WGM e.V.

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Physiologische Grundlagen der Milchejektion
Herr Prof. Dr. R. Bruckmaier
Universität Bern, Vetsuisse Fakultät, Abteilung Veterinär-Physiologie
Das optimale Zusammenwirken zwischen der physiologischen Regulation der Milchabgabe
bei der Kuh, den Einstellungen der Melkanlage und einer guten Melkroutine gewährleisten
eine schonende und vollständige Euterentleerung bei gleichzeitiger Erhaltung der Eutergesundheit.
Da die physiologischen Regelmechanismen beim Tier durch den Menschen
nicht veränderbar sind, müssen Melktechnik und Melkroutine entsprechend der Physiologie
angepasst werden, um ein optimales Zusammenspiel zwischen Milchabgabe und
Milchentzug zu erreichen.
Verfügbarkeit der Milch vor Melkbeginn
Bezüglich ihrer Verfügbarkeit für die Milchabgabe ist die im Euter gespeicherte Milch in zwei
Fraktionen einzuteilen: die Zisternenmilch und die Alveolarmilch. Die Zisternenmilch, sammelt
sich während der Zwischenmelkzeiten kontinuierlich in den Hohlräumen von Zitze und
Drüse sowie in den großen Milchgängen an und ist jederzeit verfügbar. Lediglich der Zitzenschließmuskel
verhindert ihr Abfließen. Ihr Anteil liegt bei den meisten Tieren bei maximal
20 % der gesamten Milchmenge und ist bei älteren Tieren höher als bei jungen. Besonders
niedrig ist der Anteil der Zisternenmilch gegen Ende der Laktation und in den ersten 4-5 h
nach dem Melken.
Entsprechend ist bei kurzen Melkintervallen, wie sie bei hohen Melkfrequenzen (z.B. viermal
täglich) oder in automatischen Melksystemen auftreten können, kaum Zisternenmilch vorhanden.
Auch bei zweimaligem täglichen Melken treten aufgrund der üblicherweise ungleichen
Verteilung der Melkintervalle zwischen Morgen- und Abendmelken beim Abendmelken
kleinere Zisternenmilchmengen auf.
Die Alveolarmilch, gespeichert in den Drüsenbläschen (Alveolen) und kleinen Milchgängen,
kann aufgrund des kleinen Gefäßdurchmessers nicht von selbst abfließen, d.h. sie ist nicht
unmittelbar für die Melkmaschine verfügbar. Erst durch die aktive Kontraktion der Alveolen
und kleinen Milchgänge wird die Alveolarmilch in die Zisterne gepresst und steht damit
ebenfalls für den Milchentzug zur Verfügung. Dieser Vorgang wird als Einschießen der Milch
bzw. Milchejektion bezeichnet.
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Grundlagen der Milchejektion
Die aktive Verlagerung von Alveolarmilch in die Zisternenhohlräume (Milchejektion) wird
durch mechanische Stimulation des Euters (manuell oder maschinell), vor allem im Zitzenbereich,
in Form eines Reflexes (Milchejektionsreflex) ausgelöst. Dabei sind die Ansprüche
der Kuh an Art und Intensität der Stimulation gering; nur mit Schmerzen darf sie nicht verbunden
sein. Es ist aber mittlerweile gesichert, dass ein Berührungsreiz an der Zitze zur
Auslösung der Milchejektion notwendig ist. Optische und akustische Reize, wie die Wahrnehmung
der Melkumgebung oder der Geräusche der Melkmaschine führen nicht zu einer
Milchejektion. Ein „Laufenlassen“ von Milch vor dem Melken, kann allerdings durch solche
optische und akustische Reize gefördert werden. Dieses Phänomen hat nichts mit Milchejektion
zu tun, sondern hängt mit einer Herabsetzung der Schließkraft der Zitzenmuskulatur
zusammen, die vom Gehirn aus über das sympatische Nervensystem ausgelöst wird. Das
Laufenlassen der Milch tritt vor allem bei Vierteln mit besonders großen Zisternenhohlräumen
auf; der hydrostatische Druck ist in diesem Fall besonders hoch. Wenn dann der Tonus
einer ohnehin nicht sehr starken Muskulatur um den Strichkanal abnimmt, kann Milch abfliessen.
Die Stimulation des Euters von Hand oder durch die Melkmaschine löst einen Nervenreiz
aus, der über das Rückenmark zum Hypothalamus geleitet wird. Der Reiz wird dort umgeschaltet
auf andere Nerven und zum Hinterlappen der Hypophyse (Neurohypophyse) übertragen.
Diese setzt schließlich das Hormon Ocytocin frei, das sich an den Korbzellen der
Alveolen anlagert. Deren Kontraktion bewirkt das Auspressen der Alveolarmilch in das Milchgangsystem
und in die Zisterne - die Milchejektion.
