. (2008). Assessment of serum mineral and certain biochemical variables in self-sucking dairy cows. Analele IBNA 24, 85-95. BCFI-vet (2014). Belgisch Centrum voor Farmacotherapeutische Informatie. Gecommentarieerd Geneesmiddelenrepertorium voor Diergeneeskundig Gebruik. Benzodiazepines en Algemeen Injecteerbare Anesthetica. Internetreferentie: http://www.cbip-vet.be/nl/texts/NZSOOOL1GL2o.php (geconsulteerd op 27/02/2015). Braun

M.M., Barstow C.H., Pyzocha N.J. (2015). Diagnosis en treatment of sodium disorders:

hyponatremia and hypernatremia. American Family Physician 91, 209-307. Byers S.R., Lear A.S., Van Metre D.C. (2014). Sodium balance and the dysnatremias. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice 30, 333-350. Consolazio C.F., Matoush L.O., Nelson R.A, Harding R.S., Canham J.E. (1963). Excretion of Sodium, Potassium, Magnesium and Iron in Human Sweat and the Relation of Each to Balance and Requirements. The Journal of Nutrition 79, 407-415. Commissie Onderzoek Minerale Voeding (2005). Handleiding Mineralenvoorziening Rundvee, Schapen en Geiten, 6e editie. CVB, Centraal Veevoederbureau, Lelystad, 71-75. Fettman M.J., Chase L.E., Bentinck-Smith C., Coppock E., Zinn S.A. (1984). Nutritional chloride deficiency in early lactation Holstein cows. Journal of Dairy Science 67, 2321-2335. Fleming S.A., Hunt E.L., Brownie C., Rakes A., McDaniel B. (1992). Fractional excretion of electrolytes in lactating dairy cows. American Journal of Veterinary Research 53, 222-224.

31

Hartmann H., Bandt C., Glatzel P.S. (2001). Einfluss wechselnder oraler Mineralstoffzufuhr auf Nierenfunktionen einschließlich renaler fraktioneller Exkretion von Ca, Mg und Phosphat bei Kühen. Berliner und Münchener tierärztliche Wochenschrift 114, 267-272. Itoh N. (1989). Fractional electrolyte excretion in adult cows: establishment of reference ranges and evaluation of seasonal variation. Veterinary Clinical Pathology 18, 86-87. Johansson K. (2008). Salt to ruminants and horses. Masterthesis, Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala, 4-10. Joshi B.C, Joshi H.B., McDowell R.E., Sadhu D.P. (1968). Composition of skin secretions from three Indian breeds of cattle under thermal stress. Journal of dairy science 51, 917-920. Klein B.G. (2013). Cunningham's Textbook of Veterinary Physiology, 5th edition, Elsevier Health Sciences, St. Louis Missouri, 307-309. Krishnamurthy S., Debnath S., Gupta P. (2011). Breast feeding-associated hypernatremic dehydration: A preventable tragedy in newborn infants. Journal of Case Reports 1, 1-5. Lammers B.P., Heinrichs A. J., Virginia A. I. (2003). Use of total mixed rations (TMR) for dairy cows. Dairy Cattle Feeding and Management. Departement of Dairy and Animal Science. Pensilvania State University. Lang I, Martens H. (1999). Na transport in sheep rumen is modulated by voltage-dependent cation conductance in apical membrane. American Journal of Physiology - Gastrointestinal and Liver Physiology 277, 609-618. Lefebvre H.P., Dossin O., Trumel C., Braun J. (2008). Fractional excretion tests: a critical review of methods and applications in domestic animals. Veterinary Clinical Pathology 37, 4-20. Lein Y.H., Shapiro J.I., Chan L. (1990). Effects of hypernatremia on organic brain osmoles. Journal of Clinical Investigation 85, 1427-1435. Lidfors L., Isberg L. (2003). Intersucking in dairy cattle - review and questionnaire. Applied Animal Behaviour Science 80, 207-231. Martens H., Schweigel M. (2000). Pathophysiology of grass tetany and other hypomagnesemias. Implications for clinical management. The Veterinary Clinics of North America, Food Animal Practice 16, 339-368. Muller L.D. (2003). Dietary Minerals for Dairy Cows on Pasture. Proceedings from Nutrition of Dairy Cows on Pasture-Based Systems, Grantville, PA, 83-86. NRC (2001). Nutrient requiremetns of Dairy Cattle. 7th rev. ed. National Research Council. National Academic Press, Washington DC. Ollivett T.L., McGuirk S.M. (2013). Salt Poisoning as a Cause of Morbidity and Mortality in Neonatal Dairy Calves. Journal of Veterinary Internal Medicine 27, 592-595.

