Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein Infektionsmodell für Eimeria bovis zu etablieren und die induzierte Kokzidiose mit unterschiedlichen Anwendungen von Toltrazuril zu behandeln. Zusätzlich wurde eine histopathologische Studie durchgeführt, in der zu unterschiedlichen Zeitpunkten mit der gleichen Dosis Toltrazuril behandelt wurde. In der ersten Studie wurde die effektive Dosis Toltrazuril bei einer experimentellen E. bovis – Kokzidiose bestimmt. Nach der experimentellen Infektion mit 50000 Oozysten pro Kalb wurden die Tiere mit 5, 15 oder 25 mg/kg LM Toltrazuril oder mit einem Plazebo in der Präpatenz behandelt. In der Plazebogruppe entwickelten alle Tiere Durchfall, zwei Tiere auch hämorrhagische Diarrhoe. In den Behandlungsgruppen trat keine hämorrhagische Diarrhoe auf, sondern im Fall klinischer Kokzidiose nur katarrhalischer Durchfall. Auch in der durchschnittlichen Erkrankungsdauer unterschied sich die Plazebogruppe von den Behandlungsgrupppen ( 9,1 Tage bzw. 4,6, 4,3 oder 3,3 Tage). Bei der Oozystenausscheidung war ebenfalls ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen der Plazebogruppe und den Behandlungsgruppen nachweisbar; ebenfalls war ein statistisch signifikanter Unterschied der Oozystenausscheidung der mit 5 mg/kg LM und den mit 15 bzw. 25 mg/kg LM behandelten Kälbern nachweisbar. Das Gewicht unterschied sich in dieser Studie nicht statistisch signifikant, was vermutlich auf die geringen Tierzahlen und begleitende Atemwegserkrankungen zurückzuführen ist. In der zweiten Studie wurde die Infektionsdosis auf 100000 Oozysten pro Kalb verdoppelt und zwei Behandlungsgruppen gebildet: unbehandelte Kontrollgruppe und 15 mg/kg LM Toltrazuril. Auch in dieser Studie traten signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen auf. Dies betraf Kotkonsistenz, Oozystenausscheidung und Gewicht. Die unbehandelten Kälber wiesen alle hämorrhagische Diarrhoe mit Gewebefetzen auf, in der Behandlungsgruppe trat dies nur bei einem Tier auf, alle anderen Kälber wiesen nur eine katarrhalische Diarrhoe auf. Alle Tiere (n=9) der Kontrollgruppe schieden erhebliche Mengen von Oozysten aus, bei den behandelten Tieren schieden nur 2 von 9 Kälbern Oozysten aus, auch die OpG lagen deutlich niedriger. In der dritten Studie mit histopathologischer Untersuchung wurden die Tiere in drei Gruppen aufgeteilt, die jeweils aus 8 Tieren bestanden; alle Tiere wurden mit 100000 Oozysten pro Kalb infiziert. Eine Gruppe erhielt in der Präpatenz eine Plazebobehandlung, eine in der Präpatenz metaphylaktisch 15 mg/kg LM Toltrazuril und eine therapeutisch 15 mg/kg LM Toltrazuril. Die Untersuchungstermine für die Pathologie wurden in der Präpatenz und der frühen und späten Patenz, bzw. Postpatenz gewählt. Auch in dieser Studie unterschieden sich die Kotkonsistenz und die Oozystenausscheidung deutlich zwischen der metaphylaktisch behandelten Gruppe und den beiden anderen Gruppen. Auch die Gewichtszunahme lag in der metaphylaktisch behandelten Gruppe deutlich höher als in den beiden anderen Gruppen. Die pathologischen Ergebnisse zeigen ebenfalls einen deutlichen Unterschied zwischen der metaphylaktisch behandelten Gruppe und den beiden anderen Gruppen. Insgesamt lassen die Ergebnisse den Schluß zu, daß eine metaphylaktische Behandlung mit Toltrazuril in der Lage ist, eine massive klinische Kokzidiose, hervorgerufen durch E. bovis, zu verhindern. Da eine therapeutische Anwendung keinen deutlichen Effekt auf die klinische Ausprägung und die Oozystenausscheidung zeigt, ist es in der Praxis wesentlich, mit der Epidemiologie in dem zu behandelnden Bestand vertraut zu sein, um eine effektive Behandlung zu ermöglichen. Durch eine Behandlung in der Präpatenz kann über die Verringerung der Ausscheidung von Oozysten der Infektionsdruck für nachfolgende Kälbergruppen gesenkt werden.

