Die Gebärparese gehört trotz umfangreicher pathophysiologischer Kenntnisse immer noch zu den häufigsten und wirtschaftlich bedeutensten peripartalen Erkrankungen bei Milchkühen. Ziel dieser retrospektiven Studie war, zu untersuchen, ob es bereits im antepartalen Zeitraum möglich ist, anhand von Blut- und Harnparametern eine mögliche Prädisposition für Hochleistungskühe, an Gebärparese zu erkranken, festzustellen. Zur Verfügung standen Blut- und teilweise Harnproben von Beginn des Trockenstehens bis kurz nach dem Abkalben von insgesamt 53 post partum (p.p.) festliegenden Kühen (VT). Untersucht wurden Parameter des Energie- und Fettstoffwechsels, des Leber-, Muskel- und Knochenstoffwechsels, des Eiweißstoffwechsels und des Mineral- und Spurenelementstoffwechsels. Zusätzlich wurde bei 20 dieser Kühe die fraktionelle Elimination (FE) von Calcium, Phosphat, Magnesium, Natrium und Kalium berechnet. Signifikante Differenzen ergaben sich vor allem bei der Alkalischen Phosphatase (AP), die im gesamten antepartalen Meßzeitraum signifikant erniedrigte Aktivitäten bei den VT aufwies. Desweiteren wurde eine im entsprechenenden Zeitraum durchweg erhöhte Calcium-Ausscheidung bei gleichzeitig erhöhter FE Calcium bei den VT beobachtet. Nach der ROC (Receiver Operator Characteristics)-Analyse weisen AP-Aktivitäten im Blut unter 45 U/L in der Trockenstehphase mit einer Sensitivität von etwa 80 % auf ein erhöhtes Gebärpareserisiko p.p. hin. Anhand dieser Ergebnisse kann die AP-Aktivität im Blut während der Trockenstehperiode als frühdiagnostischer Indikator für eine p.p. bestehende Gebärparesegefährdung genutzt werden.

Die alkalische Phosphatase (AP) ist in Form von verschiedenen Isoenzymen in fast allen Geweben und Flüssigkeiten des Organismus vorhanden. Durch die Auftrennung der Gesamt-AP in ihre Isoenzyme ist eine Lokalisation von krankhaften Prozessen möglich. Da in der Veterinärmedizin die AP-Isoenzymdiagnostik bisher nicht praktisch zum Einsatz kommt, wurde in der vorliegenden Arbeit die Aussagekraft der Isoenzym-Aktivitäten bei verschiedenen Krankheitsbildern und die Eignung dieses Verfahren für den Einsatz in Klinik und Praxis untersucht. Die Untersuchungen wurden an insgesamt 106 Rindern durchgeführt. 25 gesunde Rinder bildeten eine Kontrollgruppe. 69 an Diarrhoe erkrankte Kühe wurden gemäß ihrer Primärerkrankung in 6 Gruppen eingeteilt: Labmagenverlagerung nach links (LMV li) (n=28), Labmagenverlagerung nach rechts (LMV re) (n=20), Enteritis (n=5), Strangulationsileus (n=4), Labmagenulcera (n=5) und Endometritis / Mastitis (n=7). Zwei weitere Gruppen bildeten Rinder mit einer Leberfunktionsstörung (n=20) und Rinder mit einer hochgradigen Aktivitätserhöhung der Gesamt-AP ≥ 300 U/l (n=12). Zudem wurden Blutproben vom Tag der Aufnahme und der Entlassung verglichen. Die AP-Isoenzyme im Blutserum wurden mit Hilfe des Testkits HYDRAGEL ISO-PAL K20 der Firma Sebia, Fulda elektrophoretisch auf Agarosegel aufgetrennt in die Leber-1-, Leber-2-, Knochen- und intestinalen Isoenzyme. Außerdem wurden bestimmt: Gesamt-Alkalische-Phosphatase, Glutamat-Dehydrogenase, Aspartat-Amino-Transferase (ASAT), Gamma-Glutamyl-Transferase, Alanin-Amino-Trans-ferase, Gesamtbilirubin, Gesamteiweiß, Harnstoff, Beta-Hydroxybuttersäure, Cholesterol, Calcium, anorganisches Phosphat und Leukozyten. Bei den gesunden Kühen beträgt die mediane Aktivität der Gesamt-AP 122 U/l, die der intestinalen AP 22,7 U/l und die der Leber-1-AP 51,0 U/l. Bei den Kühen mit Diarrhoe ist die intestinale AP-Aktivität bei Erkrankung signifikant erhöht (M=28,2 U/l). Bei der Unterteilung in verschiedene Erkrankungen weist sie bei den Tieren mit Strangulationsileus eine signifikant höhere Aktivität als bei den anderen Krankheiten auf (M=71,4 U/l). Die Gesamt-AP-Aktivität ist jedoch in keinem Fall signifikant erhöht und gibt somit keinen Hinweis auf einen Aktivitätsanstieg der intestinalen AP. Nach Abklingen der Diarrhoe ist die Wiederherstellung der Darmfunktion anhand einer Normalisierung der intestinalen AP-Aktivität nachvoll-ziehbar, da zwischen den gesunden Kühen und den rekonvaleszenten Tieren (M=24,2 U/l) kein signifikanter Unterschied besteht. Jedoch lässt die Aktivität des intestinalen Isoenzyms keine Rückschlüsse auf die zu Grunde liegende Grund-erkrankung zu, weil auch bei den anderen Erkrankungen ähnlich hohe Aktivitäten der intestinalen AP wie beim Ileus existieren. Auffällig ist auch eine Hypocholesterolämie bei den Kühen mit LMV li (M=1,86 mmol/l), LMV re (M=1,92 mmol/l) und besonders bei den Tieren mit Ileus (M=1,36 mmol/l) gegenüber den Gesunden (M=3,45 mmol/l). Die Untersuchung von Gesamt-AP-Aktivität und Leber-1-AP-Aktivität bei den Patien-ten mit einer Leberfunktionsstörung ergibt, dass der Grad der Erhöhung dieser Parameter einen Rückschluss auf die Schwere der Erkrankung zulässt. Bei den später verstorbenen Kühen sind für die Gesamt-AP (M=178 U/l) und für das Leber-1-Isoenzym (M=116,5 U/l) die hochgradigsten Aktivitätsanstiege zu verzeichnen. Eine Prognose hinsichtlich des Ausgangs der Erkrankung ist allerdings nicht zu treffen, weil keine signifikanten Aktivitätsunterschiede zwischen Kühen mit Exitus letalis und Heilung bestehen. Aber die ASAT-Aktivitäten (M=278,1 U/l) und die Bilirubinkonzen-trationen (M=20,5 µmol/l) sind bei den Tieren mit Exitus letalis deutlich höher als bei den rekonvaleszenten Kühen (M=145,6 U/l bzw. 12,5 µmol/l) und sind somit prognostisch verwertbar. Auf Grund dieser Ergebnisse erscheint die Aussagekraft der AP-Isoenzymdiagnostik als zu gering, um diese Methodik in Praxis und Klinik zur Zeit anzuwenden.

