Dieses Thema wird aktuell von deutschen Schweinezüchtern im Internet intensiv diskutiert. Für diese Diskussion können frühere Forschungsergebnisse aus dem ehemaligen Institut für angewandte Tierhygiene Eberswalde interessant sein, die bereits Anfang der 80er Jahre erhalten wurden, nur wenigen bekannt sind und deshalb im folgenden einschließlich der damals aktuellen Literatur vorgestellt werden sollen.
Auszug aus: BÜNGER, B.: Frühes postnatales Ferkelverhalten als Vitalitätskriterium. Diss., Humboldt-Univ. zu Berlin, 1984
1. Einleitung
"In den letzten 10 Jahren hat sich das Wissen um die hormonellen Veränderungen beim Geburtsablauf wesentlich erweitert (vgl. ELLENDORFF u.a., 1979; BYGDEMAN, 1981; NARA u.a., 1981; ABRAMS u.a., 1982; KAWABARA, 1982; LIGGINS, 1982; NISHIJIMA, 1982; OKAZAKI, 1982; TURNBULL, 1982; YANAIHARA, 1982). Aus der Rolle der Prostaglandine, insbesondere des Prostaglandins F2a (PGF2a ), während des Östruszyklus, der Implantation und am Ende der Trächtigkeit sowie aus der Wirksamkeit synthetischer Prostaglandine resultieren mehrere praktische Anwendungen,
Während bei therapeutischer Anwendung von PGF-Analoga nur wenige Tiere eines Bestandes einbezogen sind, beinhaltet deren Einsatz aus fortpflanzungstechnologischen Gründen eine ungleich größere Tierzahl. In vielen Ländern wurden zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen zur Geburtssynchronisation bei Sauen durchgeführt, um ein Verfahren zu entwickeln, das die bisherigen biotechnischen Verfahren (Östrus- und Ovulationsinduktion bei Jungsauen, Brunstsynchronisation und duldungsorientierte Besamung bzw. Ovulationssynchronisation und terminorientierte Besamung) ergänzt (LUSKY ua., 1982; ROTHE, 1982). Als Vorteile eines solchen Verfahrens der Geburtssynchronisation werden angeführt (HÜHN u. HÜHN, 1981):
Übersichten zu den für dieses Verfahren national und international durchgeführten Untersuchungen wurden in der letzten Zeit von BOSC u.a. (1981) sowie HÜHN u. HÜHN (1981) gegeben. Diese Untersuchungen betreffen einmal das Behandlungsregime und die Wirksamkeit, zum anderen die Beeinflussung der Fruchtbarkeitsleistungen, den Geburts-, Nachgeburts- und Laktationsverlauf sowie das Auftreten von einigen klinischen oder verhaltensbiologische Nebenwirkungen bei Sauen und die Ferkelentwicklung. Für den zuletzt genannten Komplex wurden die Totgeburtenrate, die Geburtsmasse, die Verlustrate in den ersten 3 bis 35 Tagen, die Lebendmasseentwicklung während der ersten 3 bis 35 Tage, die Histologie der Nebennieren, die Lungenreife sowie einige klinisch-chemische Werte bei Ferkeln aus induzierten im Vergleich zu spontanen Geburten untersucht. Verhaltenswissenschaftliche Untersuchungen an Ferkeln wurden unseres Wissens bisher zu dieser Fragestellung nicht durchgeführt."
