Betydningen af løbe-pH for diarré hos kalve

Løbens lave pH udgør en vigtig del af den unge kalvs naturlige forsvar mod bakterielt betinget diarré. Den sure pH hæmmer bakteriel overvækst i løben og reducerer bakteriernes mulighed for efterfølgende at kolonisere tarmen (Smith et al., 2012).

Løbens pH er direkte bestemmende for pH i den forreste del af tarmen. Derfor påvirker løbens surhedsgrad også bakteriernes vækstbetingelser længere fremme i fordøjelseskanalen. E. coli og Salmonella hæmmes eller dræbes ved pH under cirka 2,5–3,4, mens begge bakterier har gode muligheder for at formere sig ved pH over 5,5 (Smith et al., 2012). Forøget pH i tarmen kan øge risikoen for, at E. coli, Salmonella og andre bakterier overlever og formerer sig i tarmen, hvor de kan bidrage til bakteriel overvækst, kolonisering og diarré. Det er ikke alene den højeste målte pH, men især den tid, hvor pH ligger over cirka 5,5, der er relevant for risikoen (Smith et al., 2012).

Orale elektrolytblandinger kan påvirke denne mekanisme. I et studie steg løbens pH til omkring 7,7 efter tildeling af hypertone elektrolytblandinger med bikarbonat og høj strong ion difference (SID). Ved almindelig mælkefodring var løbens pH over 5,5 i 20,1 % af døgnet, mens den efter disse elektrolytblandinger var over 5,5 i 35,2–43,8 % af døgnet (Smith et al., 2012). Det længere tidsrum med høj pH kan reducere kalvens naturlige beskyttelse mod bakterielt betinget diarré (Smith et al., 2012).

En isoton, acetatbaseret elektrolytblanding med lav SID havde en kortere påvirkning. Her steg pH til omkring 6 i cirka en time og var faldet til niveauet før fodring efter tre timer. Løbens pH var med denne blanding over 5,5 i 9,6 % af døgnet (Smith et al., 2012). Resultaterne viser, at elektrolytblandingens sammensætning har betydning for, hvor kraftigt og hvor længe løbens pH påvirkes (Smith et al., 2012).

Det er ikke kun bikarbonatindholdet, der bestemmer påvirkningen af løbens pH. Forsøg med isotone elektrolytblandinger viste, at blandinger med henholdsvis bikarbonat og acetat gav en sammenlignelig stigning i pH. Blandingerne fik pH til at stige til cirka 5–6,5 efter en halv time, hvorefter den faldt til omkring 2 inden for to timer (Bachmann et al., 2009). Elektrolytblandingens SID forklarede 82,4 % af variationen i løbens pH og havde dermed større betydning end typen af buffer (Bachmann et al., 2009). En elektrolytblanding uden bikarbonat kan derfor også hæve løbens pH betydeligt, hvis blandingens SID er høj (Constable et al., 2008).

Løbens tømningshastighed spiller også en rolle for pH. Store væskemængder og hypertone elektrolytblandinger kan forsinke løbetømningen. Når indholdet bliver længere i løben, forlænges påvirkningen af pH, og risikoen for bakteriel overvækst, løbetympani og diarré øges (Burgstaller et al., 2017). Kalve med diarré har i forvejen langsommere løbetømning end raske kalve, hvilket kan gøre dem særligt følsomme over for store eller hypertone væsketildelinger (Kirchner et al., 2015; Hildebrandt et al., 2020).

Sammenfattende kan en lav pH i løben være en væsentlig beskyttelsesmekanisme mod bakterielt betinget diarré. Risikoen kan stige, når elektrolytblandinger eller langsom løbetømning holder pH over 5,5 i længere tid. Det betyder dog ikke, at alkaliserende elektrolytblandinger generelt bør undgås hos kalve med diarré, fordi korrektion af dehydrering og metabolisk acidose er afgørende for behandlingen af diarré og kan være livsreddende for kalven.

Betydning af løbens pH for udvikling af løbesår

Marshal (2009) peger på, at forhold, hvor kalve stopper med at drikke mælk og derefter drikker store mængder på grund af sult, kan medføre løbesår. Det anbefales i artiklen at forebygge udvikling af løbesår ved at øge mælkefodringsfrekvensen til mere end hver 12. time for at undgå, at løbens pH bliver for lav i længere tid og refererer Ahmed et al. (2002) for, at når kalve drikker mælk hver 3. time (som de normalt ville gøre hvis de gik ved koen) har den en løbe pH over 3 det meste af døgnet.