Die leukozytäre alkalische Phosphatase (leukoAP) wird in der Humanmedizin zur Charakteristik stabkerniger neutrophiler Granulozyten und damit der Feststellung leukozytärer Reaktionen im Sinne der Linksverschiebung genutzt. Des weiteren dient die quantitative Erfassung der leukoAP der Funktionsbeschreibung dieser Zellart. Im Vergleich dazu liegen bisher beim Rind nur wenige Untersuchungen vor. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, entsprechende Grundlagen für diese Tierart zu erarbeiten, d.h., die Bestimmungsmethodik an Rindergranulozyten zu adaptieren, Referenzwerte zu definieren sowie klinische Bezüge bei ausgewählten Krankheiten zu prüfen. Die Untersuchungen wurden an gesunden weiblichen Kälbern im Alter von drei bis vier (n = 13), sechs bis acht (n = 13) und 12 bis 14 Wochen (n = 11), weiblichen Jugrindern im Alter von sechs (n = 9) und zwölf Monaten (n = 10) sowie dreijährigen Kühen in der Trockenstehperiode (n = 11), fünf bis sieben Wochen (n = 10) sowie 12 bis 14 Wochen post partum (n = 6) durchgeführt. Außerdem wurden Kühe mit Dislocatio abomasi (n = 8) und mit weiteren Erkrankungen (n = 8) analysiert. Zur Analytik der leukoAP wurde ein durchflußzytometrisches Verfahren für Rinder adaptiert, das eine schnellere und genauere Arbeit als das herkömmliche Verfahren der leukoAP-Index-Bestimmung ermöglicht. Weiterhin wurden die Aktivitäten der AP und dessen Knochenisoenzyms im Blutserum sowie das Leukogramm bestimmt. Die Bestimmung der leukoAP ist auf der Basis der Diazoniumfärbung auch beim Rind durchflußzytometrisch mit großer Präzision und hohem Probendurchsatz möglich. Die leukoAP-Aktivitäten (relative Fluoreszenzaktivitäten) zeigen eine Altersabhängigkeit. Sie bewegen sich bei drei bis vier Wochen alten gesunden Kälbern zwischen 2,2 bis 5,7 (Mittelwert: 3,8), sinken kontinuierlich bis in den Bereich 1,9 bis 4,3 (Mittelwert: 2,8) bei 12 bis 14 Wochen alten Kälbern ab (p£0,05), um bis auf 2,6 bis 5,5 (Mittelwert: 4,2) bei einjährigen Jungrindern wieder signifikant (p£0,05) anzusteigen. Bei gesunden, trockenstehenden dreijährigen Kühen sowie Kühen 12 bis 14 Wochen post partum schwanken die leukoAP-Aktivitäten zwischen 1,2 bis 9,7 (Mittelwerte bei 3,3 bzw. 3,6). Im Zeitraum fünf bis sieben Wochen post partum ist die leukoAP-Aktivität mit 2,1 bis 8,2 (Mittelwert: 5,3) signifikant (p£0,05) höher. Bei der Gesamtheit der untersuchten gesunden Rinder korreliert die leukoAP weder mit der Zahl der Leukozyten (gesamt), der stabkernigen neutrophilen Granulozyten, der segmentkernigen neutrophilen Granulozyten, der Monozyten, noch mit der Zahl der Lymphozyten systematisch gesichert. Andererseits sind Beziehungen zu diesen Parametern für einzelne Alters- und Laktationsgruppen nachweisbar. Die leukoAP korreliert weder mit der Gesamtaktivität noch mit dem Knochenisoenzym der AP im Serum. Kühe haben einen Tag nach Reposition einer Dislocatio abomasi leukoAP-Aktivitäten von 2,4 bis 7,4 (1. und 3. Quartil). Innerhalb von drei Tagen post repositionem steigt die leukoAP-Aktivität in den Bereich 5,1 bis 11,5 signifikant an, während die Leukozytenzahl sinkt (p£0,05). Bei Kühen mit linksseitiger Dislocatio abomasi verlaufen die leukoAP-Aktivität sowie der Anteil stabkerniger neutrophiler Granulozyten postoperativ parallel. Bei Kühen mit entzündlichen Erkrankungen (Klauensohlengeschwüre, Retentio secundinarum, Pneumonie, Ekzem) sind z.T. stark erhöhte leukoAP-Aktivitäten feststellbar. Sie gehen tendenziell mit einem Anstieg der stabkernigen neutrophilen Granulozyten sowie mit Leukozytose einher, im Einzelfall besteht jedoch nicht immer dieser Trend. Die Bestimmung der leukoAP ist nur bei gegebenen technischen Voraussetzungen eine auch bei Rindern einfach durchführbare Methode zur Charakteristik der neutrophilen Granulozyten mit altersabhängigen Differenzen. Bei Dislocatio abomasi besteht eine Reduzierung der leukoAP-Aktivität, die post repositionem jedoch erheblich zunimmt. / Leukocyte alkaline phosphatase (leukoAP) is used in the human medicine to characterize unsegmented neutrophile granulocytes and thereby to diagnose leukocyte reactions in terms of a leftward shift. Furthermore, the quantitative capture of leukoAP serves as a functional description of this cell type. To our knowledge, only little investigation has been done on cattle. Therefore, this dissertation aimed to acquire an equal basis for this species, i.e. to adapt the methodology of determination, to define reference values, and to examine relevant relationship for selected diseases. Healthy female calves aged between three and four (n = 13), six and eight (n = 13), and between twelve and fourteen weeks (n = 11), cows aged six (n = 9) and twelve months (n = 10), three-year-old cows ante partum (n=11), and ten cows between five and seven as well as six cows between twelve and fourteen weeks post-partum were used in the study. In addition, eight cows with abomasal dislocation and another eight with other complications were examined. For analyzing leukoAP we adapted flow cytometry for cattle which delivers faster and more exact determination than the conventional method of leukoAP index determination. Moreover, the activity of alkaline phosphatase (AP) in blood serum and its iso-enzymes in the bone as well as