32

Rector F.C., Clapp J.R. (1962). Evidence for active chloride reabsorption in the distal renal tubule of the rat. Journal of Clinical Investigation 41, 101-107. Ross L.A. (1990). Disorders of serum sodium concentration: diagnosis and therapy. Compendium on Continuing Education for the Practising Veterinarian 12, 1277-1289. Sanchez W.K., McGuire M.A., Beede D.K. (1994). Macromineral nutrition by heat stress interactions in dairy cattle. Journal of Dairy Science 77, 2051-2078. Scott D. (1967). The effect of patassium supplements upon the absorption of patassium and sodium from the sheep rumen. Quarterly journal of experimental physiology 51, 60-69. Silbernagl, S., Despopoulos, A. (2008). Sesam atlas van de fysiologie, 5e druk. Thieme Meulenhoff, Amersfoort, 264-265. Spieker R. (1989). Der Einfluss der Tageszeit auf die renale Ausscheidung einiger Mineralstoffe bei Rindern. Berliner und Münchener tierärztliche Wochenschrift 102, 52-56. Smith R.G. (1998). Severe hypernatremic dehydration in a newborn infant. Paediatrics & child health 3, 413. Smith S.E., Aines P.D. (1959). Salt requirements of dairy cows. Cornell. Agr. Exp. Sta. Bull., 938. Sockett D.C., Knight A.P., Fettman M.J., Kiehl A.R., Smith J.A., Arnold S.M. (1986). Metabolic changes due to experimentally induced rupture of the bovine urinary bladder. The Cornell Veterinarian 76, 198-212. Suttle N.F (2010). Sodium and chloride. In: Mineral Nutrition of Livestock, 4th edition. CABI, Wallingford, Cambridge, 182-205. Trueman K.F., Clague D.C. (1978). Sodium chloride poisoning in cattle. Australian veterinary journal 54, 89-91. Ulutaş B., Özlem M.B., Ulutaş P. A., Eren V., Paşa S. (2003). Fractional excretion of electrolytes during pre- and postpartum periods in cows. Acta Veterinaria Hungarica 51, 521-528.

33

BIJLAGEN Bijlage I: Rantsoensamenstelling lacterende koeien Bedrijf

Samenstelling 20,80

Na

Mg

P

Ca

VEM/kg DS:

978

1,05

2,35

3,51

5,14

DVE/kg DS:

82 Na

Mg

P

Ca

kg DS: 1

Mineralen (g/kg droge stof)

Ruwvoer kg DS: VEM/kg DS: DVE/kg DS:

17,3 941 72

Opmerkingen Zoutblokken en natriumbicarbonaat supplementatie (ad libitum)  Zout op maiskuil (1,3 g/kg mais)

Mineralen in voordroogkuil en

24 kg verse stof mais/koe

maiskuil werden niet bepaald

=> 31,2 gram NaCl  Natriumbicarbonaat

2

150 gram/dier/maaltijd Krachtvoeder volgens lactatienummer en het aantal dagen

 Lactatiemineralen: 100 gram/dier/maaltijd

in lactatie

19% Ca - 4% P - 4% Mg - 8% Na 21,75

Na

Mg

P

Ca

VEM/kg DS:

995

2,25

3,08

3,4

5.24

DVE/kg DS:

89 24,75

Na

Mg

P

Ca

VEM/kg DS:

724

1,58

4,09

4,09

6,31

DVE/kg DS:

89 21,05

Na

Mg

P

Ca

VEM/kg DS:

968

2,0

2,99

3,46

4,85

DVE/kg DS:

85 Mg

P

Ca

kg DS: 3

kg DS: 4

kg DS: 5

6

kg DS:

23,9

Na

VEM/kg DS:

954

Mineralen werden niet bepaald

DVE/kg DS:

92

kg DS: 7

8

820

DVE/kg DS:

84

9

10

11

Geen natriumsupplementatie. Wel lactatiemineralen, geen eiwitkern in

150 gram/dier/dag: 15% Ca - 3% P - 6% Mg - 5% Na

25,79

Na

VEM/kg DS:

940,7

Mineralen werden niet bepaald

DVE/kg DS:

80

Mg

P

Ca

24,76

Na

Mg

P

Ca

VEM/kg DS:

742

2,02

4,28

4,04

5,82

DVE/kg DS:

87

kg DS:

21,0

Na

Mg

P

Ca

VEM/kg DS:

821

0,63

0,94

1,57

1,64

DVE/kg DS:

85 21,97

Na

Mg

P

Ca

VEM/kg DS:

989

2,33

2,87

4,19

6,14

DVE/kg DS:

94

kg DS:

Lactatiemineralen + 20 gram zout/koe gemengd in TMR

Lactatiemineralen: Mineralen in voordroogkuil en maiskuil werden niet bepaald

kg DS:

kg DS:

Mineralensupplementatie (verrekend in TMR)

rantsoen.

