Effects of cold exposure on responses of plasma insulin, glucagon, and metabolites in heifers

Abstract

SummaryEffects of cold exposure on plasma insulin, glucagon, and metabolite responses following an injection of nutrients were investigated in heifers. Four heifers, fed hay and a commercial concentrate, were exposed to thermoneutral (20°C) and cold (0°C) environments. Glucose, arginine and butyrate (each injection at 0.625 mmol/kg), and insulin (0.2U/kg) were injected intravenously, and then blood was taken at regular intervals through jugular vein catheters. Insulin secretion in response to glucose, arginine and butyrate injection was not affected by cold exposure compared with several reports that noted an inhibited insulin response in cold exposed sheep. The glucagon response (AUC; response area) to the arginine injection was slightly increased during cold exposure. Plasma glucose decreased to below basal levels after recovery from hyperglycaemia following glucose injection in the cold environment. The increase in plasma insulin (AUC) after exogenous insulin injection tended to be smaller during cold exposure, and peak insulin value was also inhibited significantly during cold exposure. It is concluded that in heifers, cold stress does not influence insulin secretion in response to secretagogues, however, sensitivity to insulin action following exogenous glucose injection and insulin clearance tended to be enhanced by cold stress.ZusammenfassungDer Einfluß eines Kältestress auf die Konzentrationen von Insulin, Glucagon und andere Stoffwechselparameter im Plasma von RindernVier Rinder, die Heu und Kommerzielles kraftfutter erhielten, wurden bei einer thermoneutralen Temperatur (20°C) und bei Kälte (0°C) gehalten. Zugleich erhielten die Tiere Injektionen (0,635 mmol/kg) von Glucose, Arginin und Butyrat, zusätzlich 0,2 U/kg Insulin intravenös verabreicht. In regelmäiigen Intervallen wurde den Rindern Blut durch Venenverweilkatheter entnommen. Die Insulin‐Sekretion wurde durch die Injektion von Arginin und Butyrat durch einen Kältestress nicht verändert. Dies steht im Gegensatz zu Ergebnissen, die bei Schafen gefunden wurden. Der Glucagon‐Respons (AUC; Respons‐Areal) war nach einer Arginin‐Injektion bei Kältestress leicht erhöht. Die Plasma‐Glucosewerte sanken bei Kältebehandlung unter die Basalwerte nach einer Insulininjektion und der damit verbundenen Hyperglykämie. Der Anstieg des Plasma‐Insulins (AUC) nach einer exogenen Insulin‐Injektion scheint bei Kältestress geringer zu sein. Die höchste Insulin‐Konzentration liegt bei Kältestress ebenfalls niedriger als bei thermoneutraler Haltung der Rinder. Daraus ist zu schließen, daß ein Kältestress bei Rindern die Insulin‐Sekretion in Abhängigkeit der Injektion von Glucose, Arginin und Butyrat nicht beeinflußt, die Insulin‐Wirkung nach der exogenen Injektion von Insulin und die Insulin‐Clearence bei Kältestress aber verstärkt.