leukogrammes were determined. The flow cytometrical determination of leukoAP activity was based upon the diazonium staining technique which also provides an accurate measurement in a large number of samples for cattle. The leukoAP activities (given as a relative fluorescence activity) showed age dependency: they ranged between 2.2 and 5.7 (mean value 3.8) in calves of 3 to 4 weeks in age, and decreased continuously and significantly (p£0,05) to 1.4 - 4.3 (mean value 2.8) in calves between 12 and 14 weeks of age, but increased again significantly (p£0,05) ranging between 2.6 - 5.5 (mean value 4.2) in one-year-old cattle. In healthy cows, ante partum and 12 to 14 weeks post-partum, differed the leukoAP activity between 1.2 and 9.7 (mean value 3.3 and 3.6, respectively), whereas in cows 5-7 weeks post-partum the leukoAP activity was significantly greater reaching 2.1 to 8.2 (mean value 5.3, p£0,05). For healthy cattle, leukoAP correlated neither with the total number of leukocytes, unsegmented neutrophile granulocytes, monocytes nor with the number of lymphocytes. In addition, leukoAP correlated neither total activity nor with serum AP and its iso-enzymes in the bone. One day after replacing the abomasal dislocation (between 1st and 3rd quartile) cows showed a significant decrease in leukoAP activity (2.4 - 7.4) vs. healthy cows after the same period of time post-partum. This parameter increased, however, significantly three days post-operative (5.1-11.5), whereas the number leukocytes decreased (p£0,05). In cows with left side abomasal dislocation, leukoAP activity and the number of unsegmented neutrophile granulocytes post-operative developed concomitantly. We found enhanced leukoAP activity in cows with different inflammatory disorders such as sole ulcer, placenta retention, pneumonia and eczema which provably (p£0,05) corresponded with an increased number of unsegmented neutrophile granulocytes and partly leukocytosis. However, for isolated cases this trend did not always show. Determining the leukoAP is, hence, a method for characterizing neutrophile granulocytes depending on age differences and is only practible for cattle if the required technical conditions are given. During abomasal dislocation, leukoAP activity decreased, but increased considerably after post-operative replacement.

Die Basis für den therapeutischen Einsatz elektrischer Felder bei der Behandlung von Knochenbrüchen liegt in der Existenz von belastungsabhängigen elektrischen Potentialen im Knochen. Die zellulären Wirkungsmechanismen sind jedoch unverstanden. Um zu untersuchen, ob und wie elektrische Felder Wachstum und Differenzierung von Knochenzellen beeinflussen, wurden humane Osteosarcomazellen (HOS TE85) und aus Minischweinen isolierte primäre Osteoblasten mit elektrischen Feldern im Frequenzbereich von 0.1 Hz bis 100 kHz befeldet und verschiedene zelluläre Parameter zeitabhängig gemessen. Das elektrische Feld wurde mittels platinierten Platinelektroden appliziert, um ausreichend hohe Feldstärken bei gleichzeitig guter Kontrolle über die im Gewebe erzeugte Wellenform zu gewährleisten. Beim Einsatz von Elektroden müssen jedoch elektrochemische Reaktionen an der Elektrodenoberfläche berücksichtigt werden. Daher wurden verschiedene Elektroden für die in vivo- und in vitro-Stimulation mit elektrischen und numerischen Methoden untersucht und verglichen. Das führte einerseits zur Erarbeitung verschiedener Kriterien zur Auswahl geeigneter Elektrodenmaterialien und -geometrien. Andererseits konnten detaillierte Angaben zur effektiven Feldstärke und Feldverlauf in der Zellebene sowie zu elektrochemisch bedingten Nebenwirkungen gemacht werden. Es konnte gezeigt werden, dass elektrische Felder das Signalsystem und den Stoffwechsel von Knochenzellen im gesamten untersuchten Frequenzbereich beeinflussen. Die Richtung des Nettoeffekts war jedoch im oberen und im unteren Frequenzbereich unterschiedlich. Im Frequenzbereich über 1 kHz fanden wir immer eine Erhöhung des Wachstums und der Konzentration der "second messenger" und eine Herabsetzung der Konzentration der reaktiven Sauerstoffverbindungen (ROS). Bei Frequenzen unter 1 kHz wurde dagegen eine Erhöhung der Aktivität der alkalischen Phosphatase und des oxidativen Stress beobachtet. Signifikante Effekte traten jedoch nur bei Feldstärken oberhalb 100 V/m auf. Hinweise auf bevorzugte Frequenzen oder Wellenformen, die für "Fenstereffekte" sprechen würden, konnten nicht gefunden werden. Da alle zellulären Parameter an einem einheitlichen System gemessen wurden, ließen sich die Ergebnisse in ein Modell der feldinduzierten Signaltransduktion integrieren. Prinzipiell muss man von einem gemeinsamen Effekt mehrerer Signalwege ausgehen. Dabei kann die Erhöhung der intrazellulären Kalziumkonzentration als ein genereller Mechanismus der Feldwirkung angesehen werden. Dafür sind sowohl der Influx als auch die Freisetzung von Kalzium aus intrazellulären Speichern verantwortlich. Es konnte weiterhin gezeigt werden, dass auch cGMP und Prostaglandin E2, jedoch nicht cAMP an der Vermittlung der Feldwirkung beteiligt ist. Außerdem wurde die Translokation der mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK) beeinflusst. Trotzdem sind die beobachteten Effekte relativ schwach im