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Kalzium
Kalziumstoffwechsel
Kalzium (Ca) ist für viele Körperfunktionen notwendig: Skelettbildung, Übertragung Nervenimpulse, Bewegung der Muskeln, Blutgerinnung, Enzymaktivitäten und vieles mehr. Bei der Kuh sind 98 % des Kalziums in den Knochen zu finden. Von den restlichen 2 % ist in der Extrazellulärflüssigkeit circa die Hälfte an Blutkomponenten gebunden und die andere Hälfte liegt in ionisierter Form vor. Letztere ist entscheidend für den Ca-Stoffwechsel und deren Konzentration muss durch Regelmechanismen auf einem konstanten Niveau gehalten werden. Zwischen Blut und Knochen existiert ein reger Austausch an Ca, ebenso zwischen Blut und Magen-Darmtrakt. Verluste entstehen durch die Ausscheidung im Urin, bei der Milchproduktion und für das Wachstum des Föten.
Parathormon ist entscheidend für die Regulation des Ca-Stoffwechsels. Es wird in der Nebenschilddrüse gebildet. Die Sekretionsrate ist abhängig von der Konzentration an ionisiertem Ca im Blut der Halsschlagader: < 1 mmol → maximale Sekretion, > 1.25 mmol → minimale Sekretion. Parathormon erhöht die Kalzium- und Phosphormobilisation aus den Knochen, vermindert die Ca-Ausscheidung in der Niere und erhöht die Synthese von Calcitriol aus dem Vitamin D3.
Vitamin D3 kann mit Hilfe von UV-Licht in der Haut des Tieres selbst hergestellt werden. Nach dem Transport zur Leber wird es dort zu Calcidiol (25(OH)Vitamin-D3) umgebaut und wieder ins Blut abgegeben. Diese Form steht als Speicher für mehrere Tage zur Verfügung. Die Umwandlung zur viel aktiveren Form Calcitriol findet in der Niere statt durch das Enzym 1α-Hydroxylase. Deren Aktivität ist erhöht bei einer hohen Konzentration von Parathormon und bei tiefen Ca- oder P-Spiegeln. Calcitriol wirkt wie ein Steroidhormon. Es bindet sich an Rezeptoren der Zielorgane. Seine Wirkung ist somit auch abhängig von der Rezeptordichte, welche in den Zielorganen verschieden reguliert wird. Bezüglich Ca-Stoffwechsel hat Calcitriol Darm, Knochen, Niere und Nebenschilddrüse als Zielorgane. Es erhöht die Ca-Aufnahme aus dem Darmlumen in die Darmzelle und schlussendlich ins Blut. Der Knochen steht in dauerndem Umwandlungsprozess von Auf- und Abbau und viel Calcitriol hemmt, vereinfacht gesagt, den Knochenaufbau. In der Niere hemmt viel Calcitriol seine eigene Produktion und fördert seine Deaktivierung und in der Nebenschilddrüse hemmt es die Produktion von Parathormon.
Für die Ca-Resorption aus dem Magen-Darmtrakt gibt es zwei verschiedene Wege. Der passive Weg entlang des Konzentrationsgefälles tritt nur in Kraft, wenn die Ca-Konzentration im Darm hoch ist. Dies findet man bei den Kälbern während der Milchtränke und bei den Kühen nach den Gaben von Ca-Tränken oder -Boli. Der Weg via aktiven Transport ist abhängig von Calcitriol und bei der Kuh mit einer physiologischer Fütterung viel bedeutender.
Der Anteil des im Futter angebotenen Ca, welches im Darm auch resorbiert wird, ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Bei einem Überangebot ist der Absorptionskoeffizient schlecht, bei mangelndem Angebot wegen den Regelmechanismen sehr gut. Er ist auch abhängig von der Ca-Löslichkeit im Futtermittel. Das Ca im Raufutter hat beispielsweise einen Absorptionskoeffizienten von ungefähr 30 %, Kalziumchlorid (CaCl) von 95% und Ca-Carbonat von 75%. Ca : P - Verhältnisse von 7 : 1 bis 1 : 1 in der Ration haben keinen Einfluss auf die Absorption.
Der Ca-Bedarf ist abhängig von der Futteraufnahme (Gesamt-Trockensubstanz-Verzehr), dem Wachstum, der Trächtigkeit während den letzten zwei Monaten und der Milchleistung oder exakter gesagt, der Menge produzierter Milchproteine. Für 1 kg Standardmilch wird 1.37 g absorbiertes Ca benötigt, für 1 kg Kolostrum jedoch 2.1 g.
Legende: ECM = energiekorrigierte Milch, B-Erhaltung = Kalziumbedarf für die Erhaltung, B-Leistung = Kalziumbedarf für die Milchleistung, B-Trächtigk = Kalziumbedarf für die Trächtigkeit
Für die Berechnungen in Futterrationen gilt folgende Bedarfsnorm:
2.0 * kg Gesamt-TS-Verzehr + 2.5 * kg Milch (DLG)
Dabei sollten aber 4 g / kg TS-Verzehr nicht unterschritten werden.