2. Material, Methoden und Versuchsablauf
Die für den Vergleich vom Ferkeln aus spontanen und PGF-induzierten Geburten durchgeführten Versuchsserien erfolgten gleichzeitig in 156er Abferkelställen eines großen Schweinezucht und -mastbetriebes, wobei etwa der Hälfte der Sauen eines Abferkelstalles, die am 113. bzw. 114. Trächtigkeitstag keine Anzeichen einer beginnenden Geburt zeigten, PGF2a zur Geburtsinduktion verabreicht wurde. Die andere Hälfte der Sauen eines Abferkelstalles diente als Kontrollen. Die Abferkelboxen hatten einen planbefestigten Fußboden mit Stroheinstreu, einen Kastenstand sowie ein mit einem Infrarorstrahler beheiztes Ferkelnest. Die verhaltensbiologische Untersuchung der Ferkel erfolgte an zufällig ausgewählten Würfen beider Gruppen. Es wurden erfaßt die Tragzeitdauer, die Geburtsmasse (GM) und als Vitaltätskriterien die Zeit zwischen der Geburt und dem ersten Gesäugekontakt (Z-GK) sowie die Zeit zwischen Geburt und der ersten Kolostrumaufnahme (Z-MA). Als statistische Maßzahlen zur Beschreibung dieser quantitativen Variablen wurden verwandt das arithmetische Mittel ( ), die Standardabweichung (s), der Zentralwert oder Median (Z) sowie der Hälftespielraum (Q1 ... Q3). Die biostatistischen Verfahren für die Gruppenvergleiche waren der F-Test (Vergleich der Streuungen), der t-Test nach STUDENT oder WELCH (Mittelwertvergleich bei gleicher oder ungleicher Streuung) sowie der Chi2-Test (Vergleich von Häufigkeiten). Als Irrtumswahrscheinlichkeit wurde generell p=0,05 festgesetzt.
3. Ergebnisse
Die PGF2a - Verabreichung am 113. bzw. 114. Trächtigkeitstag an Sauen ohne äußere Anzeichen einer beginnenden Geburt führte gegenüber nichtausgewählten Sauen mit spontanen Geburten zu einer signifikanten Verminderung der Trächtigkeitsdauer um einen Tag (Tab. 1).
Tab. 1: Statistische Maßzahlen und Häufigkeitsverteilungen der Trächtigkeitsdauer (in Tagen) bei Sauen mit spontaner oder PG F2a -induzierter Geburt
Trächtigkeitsdauer | spontan | PGF-induziert |
X ± s | 114,8 ± 1,2 | 114,0 ± 0,8 |
xmin ...xmax | 113...119 | 113...115 |
Z | 115 | 114 |
Q1 ...Q3 | 114...115 | 113...115 |
113 | 10 13,0% | 5 31,2 % |
114 | 21 27,3 % | 6 31,2 % |
115 | 31 40,3 % | 5 31,2 % |
116 | 10 13,0 % | |
117 | 3 3,9 % | |
118 | 1 1,3 % | |
119 | 1 1,3 % | |
Summe | 77 100,0 % | 16 100,0 % |
Gruppenvergleich | t = 2,4380 Chi2 = 4,3418 |
FG = 91 S FG = 1 S |
Die statistischen Maßzahlen der Geburtsmassen und der verhaltensbiologischen Vitalitätskriterien sind in den Tabellen 2 bis 4 gegenübergestellt. Die mittlere Geburtsmasse der Ferkel aus PGF-induzierten Geburten war signifikant kleiner und der Anteil untergewichtig Geborener (GM < 1000 g) signifikant größer als bei Ferkeln aus spontanen Geburten (Tab. 2). Die Differenz des arithmetischen Mittels betrug 78g und die des Zentralwertes 124 g (Tab. 2).
Tab. 2: Vergleich der Geburtsmassen (GM in g) von Ferkeln aus spontanen (n=368) oder PG F2a -induzierten Geburten (n=161)
GM | spontan | PGF-induziert | Prüfgrösse | FG | S / NS |
X | 1355 | 1277 | t = 2,382 | 527 | S |
s | 345 | 349 | F = 1,020 | NS | |
Z | 1379 | 1255 | |||
Q1 ...Q3 | 1159...1581 | 1065...1555 | |||
GM < 800 g | 5,2 % | 6,2 % | Chi2 = 0,237 | 1 | NS |
GM < 1800 g | 13,0 % | 19,9 % | Chi2 = 4,073 | 1 | S |
Die Zeiten bis zum Erreichen des Gesäugekontaktes und der ersten Kolostrumaufnahme unterschieden sich ebenfalls signifikant (Tab. 3 und 4). Sie waren bei den Ferkeln aus PGF-induzierten Geburten deutlich länger als bei denen aus spontanen Geburten. Dementsprechend waren auch die Häufigkeiten des verzögerten Erreichens des Gesäuges (Z-GK > 20 min) bzw. der ersten Kolostrumaufnahme (Z-MA > 40 min) bei den vorzeitig geborenen Ferkeln größer als bei denen aus spontanen Geburten (Tab. 3 bzw. 4).