Vergleich zu publizierten klinischen Erfolgen. Es muss daher in vivo Verstärkungsmechanismen geben, die durch Untersuchungen an Zellkulturen nicht erfasst werden können. / The therapeutic use of electric fields in the treatment bone fracture healing is based on the existence of different load dependent electric potentials in bone. However, the cellular mechanisms of field action are still not understood. We investigated the effect of electric fields on proliferation and differentiation of human osteosarcoma cells (HOS TE85) and primary osteoblasts isolated from mini pigs. The cells were exposed to electric fields (0.1 Hz - 100 kHz) and various cellular parameters were measured. The field was applied using platinized platinum electrodes ensuring sufficiently strong electric fields and a well controlled wave form in the tissue. Nevertheless, in this case electrochemical reactions which occur at the electrode surface have to be taken into account. That’s why various electrodes for in vivo and in vitro stimulation are characterized by electrical and numerical methods leading not only to criteria for choosing electrode materials and geometries, but also providing detailed knowledge about the electric field induced in the tissue and electrochemically induced side effects. We found that cellular signaling as well as proliferation and differentiation of bone cells are influenced by electric fields in the whole investigated frequency range. Proliferation and the second messenger concentrations are increased at frequencies above 1 kHz, whereas below 1 kHz the alkaline phosphatase activity is increased. Significant effects were found only for electric fields above 100 V/m, but we could not find any hints on preferred frequencies or wave forms ruling out "window effects". Because all cellular parameters were measured within one experimental system, the results can be summarized in a signal transduction model for the action of electric fields. Generally, a common action of multiple signaling pathways has to be assumed. The increase of the intracellular calcium concentration can be considered as a general mechanism of field action. This increase is caused by calcium release from intracellular calcium stores as well as influx of extracellular calcium. Additionally, the concentration of cGMP and prostaglandin E2, but not that of cAMP is increased by the electric field. Furthermore, the translocation of the mitogen activated protein kinase (MAPK) is influenced. Nevertheless, the field effects found are weak compared to those published in clinical studies. We suppose that there are amplifying mechanisms in vivo which could not be seen during in vitro investigations.

No description available.

In der vorliegenden Arbeit sollten die in der veterinärmedizinischen Literatur bisher diskutierten Ursachen für LJD bei Makropoden hinsichtlich ihrer tatsächlichen Bedeutung abgeklärt und die Eignung einer formalininaktivierten, bestandsspezifischen Adsorbatvakzine zur Prophylaxe von LJD getestet werden. Da LJD eine parodontale Erkrankung darstellt, wurden auch die für Entstehung einer humanen Parodontitis prädisponierenden Faktoren mit in die Untersuchung einbezogen. Es wurden Tupferproben zur bakteriologischen Untersuchung von insgesamt 15 gesunden und 11 an LJD erkrankten Kängurus entnommen. Dabei konnten gramnegative Anaerobier bei allen Tieren isoliert werden. Fusobacterium nucleatum wurde in 82% der von an LJD erkrankten und nur in 33% der von gesunden Tieren entnommenen Tupferproben nachgewiesen, womit sich ein signifikanter Zusammenhang (P < 0,05) zwischen diesem Erreger und LJD ergab. Weitere überwiegend bei erkrankten Makropoden nachgewiesene Anaerobier stellten Prevotella oris/oralis (bei 73% der LJD-Fälle und bei 40% der gesunden Tiere) sowie Capnocytophaga spp. (45% vs. 13%) dar. Bacteroides spp. und Porphyromonas gingivalis wurden – wenn auch nur mit 3 bzw. 2 Nachweisen – ausschließlich bei kranken Tieren isoliert. Fusobacterium necrophorum wurde jeweils in 27% der Kängurus gefunden und spielte damit in dieser Studie keine Rolle für die Entstehung von LJD. In Übereinstimmung mit der Literatur konnten Moraxella spp. ausschließlich bei gesunden Makropoden isoliert werden. Vertreter dieser Gattung gehören damit offensichtlich zur normalen Maulflora der Kängurus. Für die Zoos in Halle und Leipzig wurde eine formalininaktivierte, bestandsspezifische Adsorbatvakzine gegen die bei einem an LJD erkrankten Känguru des jeweiligen Bestandes isolierten gramnegativen Anaerobier hergestellt. 