Die Ansprüche an die Intensität des Stimulus zur Auslösung der Milchejektion sind äußerst
gering. Selbst ein nach dem Ansetzen des Melkzeuges nicht pulsierender Zitzengummi führt
zu einer Freisetzung von Ocytocin und Milchejektion. Auch die normale Pulsation des Zitzengummis
hat eine ausreichende Stimulationswirkung zur Auslösung der Milchejektion. Bereits
ein geringer Anstieg von Ocytocin im Blut ist ausreichend, um eine maximale Milchejektion
auszulösen (Schwellenwert).
Die Milchejektion bewirkt einen steilen Anstieg des Druckes in der Zisterne. Mit der Milchejektion
vergrössern sich die Zisternenhohlräume, während gleichzeitig das entleerte Drüsengewebe
durch den Druckanstieg in der Zisterne zurückgedrängt wird. Mit der Milchejektion
findet also eine Umverteilung eines grossen Teiles der Milch statt vom hauptsächlich im
oberen Bereich des Euters lokalisierten Drüsengewebe in die Zisternenhohlräume, die sich
in der Zitze und unmittelbar darüber befinden. Die Veränderung kann man kaum von aussen
sehen, wohl aber beim Berühren des Euters erfühlen. Wenn auch nach einer ausgiebigen
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Stimulation die Milch im oben gelegenen Drüsengewebe verbleibt, d.h. eine Störung der
Milchejektion vorliegt, spricht man deshalb vom „Aufziehen der Milch“.
Die Dauer einer taktilen Stimulation bis zum Beginn der Milchejektion hängt vom Füllungsgrad
des Euters ab. Relativ leere Euter, die auch über wenig Zisternenmilch verfügen, müssen
besonders lang stimuliert werden, bis es zur Milchejektion kommt. Relativ leere Euter
verfügen auch über wenig Zisternenmilch. Basierend auf der Abhängigkeit von Zisternenmilch
und Beginn der Milchejektion von der Euterfüllung hängt auch die optimale Dauer einer
Eutervorbereitung bzw. Vorstimulation wesentlich vom Füllungsgrad des Euters ab. Je leerer
das Euter, desto mehr wirkt sich eine ausreichende Eutervorbereitung positiv auf die Euterentleerung
aus.
Eutervorbereitung und Vorstimulation
Der Anspruch der Vorstimulation ist der Beginn des Transfers von Alveolarmilch in die Zisternenhohlräume
bereits vor Melkbeginn. Dies kann durch manuelle Vorstimulation beschehen,
aber auch durch verschiedene spezielle Einstellungen der Melkmaschine, die ein Einwirken
des vollen Melkvakuums vor der Milchejektion vermeiden oder ein Abmelken von Milch in
grösserem Umfang durch Geschlossenhalten des Zitzengummis vermeiden, während die
Stimulationswirkung der Pulsation trotzdem ausgeübt wird.
Bei vollen Eutern dauert es von Stimulationsbeginn bis zum Beginn der Milchejektion 40 bis
50 Sekunden, bei wenig gefüllten Eutern können bis zu 2 Minuten vergehen. Da bei vollen
Eutern gleichzeitig relativ viel Zisternenmilch vorhanden ist, reicht in diesem Fall (Anfang der
Laktation und lange Zwischenmelkzeit) eine kurze Eutervorbereitung (einschliesslich Zitzenreinigung
und Abmelken der ersten Milchstrahlen) von 20 Sekunden. Bei extrem geringer
Euterfüllung kann eine Vorstimulation von bis zu 90 Sekunden vorteilhaft sein kann, zumal
es in dieser Zeit auch kaum Zisternenmilch gibt, mit der Zeit bis zur Milchejektion überbrückt
werden kann, um ein Melken leerer Zitzen zu vermeiden. Allerdings ist in solchen Fällen,
meist kurz vor dem Trockenstellen, zu prüfen, ob sich der hohe Zeitaufwand für die Eutervorbereitung
bei der zu erwartenden geringen Milchmenge noch lohnt. Die Alternative wäre
ein sofortiges Trockenstellen.
Zur Eutervorbereitungsphase zählen zunächst alle taktilen Massnahmen an den Zitzen, die
der Kuh keine Schmerzen bereiten, also auch Vormelken und Reinigung der Zitzen. Darüber
hinaus ist es nicht notwendig, dass während der Eutervorbereitung durchgehend stimuliert
werden muss. Auch eine Kombination von relativ kurzer taktilen Stimulation und einer kurzen
Wartezeit bis zur Milchejektion werden hervorragende Melkergebnisse erreicht, teilweise
sogar besser, als bei durchgehender Stimulation bis zum Melkbeginn. Ein solches Verfahren
ist allerdings ausschließlich bei manueller Eutervorbereitung sinnvoll. Durch die Vorbereitung
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mehrerer Kühe bevor diese dann nacheinander angesetzt werden kann eine relativ konstante
Wartezeit zwischen taktiler Stimulation und ansetzen des Melkzeugs erreicht werden. In
der Regel reicht eine taktile Stimulation von 15 bis 30 Sekunden aus, um die Freisetzung von
Ocytocin auszulösen und für mindestens eine wietere Minute aufrecht zu erhalten. Während
einer an die taktile Stimulation anschliessenden Wartezeit von bis zu 60 Sekunden kann
dann die Ejektion erfolgen (abhängig von Laktationsstadium und Euterfüllung, siehe oben).
