Kälberdurchfall

Die positiv geladenen Ionen Natrium, Kalium (Kationen) und das negativ geladene Ion Chlorid (Anion) erfüllen im Körper des Kalbes wichtige Aufgaben.
Natrium bildet das osmotische Elektrolyt-Skelett des Blutes und verursacht somit bei einem Mangel die Austrocknung des Körpers. Deshalb muss Natrium in der richtigen Menge in Elektrolyttränken vorhanden sein, um die Verluste, die bei Durchfall entstanden sind, schnell zu korrigieren: Elektrolyttränken, die Natrium in zu niedrigen Konzentrationen enthalten, sind nicht in der Lage, die Austrocknung angemessen zu korrigieren, während zu hohe Natriummengen in solchen Tränken zu einer Kochsalzvergiftung führen können.

Kalium bildet das osmotische „Elektrolyt-Skelett“ der Zellen. Wie Natrium und Chlorid geht bei Durchfall auch Kalium über den Kot verloren. Daher können Durchfallkälber, insbesondere bei länger anhaltendem Durchfall, eine starke Erschöpfung der Kaliumvorräte im Körper erleiden. Zu den Anzeichen eines Kaliummangels gehört eine tiefgreifende Muskelschwäche, die bei Kälbern mit lang anhaltenden Durchfall häufig auftritt.

Chlorid bildet zusammen mit Natrium und Kalium das Elektrolyt-Skelett sowohl des Blutes als auch der Zellen. Obwohl Kälber bei Durchfall auch Chlorid verlieren, tritt dieser Verlust im deutlich geringeren Maße auf wie beim Natrium. Somit muss dem Durchfallkalb auch deutlich weniger Chlorid verabreicht werden, um die Austrocknung zu korrigieren.

Auf der einen Seite verliert das Durchfallkalb diese Elektrolyte, wodurch es zu einer Störung des Elektrolythaushaltes kommt, auf der anderen Seite kann der Körper des Kalbes diese Elektrolyte nicht selber herstellen. Sie müssen, insbesondere bei einer Durchfallerkrankung, über eine Elektrolyttränke aufgenommen werden.

Die alkalisierenden Pufferbasen wirken der Übersäuerung des Blutes (Azidose) entgegen. Geeignete Puffer sind Bikarbonat, Acetat, Propionat oder Citrat. Allerdings wirken diese Puffer unterschiedlich. So neutralisiert Bikarbonat neben der Blutazidose auch unerfreulicher Weise die Magensäure im Labmagen. Die Aufnahme Bikarbonat-haltiger Elektrolyttränken kann zu einem starken und anhaltenden Anstieg des Labmagen-pH-Wertes führen. Es kann daher zu einer gestörten Milchgerinnung und -verdauung im Labmagen kommen, die den Durchfall dann eher noch begünstigen.

Des Weiteren ist die Magensäure eine gute Barriere gegen die Besiedlung und Infektion des Magen-Darm-Trakts durch Bakterien. Sie stellt einen primären Abwehrmechanismus gegen Krankheitserreger dar, die übers Maul aufgenommen werden. Bakterien wie E. coli und Salmonellen werden bei einem pH-Wert im Magen zwischen 2,5 und 3,0 abgetötet, während sie sich bei einem pH-Wert von mehr als 5,0 vermehren. Daher ist die Aufrechterhaltung eines niedrigen pH-Wertes im Labmagen entscheidend, um eine Besiedlung des Darmtrakts mit pathogenen Bakterien bei Kälbern zu vermeiden. Folglich kann der Anstieg des pH-Wertes im Labmagen durch Elektrolyttränken mit einer hohen Bikarbonat-Konzentration das Wachstum bakterieller Durchfallerreger erleichtern und damit die Schwere und Dauer des Durchfalls sowie die Sterblichkeit von Durchfallkälbern erhöhen. Deshalb gilt Bikarbonat als veraltete Pufferbase und sollte in modernen Elektrolyttränken nicht mehr enthalten sein.

Propionat und Azetat hingegen wirken nicht neutralisierend auf die Labmagensäure. Sie setzen bei ihrer Verstoffwechselung die Pufferbase „Bikarbonat“ direkt im Blut frei. Die Pufferbase Azetat hat im Gegensatz zu Propionat zudem den großen Vorteil, dass sie in fast allen Geweben, insbesondere in der Muskulatur, zu Bikarbonat verstoffwechselt wird. Daher kann die Pufferbase Azetat deutlich schneller die Azidose korrigieren als andere Pufferbasen. Außerdem bleibt die Milchverdauung im Labmagen ungestört: Milch- und Elektrolyttränke können gemeinsam oder nacheinander verfüttert werden. Das Kalb kann wieder Wasser und Energie aufnehmen, um sich zu erholen. Deshalb sollte in der modernen Durchfallbehandlung nicht bei der Wahl der Pufferbasen gespart werden und Elektrolyttränken mit Azetat als ideale Pufferbase gewählt werden.

Die Glucose ist nicht nur für die Aufnahme von Wasser (siehe unten) erforderlich, sondern füllt auch die Energiespeicher des Kalbes auf. Sie wird auch Dextrose oder ganz einfach Traubenzucker genannt und ist wichtiger Bestandteil des Milchzuckers (Laktose). Der Blutzucker (Blutglucosespiegel) ist entscheidend für die Bereitstellung von Energie im Körper. Ein Durchfallkalb hat einen höheren Energiebedarf als ein gesundes Kalb. Es muss zur Aufrechterhaltung der Immunabwehr und für die Regeneration der Darmschleimhaut zusätzliche Energie aufbringen. Die Elektrolyttränken müssen diese Energie über leicht verdauliche Nährstoffe unter anderem über Glukose bereitstellen, damit sie dem Kalb schnell zur Verfügung steht. Eine weitere schnell verfügbare Energiequelle ist die Pufferbase Azetat, die bei der Verstoffwechselung zu Bikarbonat ebenfalls Energie liefert. Noch ein wertvoller Vorteil für die Wahl von Azetat als Pufferbase.

Wenn der Darm durch die Durchfall-Erreger geschädigt ist, erfolgt die Wasseraufnahme nur noch unter der Bedingung, dass Natrium im Dünndarm zusammen mit Glukose vorhanden ist. Liegen Glukose und Natrium nicht im richtigen Verhältnis zueinander vor, gibt es entweder nur eine geringe oder keine Wasseraufnahme aus dem Darm ins Blut. Dieser Prozess der Wasseraufnahme bei geschädigtem Darm wird durch die Zugabe von Glycin und Acetat in der Elektrolyttränke unterstützt und verbessert.
Da dieser Mechanismus in den 1960er Jahren gut verstanden wurde, bestanden seit dem alle Elektrolytränken aus Natrium und Glukose. Allerdings benötigte es viele Jahre der Entwicklung, um die richtigen Mengen dieser Stoffe für eine maximale Wasseraufnahme zu ermitteln.