7 Tiere (2 Rote Riesenkängurus, 5 Bennettwallabies) des Leipziger Zoos und 6 Bennettkängurus des Zoos in Halle wurden geimpft, wobei Auffrischungsimpfungen nach 4 bzw. 8 Wochen und nach 6 bzw. 12 Monaten erfolgten. Die spezifischen AK gegen das Prüfantigen Fusobacterium necrophorum wurden im SLA bestimmt. Es konnte keine Erhöhung der AK-Titer induziert werden und auch die Todesrate infolge von LJD senkte sich während des Untersuchungszeitraumes von 42 Monaten in den beiden Zoos nicht. Die höchsten AK-Level (1:512 bis 1:2048) ließen sich im Serum von natürlich infizierten und letztendlich tödlich erkrankten Bennettwallabies des Zoos in Hoyerswerda feststellen. Der Nachweis von AK-Titern im Serum von nicht geimpften Jungtieren lässt vermuten, dass AK via Kolostrum oder Dottersackplazenta auf die Jungtiere übertragen werden. Die Untersuchungen hinsichtlich der Fütterung zeigten, dass im Zoo Leipzig eine azidotische Stoffwechsellage induziert wurde, was sich bei den Leipziger Bennettkängurus in einem mit 7,53 signifikant niedrigeren Vormagen-pH-Wert im Vergleich zu den Hallenser und Auer Tieren (8,25 und 8,38) offenbarte. Dies schlug sich auch in erhöhten K-, Cholesterol- und &#61537;-Amylasewerten im Serum der Leipziger Wallabies nieder, womit gezeigt werden konnte, dass sich diese Parameter offenbar auch bei Makropoden zur Diagnostik einer chronischen Azidose eignen. Die Versorgung der Bennettkängurus in Magdeburg und Halle mit Ca und P war zwar nicht ausreichend, spiegelte sich aber nicht in veränderten Blutwerten dieser Mengenelemente wider. Die Aktivität der AP nimmt mit zunehmenden Alter ähnlich wie bei anderen Tierarten ab. Ihre negative Korrelation mit dem Alter der Tiere war dabei hochsignifikant (P < 0,001, r = 0,77 bzw. 0,62). Beim direkten Vergleich gesunder mit an LJD erkrankten Tieren konnte weder eine Störung im Ca/P-Stoffwechsel noch eine Azidose in Verbindung zu LJD gebracht werden. In allen Zoos erfolgte eine Überversorgung mit Vitamin A, wobei die Bedarfswerte für Schaflämmer um das 3,5fache bis 41fache übertroffen wurden. Den Bedarfswerten am nächsten lagen die Versorgungswerte der Bennettkängurus vom TP Aue und der Östlichen Grauen Riesenkängurus vom Zoo Magdeburg, beides Bestände ohne LJD. Die ermittelten Retinolplasmakonzentrationen standen in keiner Beziehung zu den Vitamin-A-Gehalten im Futter, was darauf hindeutet, dass sich Retinolbestimmungen im Blutplasma ebenso wie bei anderen Tierarten nur in extremsten defizitären Situationen zur Einschätzung des Vitamin-A-Status eignen. Ob eine Hypervitaminose A für die Entstehung von LJD tatsächlich eine Rolle spielt, muss in zukünftigen Arbeiten unter Einbeziehung von Retinolesterbestimmungen in der Leber abgeklärt werden. Die Glukosewerte lagen mit 8,57 mmol/l (M. rufus) bzw. 6,51 mmol/l (M. rufogriseus) über den bisher bekannten Werten aus der Literatur. Da die Werte bei an LJD erkrankten Kängurus niedriger waren als bei gesunden Tieren, kann ein Diabetes mellitus als Ursache für LJD ausgeschlossen werden. Weder die Durchsicht von 144 Sektionsprotokollen noch die Bestimmung der Kreatinin- und Harnstoffkonzentration im Serum von an LJD erkrankten Tieren ließen einen Zusammenhang zwischen Erkrankungen der Nieren und LJD erkennen. 30 Tiere verendeten an LJD, wovon 20% auch an den Nieren erkrankt waren. Allerdings wiesen auch 16,7% der anderweitig gestorbenen Kängurus eine Nierenerkrankung auf. Die Serumkonzentrationen von Harnstoff bzw. Kreatinin der an LJD erkrankten Makropoden unterschieden sich nicht von den für die gesunden Roten Riesenkängurus (7,40 mmol bzw. 114 mmol/l) und Bennettwallabies (7,81 mmol/l bzw. 86 mmol/l) ermittelten Werten. Insgesamt 184 Sera von 107 Kängurus wurden auf AK gegen MaHV-1 und MaHV-2 mittels Neutralisationtest geprüft. Während 94,4% bzw. 97,2% der Roten Riesenkängurus serologisch positiv für MaHV-1 bzw. MaHV-2 waren, reagierten von den 71 überprüften Bennettkängurus nur 4 bzw. 3 Tiere positiv. Unter den Wallabies befanden sich auch 21 an LJD erkrankte Tiere, wovon lediglich 2 Tiere gegen MaHV-1 und 1 Tier gegen MaHV-2 eine Serokonversion zeigten. Die AK-Titer der Roten Riesenkängurus ließen keine Unterschiede zwischen gesunden und an LJD leidenden Tieren zu und die entnommenen Serumpaarproben von 5 zum Zeitpunkt der Blutentnahme an LJD leidenden Riesenkängurus zeigten kein einheitliches Verhalten im Sinne einer Serokonversion. Somit ließ sich der Verdacht, dass die Reaktivierung latenter Herpesinfektionen die Ursache für LJD sein könnte, nicht bestätigen. Im Ergebnis der vorliegenden Studie und im Zusammenhang mit den Angaben aus der Literatur stellt sich LJD primär als eine Infektion mit gramnegativen Anaerobiern dar, wovon Fusobacterium nucleatum, Bacteroides spp., Prophyromonas gingivalis und Fusobacterium necrophorum, Biovar A die größte Bedeutung haben dürften. Den Abschluss der Arbeit bilden Empfehlungen für die Haltung von Kängurus in zoologischen Einrichtungen und für die Therapie von LJD. Im Anhang finden sich Röntgenaufnahmen und Photographien von erkrankten und gesunden Makropoden. / The aim of this thesis was the investigation of the aetiology of Lumpy Jaw Disease (LJD) in macropods concentrating specifically on the causes of the diseases in current veterinary medicine literature and to evaluate the use of a group-specific Al(OH)3-adjuvanted, formalin-inactivated whole-cell vaccine for the control of LJD in kangaroos kept in zoos. LJD is regarded as periodontal disease, therefore the risk factors for the development of human periodontitis were also included in this study. The oral flora from 15 healthy macropods and 11 animals suffering from LJD was isolated. At least one anaerobic gram-negative bacterial species was found in swabs of each macropod. The occurrence of Fusobacterium nucleatum was associated with LJD (P < 0.05) by detecting this bacterium in 82% of the kangaroos suffering from LJD compared to only in 33% of the healthy animals. Prevotella oris/oralis and Capnocytophaga spp. were also predominantly found in diseased animals in comparison with healthy macropods (73% vs. 40% and 45% vs. 13% respectively). Bacteroides spp. and Porphyromonas gingivalis were isolated in only 3 and 2 kangaroos suffering from LJD, respectively. Contrary to previously published studies about LJD Fusobacterium necrophorum was not associated with LJD, as this anaerobe was detected in only 27% of the diseased as well as healthy macropods. Moraxella spp. seem to be a part of the normal oral flora of macropods and was found exclusively in healthy animals. 