Tab. 3: Vergleich der Zeit bis zum ersten Gesäugekontakt (Z-GK in min) von Ferkeln aus spontanen (n=368) oder PG F2a -induzierten Geburten (n=161)
Z-GK | spontan | PGF-induziert | Prüfgrösse | FG | S / NS |
X | 14,0 | 18,5 | t = 2,993 | 499 | S |
s | 12,7 | 17,1 | F = 1,819 | S | |
Z | 9,8 | 12,5 | |||
Q1 ...Q3 | 6,0...17,0 | 7,3...24,2 | |||
Z-GK>20 | 18,8 % | 31,7 % | Chi2 = 10,67 | 1 | S |
Tab. 4: Vergleich der Zeit bis zur ersten Kolostrumaufnahme (Z-MA in min) von Ferkeln aus spontanen (n=368) oder PG F2a -induzierten Geburten (n=161)
Z-MA | spontan | PGF-induziert | Prüfgrösse | FG | S / NS |
X | 29,6 | 35,4 | t = 2,398 | 513 | S |
s | 22,1 | 27,0 | F = 1,485 | S | |
Z | 23,1 | 27,8 | |||
Q1 ...Q3 | 15,4...37,2 | 15,6...45,8 | |||
Z-MA>40 | 19,6 % | 32,3 % | Chi2 = 10,12 | 1 | S |
4. Diskussion
"Bei vorzeitiger Geburt ist generell mit einer Verminderung der Geburtsmasse sowie einer beeinträchtigten Vitalität bzw. einer erhöhten Verlustrate der Nachkommen zu rechnen (LEECH, 1976). Dabei sind diese Auswirkungen um so höher, je früher die Geburt ausgelöst wird. Es kann sogar sein, daß die Erhöhung der Verluste (als Anzeichen einer Vitalitätsbeeinträchtigung) deutlich größer ist, als nach der Geburtsmassenminderung erwartet werden kann (WELCH u.a., 1973). Bei Schweinen wird nach bisher vorliegenden Untersuchungen vorausgesetzt, daß diese negativen Auswirkungen nicht auftreten oder relativ klein sind, wenn die Geburtsinduktion nicht zu einer Verkürzung der Trächtigkeitsdauer von 2 oder mehr Tagen zum populationsspezifischen Mittel führt (BOSC u.a., 1981; HÜHN u. HÜHN, 1981). Im vorliegenden Fall waren die aus PGF-induzierten Geburten stammenden Ferkel erst nach einer Tragzeitdauer von 113...115 d geboren worden, d.h. mit einer Differenz von nur einem Tag zum populationsspezifischen Mittel (Tab. 1). Da die für die PGF-Verabreichung ausgewählten Sauen am 113. bzw. 114. Trächtigkeitstag noch keine äußeren Anzeichen einer beginnenden Geburt zeigten, kann es jedoch sein, daß ihre Trächtigkeit nicht wie bei den unausgewählten Kontrollsauen 115 d, sondern sogar noch länger gedauert hätte. Dafür spricht beispielsweise auch die relativ große Geburtsmassendifferenz (Tab. 2). Wie groß die Differenz der Tragzeitdauer tatsächlich gewesen ist, läßt sich nachträglich nicht bestimmen. Dazu hätten die PGF-induzierten Sauen mit einer exakt übereinstimmenden Kontrollgruppe (ebenfalls am 113. bzw. 114. Trächtigkeitstag noch keine äußeren Anzeichen einer beginnenden Geburt) verglichen werden müssen. Es ist aber unwahrscheinlich, daß die PGF-Sauen ohne Geburtsinduktion eine extrem verlängerte Trächtigkeit aufgewiesen hätten, da in diesem Versuch jeweils 50 % der Tiere eines Stalles die Versuchs- und ca. 50 % die Kontrollgruppe bildeten, die Häufigkeit von krankhaft verlängerter Trächtigkeit aber nur wenige Prozent (<3) ausmacht (BAIER, 1978; BONTE u.a., 1980). Wahrscheinlich ist, daß bei den PGF-Sauen lediglich eine Tragzeitdauer im oberen Normalbereich aufgetreten wäre.
