Rinder-Somatotropin
Protein
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Rinder-Somatotropin (abgekürzt bST oder BST für englisch bovine somatotropin) ist ein Peptidhormon, das in der Hirnanhangsdrüse von Rindern gebildet wird und als Wachstumshormon wirkt. Es wird daher auch als Rinder-Wachstumshormon (engl. bovine growth hormone, BGH) bezeichnet. Rekombinant hergestelltes Rinder-Somatotropin wird in manchen Ländern zur Steigerung der Milchproduktion bei Milchkühen verwendet. In der EU ist es zur Vermarktung und zur Anwendung an Milchkühen zum Schutz von Tiergesundheit und -wohlergehen verboten.[1]
Geschichte
Im Jahr 1937 fand man, dass die Verabreichung von bST zu einer erhöhten Milchproduktion bei Milchkühen führt, da es ein Absterben der Milchdrüsenzellen während der Laktation verhindert. Der Einsatz von bST in der Landwirtschaft war bis in die 1980er Jahre begrenzt, da Rinderkadaver die einzige Bezugsquelle darstellten.
Das erste rekombinant hergestellte Rinder-Somatotropin (rbST) wurde 1988 in Sudafrika zugelassen.[2] 1994 brachte Monsanto ein rbST unter dem Produktnamen Posilac in den USA auf den Markt. Es wird von gentechnisch veränderten Bakterien (Escherichia coli) produziert, die das bST-Gen auf einem Vektor tragen. Monsanto verkaufte im August 2008 Posilac und alle damit verbundenen Rechte an Elanco Animal Health,[3] die das Präparat 2018 an das Unternehmen Union Agener, eine Tochter des brasilianischen Pharmakonzerns União Química Farmacêutica Nacional, verkaufte.[4][5] Posilac ist weder in Kanada noch Europa zugelassen. Der Aufruf von US-Konsumenten gegen den Einsatz künstlicher Wachstumshormone führte 2009 zu einem Domino-Effekt in der Milchproduktion, Milch rbST-frei herzustellen.[6]
Eigenschaften
Bovines Somatotropin ist ein Peptidhormon mit einem molekularen Masse von rund 22 kDa, das aus 190 oder 191 Aminosäuren besteht. Die Aminosäuresequenz des Proteins ist zu 67 Prozent mit der des humanen Somatotropins identisch.[7] Die Position 127 ist meistens mit Leucin (Leu, L) besetzt, als polymorphe Variante kommt Valin (Val, V) an dieser Stelle vor (ca. 30 %[8]).[2] Zwei rekombinante Formen sind für den Einsatz bei Milchkühen zugelassen: das Met-rbST (Sometribov [INN]), bei dem das Alanin am N-terminalen Ende durch Methionin ersetzt ist (Posilac, Lactatropin; Union Agener) sowie das Ala-rbST (Boostin; Lg Chem), das der nativen Form entspricht.[2]
| Primärstruktur der bovinen Somatotropine | |
.svg) |
 |
| bST | Sometribov (Met-rbST) |
Anwendung von rbST
Die normale Kuh produziert mit ihrer Laktation eine begrenzte Menge Milch. Die Produktion erhöht sich täglich, bis um den Tag 70 die Höchstproduktion erreicht ist. Von diesem Zeitpunkt an, bis die Kuh trocken ist, vermindert sich die Produktion langsam. Zum Teil bewirkt die Anzahl der milchproduzierenden Zellen im Euter diese Erhöhung und Verminderung der Milchproduktion. Die Anzahl der Zellen ist am Anfang gering, erhöht sich während der ersten Zeit der Laktationphase, vermindert sich dann, während die Laktation weitergeht. Einmal abgestorben wachsen diese Zellen normalerweise nicht neu bis zur nächsten Laktationsphase.[9]
rbST verhindert das etwa 70 Tage nach Beginn der Laktation einsetzende Absterben von Milchdrüsenzellen in Milchkühen.[9] Daraus resultiert im Ganzen eine höhere Produktion während der Laktationsphase. Da die Milchproduktion der Kuh während der Laktationsphase gemäß einer bekannten Kurve zu- und abnimmt, kann der Einsatz von rbST das Resultat gezielt verbessern. Die Anwendung erfolgt als subkutane Injektion einer rbST-Zink-Suspension alle 14 Tage ab der neunten bis zehnten Woche nach dem Kalben.[10] Der Wirkstoff erhält dann die zu diesem Zeitpunkt bestehenden Milchproduktionszellen am Leben. Nach der Höchstleistung vermindert sich die Produktion deshalb unter Gabe von rBST langsamer als ohne. So wird ein höherer Milchertrag über die Zeitspanne der Laktationsphase erzielt. Im besten Falle erhöht sich dieser Ertrag durch den Einsatz von Posilac nach Angaben des Herstellers auf sieben bis acht Liter Milch mehr am Tag.
In den USA wurden laut Monsanto im Jahr 1999 etwa 30 % der Milchkühe (circa 3 Millionen) mit rbST behandelt.[11] rbST wurde 1999 in Wisconsin in 17 % der Milchwirtschaftsbetriebe eingesetzt, darunter in 75 % der Betriebe mit mehr als 200 Milchkühen.[12] Im Jahr 2010 verwendeten in Wisconsin etwa 18 % der Milchwirtschaftsbetriebe rbST.[13]
Auswirkungen
Kuhgesundheit
Als Nebenwirkungen wurden 2003 in einer Meta-Analyse eine um 25 % erhöhte Wahrscheinlichkeit der Mastitis mit teilweise auftretender Eiterbildung beschrieben.[14] Die Empfängnisbereitschaft von Kühen sinkt während der Behandlung mit rbST um 40 %.[14] Die Wahrscheinlichkeit für Lahmheit in Kühen ist um 55 % erhöht.[14] Eine Meta-Analyse von 2014 konnte diese Ergebnisse nicht für die Zink-Formulierung von rbST bestätigen.[15]
Milch für den menschlichen Konsum
Der Einsatz von rbST wirkt sich gemäß zweier Studien (eine davon unter Beteiligung von Monsanto) nicht auf die Zusammensetzung der Kuhmilch aus. Zellkultur- und Tierversuche haben danach keine Hinweise darauf gegeben, dass Milch, die von rbST-behandelten Kühen stammt, unsicher ist.[16][17]