11 Red-necked Wallabies (Macropus rufogriseus) and 2 Red Kangaroos (Macropus rufus) were immunized with a group-specific Al(OH)3-adjuvanted, formalin-inactivated whole-cell vaccine containing previously in a kangaroo suffering from LJD isolated gramnegative anaerobs. The kangaroos were re-vaccinated after 1, 2, 6 and 12 months. Blood was collected from each animal at the same time. Antibodies were titrated against Fusobacterium necrophorum in an agglutination assay. The vaccine failed to induce increased levels of antibodies as well as to protect wallabies and kangaroos against LJD. As the highest antibody titres were detected in most severely diseased wallabies kept in the Hoyerswerda zoo, the protective role of the humoral immune response in LJD seems to be doubtful. The finding of detectable levels of antibodies in unvaccinated joeys supports the theory, that there is a transmission of antibodies from the mother to the offspring via colostrum or yolk-sac placenta. The diet of the Red-necked Wallabies in one zoo has induced an acidosis: The pH of the forestomach fluid collected by probang was lower in the animals of this zoo (pH = 7.53) than in the wallabies of two other zoos (pH = 8.25 and 8.38, respectively). Potassium, cholesterol and &#61537;-amylase were also higher in the blood of the animals of this zoo in comparison to the wallabies of the two other ones, hence these blood values seem to be helpful for the diagnosis of chronic acidosis in macropods. There was a calcium and phosphor deficiency in the nutrition of the wallabies in two zoos, but the blood concentration of both of these minerals was not changed. The activity of the ALP correlated negative with the age of the Bennett`s Wallabies (P < 0.001, r = -.77 and r = -.62 respectively, depending on the instruments). All of the above mentioned blood values showed no differences between healthy and diseased animals and could so far not support the assumption, that an imbalance in Ca and P metabolism or an acidosis are important factors for LJD. The macropods of all investigated zoos were fed on a diet rich in vitamin A ranging from the 3.5 to the 41fold requirement for lambs. The vitamin A content of the diets for the 2 collections without a history of LJD was the lowest in this study. These results raised the point, that a hypervitaminosis A could be a more predisposing factor for LJD than a vitamin A deficiency. Due to the fact the plasma retinol concentration was independent from the vitamin A content of the diet and so not helpful in diagnosis of a vitamin A deficiency or toxicity, further investigations regarding the role of vitamin A in the aetiopathogenesis of LJD should include measurements of the liver tissue content of retinol esters. The glucose plasma concentration of the healthy Red Kangaroos (8.57 mmol/l) as well as the Red-necked Wallabies (6.51 mmol/l) was higher than previously published values for macropods, but also higher than the results of the diseased animals in this study. Therefore diabetes mellitus can be ruled out as an underlying factor for LJD. The analysis of 144 pathological records showed, that 30 animals died because of LJD, 20% of them and 16.7% of the other 114 macropods had a concurrent kidney disease. The urea and creatinin concentration in serum samples of healthy animals was not higher than the values of diseased animals. In conclusion, these results suggest kidney diseases are not important for the development of LJD. Altogether 184 sera collected from 107 kangaroos were tested for antibodies against MaHV-1 and MaHV-2 using a neutralisation assay. The prevalence of the MaHV-1- as well as MaHV-2-antibodies was high among the Red Kangaroos (94.4% and 97.2% respectively), but low among the Red-necked Wallabies (5.6% and 4.2% respectively). Seroconversion for MaHV-1 was seen in 2 out of 21 wallabies suffering from LJD, only 1 of these animals also had antibodies against MaHV-2. The antibody-titres against both of the macropodid herpes viruses also did not differ between Red Kangaroos with and without LJD, therefore a reactivation of a latent herpesvirus infection does not appear to be causative for LJD. In summary, considering the results of this study and previously published literature LJD is an infectious disease caused by gramnegative anaerobic bacteria with Fusobacterium nucleatum, Bacteroides spp., Porphyromonas gingivalis and Fusobacterium necrophorum subsp. necrophorum being of most significance. Recommendations concerning the keeping of kangaroos in captivity and the management of LJD are listed in the conclusion of this thesis. Some radiographs and photos of diseased and healthy kangaroos are attached.