Bus et al. (2019) angiver ligeledes løbens pH for årsagsgivende for udvikling af løbesår og foreslår hyppige mælkefodringer for at undgå lav pH i løben.  

Ahmed et al. (2002) beskriver en mulig sammenhæng mellem pH i løben og udviklingen af løbesår hos mælkefodrede kalve. Ifølge forfatterne er et vigtigt mål i forebyggelsen af løbesår at øge pH i løbens lumen, da en højere pH hæmmer aktiveringen og den proteolytiske aktivitet af enzymerne pepsin og chymosin. Hos nyfødte kalve er chymosin det dominerende proteolytiske enzym, mens pepsin gradvist bliver det vigtigste enzym efter cirka 17 levedage. Pepsinogen aktiveres ved en pH på ≤ 5,0, men aktiveringen sker hurtigst ved en pH mellem 2,0 og 2,5. Tilsvarende har chymosin en optimal aktivering ved en pH mellem 3,0 og 3,8, og aktiveringshastigheden stiger markant, når pH falder til under 4,0. På baggrund af disse forhold argumenterer Ahmed et al. (2002) for, at en løbepH over 3,0 – og helst over 4,0 – vil reducere aktiveringen af pepsinogen og prochymosin og dermed den proteolytiske aktivitet i løben.

Udvikling i løbens pH efter mælkefodring

Woodford et al. (1987) undersøgte udviklingen i løbens pH hos kalve, der enten fik fri adgang til syrnet mælkeerstatning eller blev fodret med almindelig, ikke-syrnet mælkeerstatning to gange dagligt i en samlet mængde svarende til 10 % af kropsvægten pr. dag. Undersøgelsen omfattede ti Holstein-tyrekalve. Det fremgår imidlertid ikke klart, om de pH-målinger, der præsenteres i graferne, blev foretaget, da kalvene var to eller fire uger gamle. Resultaterne viser ikke desto mindre, at kalvene med fri adgang til mælk havde en længere periode af døgnet, hvor løbens pH var over 3. Dette var tilfældet, selv om de fik syrnet mælkeerstatning med en pH på 5,27, mens den ikke-syrnede mælkeerstatning havde en pH på 6,2. Artiklen tager udgangspunkt i ønsket om at forebygge en høj pH i løben og fokuserer derfor primært på den del af døgnet, hvor pH overstiger 4, hvilket forfatterne betragter som uhensigtsmæssigt.

Ahmed et al. (2002) har undersøgt effekten af mælkefodring på løbens pH. Denne artikel er skrevet med forebyggelse af løbesår for øje og anbefalingerne centrerer sig derfor omkring at holde løbe pHen høj, så løbesår forebygges.

Formålet med dette studie var at bestemme effekten af fodringshyppighed og administrationsvej på pH i løbens lumen hos mælkefodrede kalve. Seks 5 dage gamle tyrekalve af malkerace med kanyler i løben blev tildelt følgende seks behandlinger i et randomiseret crossover-design: 24 timers faste, indtagelse af en mælkeerstatning af høj kvalitet med sut (udelukkende mælkeprotein; 12 % af kropsvægten pr. dag) med intervaller på 12 timer (2×), 8 timer (3×), 6 timer (4×) og 3 timer (8×) samt indgift af mælkeerstatning direkte i vommen via sonde (12 % af kropsvægten pr. dag) med 12 timers interval (2×).

pH i løbens lumen blev målt hvert sekund i 24 timer ved hjælp af miniature-pH-elektroder. Gennemsnittet for pH i løbens lumen under 24 timers faste var 1,73, mens den gennemsnitlige pH over 24 timer efter henholdsvis indtagelse via sut og indgift via sonde af mælkeerstatning hver 12. time var højere og lå på henholdsvis 3,44 og 3,17.

Når kalvene drak mælkeerstatning hver 12. time (2 × dagligt), steg pH i løbens lumen fra en udgangsværdi på 1,4 til 6,0 inden for tre minutter. pH forblev konstant i to timer og faldt derefter til værdien før fodring otte timer efter måltidet. pH i løbens lumen var konstant fra 8 til 12 timer og steg igen efter den anden fodring med mælkeerstatning efter 12 timer.