In diesem Zusammenhang ist aber unbedingt davor zu warnen, die Wartezeit zwischen taktiler
Vorstimulation und Melkbeginn auf über 2 Minuten auszudehnen; in diesem Fall verschlechtern
sich die Melkergebnisse aufgrund einer vorübergehenden völligen Unterbrechung
des Ejektionsgeschehens.
Die Milchejektion während des gesamten Melkens
Mit der Milchejektion am Melkbeginn kann in der Regel nur etwa die Hälfte der Alveolarmilch
in die Zisterne verlagert werden, bevor tatsächlich Milch abgemolken wird. Wir konnten zeigen,
dass die Milchejektion während des gesamten Melkvorgangs weiter geht. Deshalb müssen
auch die Ocytocinkonzentrationen bis zum Melkende erhöht bleiben, um eine gute
Euterentleerung zu erreichen. Die Stimulationswirkung des Melkzeuges, die normalerweise
gewährleistet ist, ist also absolut notwendig für den Fortgang der Milchejektion während des
Melkens.
In diesem Zusammenhang ist auch die Problematik einer unterbrochenen Milchejektion zu
sehen, die auftritt, wenn zwischen Eutervorbereitung (Reinigung, Stimulation) und dem
eigentlichen Melkbeginn Wartezeiten von mehr als zwei Minuten auftreten. Wenn die Stimulation
beendet wird, fallen die Ocytocinkonzentrationen nach ca. 2 Minuten wieder ab und die
Myoepithelzellen erschlaffen wieder. Es dauert dann besonders lang, erneut Ocytocin freizusetzen
und die Myoepithelzellen wieder zur Kontraktion zu bringen. Unter solchen Bedingungen
kann die Milchabgabe stark gestört und unvollständig sein.
Störungen der Milchejektion und Behandlung mit exogenem Ocytocin
Milchejektionsstörungen treten relativ häufig auf bei erstlaktierenden Kühen unmittelbar nach
der Geburt, verschwinden dann aber in vielen Fällen etwa 10 Tage später. Auch bei Veränderungen
der Melkroutine oder bei der Umstellung des Haltungssystems (Anbindestall –
Laufstall etc.) treten vorübergehend solche Störungen auf. Alle in der Praxis bekannten
Milchejektionsstörungen beruhen auf einer reduzierten oder völlig fehlenden Freisetzung von
Ocytocin aus der Neurohypophyse. Stresssituationen, die man als Ursache für die Störungen
annehmen könnte, sind vielfach nicht offensichtlich. Auch gilt es mittlerweile als gesichert,
dass Störungen der Milchejektion nicht von erhöhten peripheren Konzentrationen von
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Katecholaminen wie Adrenalin und Noradrenalin ausgelöst werden. Katecholamine erhöhen
im Gegenteil sogar die Freisetzung von Ocytocin. Die Jahrzehnte lange Annahme, dass
Adrenalin als Gegenspieler des Ocytocins zu sehen ist, ist keinesfalls haltbar. Während die
Ursachen für Milchejektionsstörungen nicht offensichtlich sind und offensichtlich nicht immer
in der Umwelt zu suchen sind, gelten endogene Opiate im Zentralnervensystem als Mediatoren
für deren pathophysiologische Regulation. Aufgrund der offensichtlichen Regulation
der Milchejektionsstörungen im Gehirn, gibt es gegenwärtig keine wirklich Therapie. Lediglich
kann das Fehlen der Freisetzung von Ocytocin aus der Hypophyse durch die Injektion
exogenen Ocytocins ersetzt werden. Das Ocytocin muss vor jeder Melkung eingesetzt werden;
eine Nachhaltigkeit der Behandlung ist nicht gegeben.
Neuere Untersuchungen haben allerdings gezeigt, dass auch die chronische Behandlung mit
Ocytocin problematisch ist. Die endogene Freisetzung von Ocytocin wird zwar durch die Behandlung
nicht beeinflusst, wohl aber kommt es nach dem Absetzen der Bhandlung auch bei
normaler endogener Freisetzung zu einer unvollständigen Kontraktion der Myoepithelzellen,
d.h. zu einer unvollständigen Euterentleerung. Eine mögliche Alternative zur Injektion von
Ocytocin ist eine Stimulation des Genitalbereichs. Das Einblasen von Luft in die Vagina stellt
einen deutlich stärkeren Reiz hinsichtlich der Freisetzung von Ocytocin dar als die Euterstimulation.
Bei Ejektionsstörungen führt diese Art der Stimulation mit grosser Wahrscheinlichkeit
zum Erfolg. Allerdings müssen die räumlichen Voraussetzungen während des
Melkens dafür gegeben sein.