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Doctoral Thesis
2010
Effects of immunological castration on the regulation of metabolism in boars
Effects of immunological castration on the regulation of metabolism in boars
Institute for Animal Husbandry and Animal Breeding
Abstract (English)
Compared to surgical castrates, boars have a superior anabolic potential due to gonadal steroids, i.e. androgens and oestrogens. In consequence, they have an improved fattening performance and lean fat ratio in the carcass. However, most male piglets are surgically castrated without anaesthesia within the first week of life to avoid the unpleasant urine-like boar taint which is not acceptable to many consumers. Boar taint is mainly caused by androstenone which is synthesized in the testes together with the gonadal steroids. Skatole is another compound which contributes to the off odour. But this substance has a faecal smell and can be controlled by feeding strategies.
Castration without anaesthesia is now regarded to cause acute pain and stress to the piglets, so that surgical castration is no longer tolerated due to animal welfare considerations. Different alternatives are discussed but it appears that active immunization against the gonadotropin releasing hormone (GnRH) is the most practicable alternative to surgical castration. It is based on application of a commercial antigen (Improvac®) two times at an interval of 4 weeks. The second vaccination then leads to a high antibody formation and to a blockade of GnRH and thus luteinizing hormone (LH). In turn, the testicular biosynthesis of anabolic hormones as well as androstenone is inhibited. Several studies found that immunized boars still had a better performance than surgical castrates. One explanation is that immunized boars maintain part of their anabolic potential before the second vaccination and thus the onset of antibody formation. Therefore, an exact time schedule for immunization is required to optimize the fattening period without risk of tainted carcasses at slaughter. Another explanation may be that high growth hormone (GH) concentrations are maintained in immunized boars at a boar specific level. In addition to low GH, barrows also have low concentrations of the anabolic insulin-like growth factor I (IGF-I).
The present four studies were performed to investigate the hormonal and metabolic reactions before and after the second vaccination and to clarify why high GH concentrations are maintained.
The cause for elevated GH levels in immunized boars could not be identified in the present studies. Nevertheless, results allow an exact timing of the vaccinations and thus an optimal use of the anabolic potential of immunized boars without the risk of tainted carcasses at slaughter. A further improvement of the fattening performance may be realized by feeding strategies and their influence on IGF-I.
Abstract (German)
Eber haben im Vergleich zu Kastraten ein höheres anaboles Potential, das durch die Gonadensteroide (Androgene und Östrogene) bedingt ist. Deshalb weisen sie eine verbesserte Mastleistung und ein günstigeres Fleisch-Fett-Verhältnis im Schlachtkörper auf. Die meisten männlichen Ferkel werden dennoch in der ersten Lebenswoche chirurgisch kastriert, um den urinartigen Ebergeruch zu vermeiden, der von vielen Verbrauchern nicht akzeptiert wird. Ebergeruch wird hauptsächlich durch Androstenon verursacht, das zusammen mit den Gonadensteroiden im Hoden gebildet wird. Skatol ist ein weiterer Bestandteil, der zum Fehlgeruch von Eberfleisch beiträgt. Skatol hat einen fäkalartigen Geruch und kann aber durch Fütterungsstrategien kontrolliert werden.
Die chirurgische Kastration ohne Betäubung wird mittlerweile als schmerzhaft und belastend für die Ferkel eingeschätzt. Deshalb wird sie aufgrund des Tierschutzes nicht länger toleriert. Verschiedene Alternativen werden diskutiert, wobei die aktive Immunisierung gegen Gonadotropin Releasing Hormone (GnRH) die praktikabelste Alternative zu sein scheint. Die Immunisierung basiert auf der Anwendung eines kommerziellen Antigens (Improvac®), das zweimal im Abstand von 4 Wochen verabreicht wird. Die 2. Impfung löst eine hohe Antikörperbildung aus und führt damit zur Blockade von GnRH und LH. Dies wiederum führt zur Hemmung der testikulären Biosynthese, d.h. die anabolen Hormone wie auch Androstenon werden inhibiert. Einigen Studien zufolge weisen immunisierte Eber eine immer noch bessere Mastleistung als chirurgische Kastraten (Börge) auf. Eine Erklärung dafür ist, dass immunisierte Eber einen Teil ihres anabolen Potentials vor der 2. Impfung, und damit vor der Antikörperbildung, erhalten. Deshalb ist ein exakter Zeitplan für die Anwendung des Impfstoffes nötig, um einerseits die Mastperiode optimal zu gestalten, aber andererseits keine geruchsbelasteten Schlachtkörper zu riskieren. Eine weitere Erklärung könnten die hohen Wachstumshormonkonzentrationen (GH) sein, die immunisierte Eber auf einem für den Eber typischen Niveau aufrechterhalten. Zusätzlich zu niedrigen GH-Konzentrationen, weisen Börge auch niedrigere Konzentrationen des anabol wirksamen IGF-I auf.
Die vorliegenden vier Studien wurden durchgeführt, um Hormon- und Stoffwechselreaktionen vor und nach der 2. Impfung zu untersuchen. Weiter sollte geklärt werden, warum hohe GH-Konzentrationen aufrecht erhalten werden.
Der Grund für die hohen GH-Konzentrationen bei immunisierten Ebern konnte in den vorliegenden Studien nicht herausgefunden werden. Dennoch erlauben die Ergebnisse eine exakte zeitliche Einordnung der Impfungen in die Mastperiode, wodurch das anabole Potential der immunisierten Eber optimal genutzt werden kann, ohne geruchsbelastete Schlachtkörper zu riskieren. Eine weitere Verbesserung der Mastleistung könnte durch Fütterungsstrategien und deren Einfluss auf IGF-I erreicht werden.
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Faculty of Agricultural Sciences
Institute
Institute for Animal Husbandry and Animal Breeding
Examination date
2010-10-10
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English
Publisher
Publisher place
Classification (DDC)
630 Agriculture
Collections
Original object
Standardized keywords (GND)
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author = {Bauer, Aneka},
title = {Effects of immunological castration on the regulation of metabolism in boars},
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school = {Universität Hohenheim},
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