In der vorliegenden Arbeit sollten die in der veterinärmedizinischen Literatur bisher diskutierten Ursachen für LJD bei Makropoden hinsichtlich ihrer tatsächlichen Bedeutung abgeklärt und die Eignung einer formalininaktivierten, bestandsspezifischen Adsorbatvakzine zur Prophylaxe von LJD getestet werden. Da LJD eine parodontale Erkrankung darstellt, wurden auch die für Entstehung einer humanen Parodontitis prädisponierenden Faktoren mit in die Untersuchung einbezogen. Es wurden Tupferproben zur bakteriologischen Untersuchung von insgesamt 15 gesunden und 11 an LJD erkrankten Kängurus entnommen. Dabei konnten gramnegative Anaerobier bei allen Tieren isoliert werden. Fusobacterium nucleatum wurde in 82% der von an LJD erkrankten und nur in 33% der von gesunden Tieren entnommenen Tupferproben nachgewiesen, womit sich ein signifikanter Zusammenhang (P < 0,05) zwischen diesem Erreger und LJD ergab. Weitere überwiegend bei erkrankten Makropoden nachgewiesene Anaerobier stellten Prevotella oris/oralis (bei 73% der LJD-Fälle und bei 40% der gesunden Tiere) sowie Capnocytophaga spp. (45% vs. 13%) dar. Bacteroides spp. und Porphyromonas gingivalis wurden – wenn auch nur mit 3 bzw. 2 Nachweisen – ausschließlich bei kranken Tieren isoliert. Fusobacterium necrophorum wurde jeweils in 27% der Kängurus gefunden und spielte damit in dieser Studie keine Rolle für die Entstehung von LJD. In Übereinstimmung mit der Literatur konnten Moraxella spp. ausschließlich bei gesunden Makropoden isoliert werden. Vertreter dieser Gattung gehören damit offensichtlich zur normalen Maulflora der Kängurus. Für die Zoos in Halle und Leipzig wurde eine formalininaktivierte, bestandsspezifische Adsorbatvakzine gegen die bei einem an LJD erkrankten Känguru des jeweiligen Bestandes isolierten gramnegativen Anaerobier hergestellt. 7 Tiere (2 Rote Riesenkängurus, 5 Bennettwallabies) des Leipziger Zoos und 6 Bennettkängurus des Zoos in Halle wurden geimpft, wobei Auffrischungsimpfungen nach 4 bzw. 8 Wochen und nach 6 bzw. 12 Monaten erfolgten. Die spezifischen AK gegen das Prüfantigen Fusobacterium necrophorum wurden im SLA bestimmt. Es konnte keine Erhöhung der AK-Titer induziert werden und auch die Todesrate infolge von LJD senkte sich während des Untersuchungszeitraumes von 42 Monaten in den beiden Zoos nicht. Die höchsten AK-Level (1:512 bis 1:2048) ließen sich im Serum von natürlich infizierten und letztendlich tödlich erkrankten Bennettwallabies des Zoos in Hoyerswerda feststellen. Der Nachweis von AK-Titern im Serum von nicht geimpften Jungtieren lässt vermuten, dass AK via Kolostrum oder Dottersackplazenta auf die Jungtiere übertragen werden. Die Untersuchungen hinsichtlich der Fütterung zeigten, dass im Zoo Leipzig eine azidotische Stoffwechsellage induziert wurde, was sich bei den Leipziger Bennettkängurus in einem mit 7,53 signifikant niedrigeren Vormagen-pH-Wert im Vergleich zu den Hallenser und Auer Tieren (8,25 und 8,38) offenbarte. Dies schlug sich auch in erhöhten K-, Cholesterol- und &#61537;-Amylasewerten im Serum der Leipziger Wallabies nieder, womit gezeigt werden konnte, dass sich diese Parameter offenbar auch bei Makropoden zur Diagnostik einer chronischen Azidose eignen. Die Versorgung der Bennettkängurus in Magdeburg und Halle mit Ca und P war zwar nicht ausreichend, spiegelte sich aber nicht in veränderten Blutwerten dieser Mengenelemente wider. Die Aktivität der AP nimmt mit zunehmenden Alter ähnlich wie bei anderen Tierarten ab. Ihre negative Korrelation mit dem Alter der Tiere war dabei hochsignifikant (P < 0,001, r = 0,77 bzw. 0,62). Beim direkten Vergleich gesunder mit an LJD erkrankten Tieren konnte weder eine Störung im Ca/P-Stoffwechsel noch eine Azidose in Verbindung zu LJD gebracht werden. In allen Zoos erfolgte eine Überversorgung mit Vitamin A, wobei die Bedarfswerte für Schaflämmer um das 3,5fache bis 41fache übertroffen wurden. Den Bedarfswerten am nächsten lagen die Versorgungswerte der Bennettkängurus vom TP Aue und der Östlichen Grauen Riesenkängurus vom Zoo Magdeburg, beides Bestände ohne LJD. Die ermittelten Retinolplasmakonzentrationen standen in keiner Beziehung zu den Vitamin-A-Gehalten im Futter, was darauf hindeutet, dass sich Retinolbestimmungen im Blutplasma ebenso wie bei anderen Tierarten nur in extremsten defizitären Situationen zur Einschätzung des Vitamin-A-Status eignen. Ob eine Hypervitaminose A für die Entstehung von LJD tatsächlich eine Rolle spielt, muss in zukünftigen Arbeiten unter Einbeziehung von Retinolesterbestimmungen in der Leber abgeklärt werden. Die Glukosewerte lagen mit 8,57 mmol/l (M. rufus) bzw. 6,51 mmol/l (M. rufogriseus) über den bisher bekannten Werten aus der Literatur. Da die Werte bei an LJD erkrankten Kängurus niedriger waren als bei gesunden Tieren, kann ein Diabetes mellitus als Ursache für LJD ausgeschlossen werden. Weder die Durchsicht von 144 Sektionsprotokollen noch die Bestimmung der Kreatinin- und Harnstoffkonzentration im Serum von an LJD erkrankten Tieren ließen einen Zusammenhang zwischen Erkrankungen der Nieren und LJD erkennen. 30 Tiere verendeten an LJD, wovon 20% auch an den Nieren erkrankt waren. Allerdings wiesen auch 16,7% der anderweitig gestorbenen Kängurus eine Nierenerkrankung auf. Die Serumkonzentrationen von Harnstoff bzw. Kreatinin der an LJD erkrankten Makropoden unterschieden sich nicht von den für die gesunden Roten Riesenkängurus (7,40 mmol bzw. 114 mmol/l) und Bennettwallabies (7,81 mmol/l bzw. 86 mmol/l) ermittelten Werten. Insgesamt 184 Sera von 107 Kängurus wurden auf AK gegen MaHV-1 und MaHV-2 mittels Neutralisationtest geprüft. Während 94,4% bzw. 97,2% der Roten Riesenkängurus serologisch positiv für MaHV-1 bzw. MaHV-2 waren, reagierten von den 71 überprüften Bennettkängurus nur 4 bzw. 3 Tiere positiv. Unter den Wallabies befanden sich auch 21 an LJD erkrankte Tiere, wovon lediglich 2 Tiere gegen MaHV-1 und 1 Tier gegen MaHV-2 eine Serokonversion zeigten. Die AK-Titer der Roten Riesenkängurus ließen keine Unterschiede zwischen gesunden und an LJD leidenden Tieren zu und die entnommenen Serumpaarproben von 5 zum Zeitpunkt der Blutentnahme an LJD leidenden Riesenkängurus zeigten kein einheitliches Verhalten im Sinne einer Serokonversion. Somit ließ sich der Verdacht, dass die Reaktivierung latenter Herpesinfektionen die Ursache für LJD sein könnte, nicht bestätigen. Im Ergebnis der vorliegenden Studie und im Zusammenhang mit den Angaben aus der Literatur stellt sich LJD primär als eine Infektion mit gramnegativen Anaerobiern dar, wovon Fusobacterium nucleatum, Bacteroides