21,6

VEM/kg DS:

Geen extra mineralen

Zoutsteen

Bedrijfsspecifieke lactatiemineralen

25 kilogram gram natriumbicarbonaat voor de hele stal. Dit is 157 gram per koe. Bedrijfsspecifieke lactatiemineralen (90g/koe) + 40g MgO/koe + 40g zout/koe gemengd in TMR

34

Bijlage II: Rantsoensamenstelling droge koeien (mineralen in gram/kg droge stof) Bedrijf

Samenstelling Droge koeien op gras tot 10 dagen voor geplande kalfdatum.

1

Laatste 10 dagen: 20 kg mais + 1,5 kg soya + 1,5 kg tarwe + 1,5 kg hooi + 0,2 kg droogstandmineralen Close up mineralen: Ca 8% - P 5% - Mg 8% - Na 4%

2 3

Droge koeien krijgen grasrantsoen. Vanaf 3 weken voor geplande kalfdatum lactatierantsoen. 5 kg stro + 20 kg mais + 0,5-0,75 kg eiwitkern + droogstandsmineralen (4% Na, 5% Ca, 7% P, 8% Mg) (samen 10,9 kg DS) + kexxtone 14d prepartum

4

Mais ad libitum, 3 kg zaadhooi, 50 gram bovisel plus (4% Na, 15% Ca, 7% P, 4% Mg)

5

Per koe 20 kg mais (DS 34.8) + 15 kg graskuil (DS 25,3%) + 100g droogstandsmineralen

6

25kg mais + hooi ad libitum +350 gram mineralen (18,04% Ca, 4% P, 4% Mg, 9% Na)

7

Per koe 1,5 kg tarwestro + 5 kg voordroog + 1,5 kg eiwitkern + 15 kg mais

8

Mais en gras "op zicht" + likemmer (5% Ca, 3% P, 12% Mg, 3,5% Na) + zoutsteen

9

Mais + voordroog + hooi

10

5 kg stro + 15kg najaarsgras + droogstandsmineralen + kexxtone 14 dagen prepartum

11

Mais + graszaadstro + tarwegepleg + raapzaadschroot + droogstandmineralen 14,09 kg DS; 4,96 g Ca/kg DS / 4,35 g P/kg DS / 2,91 g Mg/kg DS / 0,87 g Na/kg DS

Bijlage III: Rantsoensamenstelling jongvee, laatste maanden voor het kalven Bedrijf

Samenstelling

1

Graskuil en hooi ad libitum + maisvlokken + jongveemineralen

2

Voordroog (50% DS) ad libitum + 6kg mais/vaars, geen mineralen supplementatie

3

Tot 10 maand: 20kg van lactatierantsoen Vanaf 10 maand leeftijd: 3/4 gras + 1/4 mais

4

Gras en hooi ad libitum

5

Per vaars 12 kg mais (DS 34.8) + 12 kg graskuil (DS 25,3%). Vanaf 15m jongveemineralen

6

Vanaf dracht: Voordroog en graszaadhooi // in de zomer: weide // 3w voor partus: lactatierantsoen

7

6 kg mais + 10 kg voordroog + graszaadhooi ad libitum + jongveemineralen

8

Mais en gras "op het zicht", altijd zoutsteen

9

Restvoer lacterende koeien, aangevuld met ad libitum lactatierantsoen (maiskuil, graskuil, cichoreipulp)

10

3/4 gras + mais + gesneden stro ad libitum

11

Voordroogkuil + stro ad libitum

35

Bijlage IV: Afmetingen van de ligboxen op de testbedrijven Bedrijf

Schoftboomhoogte

Schoftboom -

Breedte box

Einde ligbed

(hart op hart)

Bedrijf 1

116

200

110

mat

Bedrijf 2

115

171

115

mat

Bedrijf 3

110

203

115

mat

Bedrijf 4

123

200

120

mat

Bedrijf 5

116

216

112

mat

Bedrijf 6

128

200

118

matras

Bedrijf 7

127

220

118

mat

Bedrijf 8

112

190

114

mat

Bedrijf 9

120

210

117

matras

Bedrijf10

113

204

117

diepstrooisel

Bedrijf 11

125

196

116

diepstrooisel

Referentie

125-130

200-210

115

-

Ondergrond

36