Da hyppigheden af indtagelse af mælkeerstatning blev øget til 3×, 4× og 8× dagligt, steg den gennemsnitlige pH i løbens lumen over 24 timer. Der var dog ingen forskel i den gennemsnitlige pH over 24 timer mellem behandlingerne 3× (3,69), 4× (3,64) og 8× (3,67) dagligt.

Den procentdel af registreringsperioden på 24 timer, hvor pH i løbens lumen var over 3,0, var henholdsvis:

• Faste → 0 %

• 2 × mælk via sonde i vommen → 49 %

• 2 × mælk via sut → 53 %

• 3 × mælk via sut → 61 %

• 4 × mælk via sut → 61 %

• 8 × mælk via sut → 71 %

Procenten angiver den del af døgnet, hvor pH i løben var over 3,0.

Forskerne konkluderer, at hyppigere tildeling af mælkeerstatning muligvis kan bidrage til at forebygge løbesår hos mælkefodrede kalve. Studiet undersøgte ikke betydningen af mælkemængden pr. fodring, men det kan tænkes, at en større mælketildeling kunne holde løbens pH over 3 i længere tid.

Hos kalvene, der blev fodret to gange dagligt og fik cirka 300–380 g mælkeerstatning pr. måltid, gik der omkring fem timer, før løbens pH faldt til under 3. Ved fodring otte gange dagligt fik kalvene derimod kun cirka 80–100 g mælkeerstatning pr. måltid.

Det er derfor sandsynligt, at hvis kalvene havde fået 300 g mælkeerstatning fx 5 gange dagligt, at løbe pH havde været over 3 i hele døgnet.

Kalvenes samlede daglige indtag var 630–774 g mælkeerstatning, og de var derfor markant underforsynede med mælk sammenlignet med deres naturlige mælkeindtag. Det ville derfor være relevant at undersøge, om en større daglig tildeling af mælk eller mælkeerstatning kunne holde løbens pH højere i længere tid. En sådan undersøgelse ville dog kunne indebære større måltider hvis kalvene fortsat blev fodret 2x dag, hvilket potentielt kunne øge risikoen for løbesår, da overfyldning af løben er beskrevet som en mulig disponerende faktor for lidelsen (Bus et al., 2019).

Kalve på 5 dage er ikke velegnede til at undersøge betydningen af mælk i vommen. Efterhånden som kalvene bliver ældre, forlænges opholdstiden i vommen, og mælken tømmes derfor langsommere til løben. Effekten af mælk i vommen forventes derfor at kunne undersøges mere retvisende hos kalve, der er ældre end tre uger (Chapman et al., 1986).

Bachman et al. (2009) har også undersøgt effekten af mælkefodring på løbens pH. I dette studie tildeles kalve på 14, 18 og 26 dage 2 L mælkeerstatning (koncentration ikke angivet, hvorvidt kalven fik mælk med sut eller med sonde er heller ikke angivet) hvilket gav anledning til at løbens pH steg fra ca 2 til til 5 indenfor ½ time og var derefter stort set tilbage ved udgangspunktet i løbet af 4 timer. Bachman et al. (2009) finder således ikke samme varighed af pH stigningen efter et måltid som Ahmed et al. (2002) hvilket muligvis kan være fordi kalvene har en forskellig alder og dermed også forskellig passagehastighed i mavetarmkanalen.  

Constable et al. (2005) har undersøgt pH ændringer i løben efter kalve på 17 dage enten fik komælk eller mælkeerstatning. Kalvene fik 6 % af deres kropsvægt i mælk 2 gange dagligt (mælkeerstatning opblandet til 120 g/L). Ved denne undersøgelse tog det 320 minutter fra kalvene fik komælk, til pH var tilbage indenfor 1 pH enhed af udgangspunktet (som var pH 1,36), mens der for mælkeerstatning gik 383 minutter.  

Samlet set, så forbliver pH højere i længere tid i studiet af Ahmed et al. (2002) og Woodford et al. (1987) sammenholdt med Bachman et al. (2009) og Constable et al. (2005). Forskellene kan ikke været forårsaget af mængden af mælk der er tildelt, da det er nogenlunde ens i studierne.