Ziel dieser Doktorarbeit war es, eine Verbesserung der Herstellung und Kultivierung von Rho0-Zelllinien zu erreichen. Die bisher notwendige Uridin-Supplementierung sollte durch eine Modifizierung des Zellstoffwechsels, insbesondere der De-novo-Synthese von Pyrimidinen, ersetzt werden. Die membranständige, ubiquinonabhängige Dihydroorotat-Dehydrogenase (DHODH) der Säugetiere wurde durch eine zytsolische DHODH der Hefe S. cerevisiae, die Fumarat als Elektronenakzeptor besitzt, ersetzt. Dazu wurden zunächst mit Hilfe einer Polymerase-Kettenreaktion (PCR) das URA-1-Gen der DHODH aus der genomischen DNA von S. cerevisiae amplifiziert. Anschließend wurde das Gen als Insert in den pCR-II-TOPO-Vektor kloniert und vervielfältigt. Dieses Plasmid diente als Ausgangspunkt für die Herstellung verschiedener anderer Vektoren: pDHODH-IRES2-EGFP und pDHODH-IRES2-EGFP-LXRN. Mit Hilfe des Vektors pDHODH-IRES2-EGFP wurden 0 -Zellen der Linie 143B.TK- Rho0 Klon 7 transfiziert und die eingebrachte DHODH auf eventuelle Nebeneffekte, wie z.B. Toxizität für die Kulturzellen, überprüft. Der retrovirale Vektor pDHODH-IRES2-EGFP-LXRN wurde zur Transfektion einer verpackenden Zelllinie, RetroPack TM PT 67, und damit zur Retrovirenproduktion benutzt. Mit den so hergestellten Retroviren wurden dann Zellen der Linie 143B.TK- Rho0 infiziert und die zytosolische DHODH stabil in ihre genomische DNA integriert. Nach dieser Veränderung wurden die Zellen metabolischen Tests unterzogen: Kultivierung in Medium ohne Uridin-Supplementierung, mit Pyruvat-Supplementierung und Kultivierung in uridin- und pyruvat-freiem Medium. Die infizierten Zellen überlebten in uridinfreiem Medium, die Pyruvat-Abhängigkeit blieb allerdings erhalten. Den Zellen wurde also ein neuer atmungsketten-unabhängiger Weg zur Nukleotidsynthese ermöglicht. Im Anschluss an diese Versuche mussten die Kulturzellen noch retrospektiv analysiert werden, um den endgültigen Beweis zu erbringen, dass sie immer noch im Rho0-Zustand waren und die zytosolische DHODH aus S. cerevisiae wirklich enthielten. Zu diesem Zweck wurde die genomische DNA aus den Kulturzellen isoliert und anschließend mittels PCR analysiert. Zur Kontrolle der DHODH-Produktion der Zellen wurde eine RT-PCR angefertigt. Die Kontrolluntersuchungen bestätigten die Ergebnisse der metabolischen Tests. Metabolische Tests, sowie die DNA- und RNA-Analysen zeigen, dass die zytosolische DHODH aus S. cerevisiae mit Hilfe des Retrovirusvektors in das Genom von Rho0-Zellen eingebracht wurde, von dort abgelesen wird und das synthetisierte Enzym funktionsfähig und in genügend großer Menge in der Zielzelle vorhanden ist.

Die Wurfgröße moderner Schweinerassen stieg in den vergangenen Jahren deutlich an. Dadurch sanken die Geburtsgewichte, während deren Variabilität innerhalb eines Wurfes zunahm. Beide Phänomene stehen im Zusammenhang mit der Uteruskapazität, die beschreibt, wie viele vollentwickelte Feten der Uterus bis zur Geburt unterhalten kann. Große Würfe können eine gegebene Uteruskapazität überschreiten. Grund dafür ist unter anderem, dass ein gegebener Uterusraum unzureichend Platz für eine ungestörte Entwicklung der Konzepti bietet. Neben dem Uterusraum wird die Uteruskapazität auch dadurch bestimmt, wie gut die Plazenta funktioniert. Ein dahingehend aussagekräftiger Parameter ist die Plazentaeffizienz, die durch den Quotienten aus Fetus-/Ferkelgewicht und korrespondierendem Plazentagewicht beschrieben wird. Daneben ist die plazentäre Vaskularisation nicht unbedeutend. Zuchtbemühungen sind deshalb, Sauen mit besser funktionierenden Plazenten zu generieren, um bei gegebenem (limitierten) Platz im Uterus größere Würfe mit Ferkeln homogener Geburtsgewichte zu erhalten. Arbeiten zur Uteruskapazität, vor allem von sogenannten hyperproliferativen Sauen (charakterisiert durch große Würfe), wie die der dänischen Genetik, sind jedoch spärlich. Ziel dieser Arbeit war es deshalb, die Uteruskapazität von hyperproliferativen Sauen (dänische Genetik = Dänische Landrasse x Dänische Yorkshire; DG) mit einer dahingehend konventionellen Rasse (Deutsches Sattelschwein; DS) anhand von Wurf- und Plazentaeigenschaften zu vergleichen. In die Studie wurden 14 DG- und 12 DS-Würfe einbezogen. Bei der Geburt wurde versucht, so viele