Varianzanalysen der Verhaltenskriterien und der Geburtsmassen in Abhängigkeit von der Tragzeitdauer zeigten bei Ferkeln aus spontanen Geburten bei einer Variation der Trächtigkeitsdauer von 113 bis 116 Tagen keine signifikanten Unterschiede. Das wirft die Frage nach den möglichen Mechanismen für die Verhaltensbeeinträchtigung der Ferkel aus PGF-induzierten Geburten (Tab. 3 u. 4) auf.
Es gibt viele Hinweise, daß der Reifegrad der fetalen Hypophysen-Nebennieren-Achse an der Induktion der natürlichen Geburt beteiligt ist (LIGGINS u.a., 1967; DROST u. HOLM, 1968; LIGGINS, 1968; BOSC u.a., 1974; STRYKER u. DZIUK, 1975; KLEPAC, 1981; KUWABARA, 1982). Die deutlich erhöhte Bildung von Steroidhormonen durch die fetalen Nebennieren gehört mit zur Kette der nervalen, mechanischen und hormonellen Geburtsauslöser (ELLENDORFF u.a., 1979; BOSC u.a., 1981; HÜHN u. HÜHN, 1981; TURNBULL, 1982; YANAIHARA, 1982). Bei künstlich durch PGF induzierten Geburten ist folglich die Hormonbildung der fetalen Nebennieren noch nicht erhöht. Damit ist verbunden, daß die durch die Steroidhormone verursachte Enzyminduktion, ein wesentlicher Reifungsaspekt für Lunge und Leber, begrenzt ist. Untersuchungen von BATE u. HACKER (1982a) zeigten weiterhin, daß bei natürlicher Geburt die Ferkel in den ersten Lebensminuten einen sehr hohen Östrogengehalt im Blut aufweisen, der rasch vermindert wird. Werden den Ferkeln unmittelbar nach der Geburt noch zusätzlich Östrogene injiziert, so wird die Zeit von der Geburt bis zur ersten Kolostrumaufnahme deutlich von 57,4 auf 44,3 Minuten vermindert (BATE u. HACKER, 1982b). Der Mechanismus dafür ist noch nicht geklärt. BATE u. HACKER (1982b) nehmen an, daß die Steroidhormone im Zwischenhirn gebunden werden und analog zur bekannten Aktivitätssteigerung von Sauen und Kühen während des Östrus zu einer Hyperaktivität der neugeborenen Ferkel führen, in deren Folge Z-MA reduziert wird. Bei PGF-induzierten Geburten könnte so der Steroidhormon-Gehalt im Blut der Neugeborenen kleiner sein, keine so starke Hyperaktivität erzeugen und Z-GK bzw. Z-MA wären verlängert (Tab. 3 u. 4).
Ein möglicher anderer oder weiterer Mechanismus für die Verlängerung von Z-GK bzw. Z-MA bei PGF-induzierten vorzeitigen Geburten betrifft die den ganzen Körper betreffenden Wirkungen der injizierten Prostaglandine (vgl. KADOWITZ u.a., 1975; CLEMENT u.a., 1979; WOLFE u. COCEANI, 1979; EINARSSON u.a., 1981; FEUERSTEIN u.a., 1982; SECHER u.a,, 1982), die sich insbesondere in der Herz-Kreislauf-Funktion (Pulsbeschleunigung und Bluthochdruck) niederschlagen. Damit ist auch verbunden, daß die plazento-fetale Bluttransfusion beeinträchtigt wird. So stellten LINDERKAMP u.a. (1981) bei am 109. Trächtigkeitstag nach PGF-Induktion geborenen Ferkeln (n=18) ein signifikant kleineres Erythrozytenvolumen (18,9 ± 3,4 ml/kg) als bei am selben Trächtigkeitstag nach Eierstocksentfernung geborenen (n=23, Erythrozytenvolumen 22,1 ± 3,2 ml/kg) oder ausgetragenen Ferkeln (n=25) bei pränataler oder unmittelbar postnataler (innerhalb 5 Sek. nach der Geburt) Unterbindung der Nabelschnur fest (Erythrozytenvolumen 23,6 ± 4,6 ml/kg). Da das Plasmavolumen der Ferkel aus PGF-induzierten Geburten nicht reduziert war, wiesen sie eine am Hämoglobingehalt oder der Anzahl der roten Blutkörperchen (Erythrozyten) nachweisbare Anämie auf. Die verminderte Menge an roten Blutkörperchen bei Ferkeln aus PGF-induzierten Geburten läßt sich durch den erhöhten arteriellen und venösen Druck in den Nabelgefäßen erklären (LINDERKAMP u.a., 1981). Eine unmittelbare Konsequenz der reduzierten Erythrozytenmenge ist die verminderte Kompensationsmöglichkeit für Belastungen durch einen erhöhten Säuregehalt des Blutes, wie sie normalerweise bei der Austreibung der Früchte auftreten. Das kann sich bekanntermaßen ganz deutlich auf das frühe postnatale Ferkelverhalten auswirken.