spp., Prophyromonas gingivalis und Fusobacterium necrophorum, Biovar A die größte Bedeutung haben dürften. Den Abschluss der Arbeit bilden Empfehlungen für die Haltung von Kängurus in zoologischen Einrichtungen und für die Therapie von LJD. Im Anhang finden sich Röntgenaufnahmen und Photographien von erkrankten und gesunden Makropoden. / The aim of this thesis was the investigation of the aetiology of Lumpy Jaw Disease (LJD) in macropods concentrating specifically on the causes of the diseases in current veterinary medicine literature and to evaluate the use of a group-specific Al(OH)3-adjuvanted, formalin-inactivated whole-cell vaccine for the control of LJD in kangaroos kept in zoos. LJD is regarded as periodontal disease, therefore the risk factors for the development of human periodontitis were also included in this study. The oral flora from 15 healthy macropods and 11 animals suffering from LJD was isolated. At least one anaerobic gram-negative bacterial species was found in swabs of each macropod. The occurrence of Fusobacterium nucleatum was associated with LJD (P < 0.05) by detecting this bacterium in 82% of the kangaroos suffering from LJD compared to only in 33% of the healthy animals. Prevotella oris/oralis and Capnocytophaga spp. were also predominantly found in diseased animals in comparison with healthy macropods (73% vs. 40% and 45% vs. 13% respectively). Bacteroides spp. and Porphyromonas gingivalis were isolated in only 3 and 2 kangaroos suffering from LJD, respectively. Contrary to previously published studies about LJD Fusobacterium necrophorum was not associated with LJD, as this anaerobe was detected in only 27% of the diseased as well as healthy macropods. Moraxella spp. seem to be a part of the normal oral flora of macropods and was found exclusively in healthy animals. 11 Red-necked Wallabies (Macropus rufogriseus) and 2 Red Kangaroos (Macropus rufus) were immunized with a group-specific Al(OH)3-adjuvanted, formalin-inactivated whole-cell vaccine containing previously in a kangaroo suffering from LJD isolated gramnegative anaerobs. The kangaroos were re-vaccinated after 1, 2, 6 and 12 months. Blood was collected from each animal at the same time. Antibodies were titrated against Fusobacterium necrophorum in an agglutination assay. The vaccine failed to induce increased levels of antibodies as well as to protect wallabies and kangaroos against LJD. As the highest antibody titres were detected in most severely diseased wallabies kept in the Hoyerswerda zoo, the protective role of the humoral immune response in LJD seems to be doubtful. The finding of detectable levels of antibodies in unvaccinated joeys supports the theory, that there is a transmission of antibodies from the mother to the offspring via colostrum or yolk-sac placenta. The diet of the Red-necked Wallabies in one zoo has induced an acidosis: The pH of the forestomach fluid collected by probang was lower in the animals of this zoo (pH = 7.53) than in the wallabies of two other zoos (pH = 8.25 and 8.38, respectively). Potassium, cholesterol and &#61537;-amylase were also higher in the blood of the animals of this zoo in comparison to the wallabies of the two other ones, hence these blood values seem to be helpful for the diagnosis of chronic acidosis in macropods. There was a calcium and phosphor deficiency in the nutrition of the wallabies in two zoos, but the blood concentration of both of these minerals was not changed. The activity of the ALP correlated negative with the age of the Bennett`s Wallabies (P < 0.001, r = -.77 and r = -.62 respectively, depending on the instruments). All of the above mentioned blood values showed no differences between healthy and diseased animals and could so far not support the assumption, that an imbalance in Ca and P metabolism or an acidosis are important factors for LJD. The macropods of all investigated zoos were fed on a diet rich in vitamin A ranging from the 3.5 to the 41fold requirement for lambs. The vitamin A content of the diets for the 2 collections without a history of LJD was the lowest in this study. These results raised the point, that a hypervitaminosis A could be a more predisposing factor for LJD than a vitamin A deficiency. Due to the fact the plasma retinol concentration was independent from the vitamin A content of the diet and so not helpful in diagnosis of a vitamin A deficiency or toxicity, further investigations regarding the role of vitamin A in the aetiopathogenesis of LJD should include measurements of the liver tissue content of retinol esters. The glucose plasma concentration of the healthy Red Kangaroos (8.57 mmol/l) as well as the Red-necked Wallabies (6.51 mmol/l) was higher than previously published values for macropods, but also higher than the results of the diseased animals in this study. Therefore diabetes mellitus can be ruled out as an underlying factor for LJD. The analysis of 144 pathological records showed, that 30 animals died because of LJD, 20% of them and 16.7% of the other 114 macropods had a concurrent kidney disease. The urea and creatinin concentration in serum samples of healthy animals was not higher than the values of diseased animals. In conclusion, these results suggest kidney diseases are not important for the development of LJD. Altogether 184 sera collected from 107 kangaroos were tested for antibodies against MaHV-1 and MaHV-2 using a neutralisation assay. The prevalence of the MaHV-1- as well as MaHV-2-antibodies was high among the Red Kangaroos (94.4% and 97.2% respectively), but low among the Red-necked Wallabies (5.6% and 4.2% respectively). Seroconversion for MaHV-1 was seen in 2 out of 21 wallabies suffering from LJD, only 1 of these animals also had antibodies against MaHV-2. The antibody-titres against both of the macropodid herpes viruses also did not differ between Red Kangaroos with and without LJD, therefore a reactivation of a latent herpesvirus infection does not appear to be causative for LJD. In summary, considering the results of this study and previously published literature LJD is an infectious disease caused by gramnegative anaerobic bacteria with Fusobacterium nucleatum, Bacteroides spp., Porphyromonas gingivalis and Fusobacterium necrophorum subsp. necrophorum being of most significance. Recommendations concerning the keeping of kangaroos in captivity and the management of LJD are listed in the conclusion of this thesis. Some radiographs and photos of diseased and healthy kangaroos are attached.

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