Unabhängig von den real auftretenden Mechanismen sollte der Sachverhalt an sich, die Verzögerungen im Erreichen des ersten Gesäugekontakts bzw. der ersten Kolostrumaufnahme bei Anwendung der PGF-Geburtsinduktion zur Partussynchronisation, beachtet werden. Durch eine intensive Geburtsüberwachung und ein frühzeitiges Ferkelansetzen könnte diesem Nachteil der PGF-Partussynchronisation begegnet werden. Wie die multivariaten Auswertungen in umfangreichen experimentellen verhaltensbiologischen Untersuchungen an insgesamt 1647 lebendgeborenen Ferkeln aus 163 Würfen zeigten, sind hierbei insbesondere die Ferkel größerer Würfe sowie solche aus Sauen mit höherer Wurfnummer zu berücksichtigen."
Aus den zitierten Versuchsergebnissen von LINDERKAMP u.a. (1981) ergibt sich weiterhin, daß bei Anwendung der PGF-Geburtsinduktion zur Geburtssynchronisation wegen der schlechteren Ausstattung der neugeborenen Ferkel mit roten Blutkörperchen in jedem Fall auf eine optimale Eisenmangelprohylaxe zu achten ist.
5. Literatur
PRESSEMITTEILUNG
Prostaglandininduzierte Geburten bei Sauen und die Vitalität der neugeborenen Ferkel
Das stark erweiterte Wissen um die hormonellen Veränderungen beim Geburtsablauf war die Grundlage für mehrere praktische Anwendungen in der Tierzucht und der Vetreinärmedizin der letzten Jahre. Das betrifft die Feststellung von Trächtigkeiten, die Diagnose und Behandlung von Fortpflanzungsstörungen sowie die Induktion und Synchronisation der Geburten aus fortpflanzungstechnologischen Gründen. In vielen Ländern wurden zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen zur Geburtssynchronisation bei Sauen durchgeführt. Dieses biotechnische Verfahren hat eine Reihe von Vorteilen, könnte aber auch zu Beeinträchtigungen der Vitaliät der neugeborenen Ferkel führen. Das wurde verhaltensbiologisch an Ferkeln aus Sauen untersucht, die am 113. Und 114. Trächtigkeitstag noch keine äußeren Anzeichen einer beginnenden Geburt aufwiesen und bei denen die Geburt durch die Injektion von Prostaglandin F2a ausgelöst wurde. Diese Geburtssynchronisation führte bei den Sauen zur Verkürzung der Trächtigkeitsdauer um einen Tag sowie bei den Ferkeln zu einer Geburtsmassenminderung um 124 g, zu einer Erhöhung des Anteils untergewichtig Geborener (<1000 g), zu einer Verlängerung der Zeiten bis zum ersten Erreichen des Gesäugekontaktes und der ersten Kolostrumaufnahme. Die möglichen Mechanismen für die beobachteten Verhaltensbeeinträchtigungen werden diskutiert. Ihnen sollte durch eine intensive Geburtsüberwachung und ein frühzeitiges Ansetzen der Neugeborenen, insbesondere bei größeren Würfen und bei Ferkeln aus Sauen mit höherer Wurfnummer, begegnet werden. Desweiteren wird darauf hingewiesen, daß für Ferkel aus induzierten Geburten eine optimale Eisenmangelprophylaxe besonders wichtig ist.
Autorin:
Dr. Beate Buenger
Institut fuer Tierzucht und Tierverhalten
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Tel. +49 5034 871-201 Fax: +49 5034 871-143 e-mail: buenger@tzv.fal.de