Ferkel wie möglich ihrer jeweiligen Plazenta zuzuordnen. Trächtigkeitsdauer, Wurfgröße, Ferkelgeburtsgewicht und -vitalität sowie Plazentagewicht und -oberfläche wurden erfasst. Die Plazentaeffizienz wurde als Quotient aus Ferkelgewicht und korrespondierendem Plazentagewicht berechnet. Um die plazentäre Vaskularisation zu bestimmen, wurden Gewebeproben der Plazenta entnommen und an nachfolgend genannten Lokalisationen histologisch untersucht: a) im Mesenchym unterhalb und b) in den mikroskopischen Falten und c) im Bereich des lateralen und apikalen Chorionepithels der mikroskopischen Falten. Die statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte in SPSS. Für die Analyse wurden der T-Test und Mann-Whitney-U-Test für unabhängige Stichproben sowie der Chi-Quadrat-Test und die Korrelationsanalysen nach Pearson oder Spearman verwendet. Die Trächtigkeitsdauer war bei beiden Rassen ähnlich (P = 0,322). DG-Würfe waren durchschnittlich größer als DS-Würfe (P < 0,001). DG-Ferkel wogen durchschnittlich weniger als DS-Ferkel (P < 0,001) und waren weniger vital (P < 0,001 – 0,142). Ein Anstieg der Wurfgröße war bei DS-Sauen mit einem geringeren Ferkelgeburtsgewicht und einer höheren Variabilität der Geburtsgewichte innerhalb eines Wurfes assoziiert, bei DG-Sauen jedoch nicht. DG-Plazenten waren durchschnittlich leichter (P < 0,001) und kleiner (P < 0,001), die Plazentaeffizienz jedoch höher als bei DS-Plazenten (P < 0,001). Auch wenn sich die plazentäre Vaskularisation nicht oder nur geringfügig zwischen beiden Rassen unterschied (P < 0,05 – 0,982), war auffällig, dass sie im Bereich des lateralen und apikalen Chorionepithels der mikroskopischen Falten (als unmittelbare feto-maternale Schnittstelle) bei DG-Sauen etwas höher als bei DS-Sauen war (P < 0,05 – 0,111). Es ist zu schlussfolgern, dass die Uteruskapazität, gemessen an Wurf- und Plazentaeigenschaften, bei DG-Sauen größer als bei DS-Sauen ist und darin ein Grund für die größeren Würfe der DG-Sauen zu finden ist.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Die Schweineplazenta 3 2.1.1 Fruchthüllen des Schweines 3 2.1.2 Ausbildung der Plazenta 4 2.1.3 Klassifizierung der Plazenta 5 2.1.4 Blutversorgung der Plazenta 7 2.1.5 Histologischer Aufbau der fetalen Plazenta 9 2.1.6 Gas- und Nährstofftransport an der Plazenta 11 2.2 Folgen der Steigerung der Wurfgröße für die Ferkelentwicklung 12 2.3 Uteruskapazität 13 2.3.1 Uterusgröße 13 2.3.2 Plazentaeffizienz 14 2.3.2.1 Einflussfaktoren auf die Plazentaeffizienz 15 2.3.2.2 Züchterische Aspekte 16 3 Publikation 18 4 Diskussion 49 4.1 Diskussion der Ergebnisse 49 4.2 Diskussion der Methodik 54 4.3 Fazit 56 5 Zusammenfassung 57 6 Summary 59 7 Literaturverzeichnis 61 Anhang 75 Danksagung 76 / Over recent years, litter size in modern pig breeds increased considerably, however, often associated with a reduction in piglet birth weight and an increase in within litter birth weight variability. Both phenomena can be associated with uterine capacity which can be defined as the number of fully formed fetuses the uterus can sustain until farrowing. Large litters may exceed a given uterine capacity. One reason for that is that a given uterine space cannot provide enough space for an unimpaired development of the conceptuses. Besides uterine space, uterine capacity is also influenced by the functionality of the placenta. A crucial parameter to describe the placenta’s functionality is the placental efficiency expressed as the quotient of fetal/piglet weight and corresponding placental weight. In addition, the placental vascularization is relevant. Therefore, breeding efforts aim at selecting sows with well-functioning placentae to generate larger litters with piglets of homogenous birth weights in a situation where uterine space is given (limited). However, studies regarding the uterine capacity, especially of so-called hyperprolific sows (characterized by large litters) such as the Danish genetic, are sparse. Therefore, the objective of this study was to compare the uterine capacity of hyperprolific sows (Danish genetic = Danish Landrace x Danish Yorkshire; DG) to that of a conventionally producing breed, i.e. German Saddleback (GS) sows, based on litter and placental characteristics. A total of 14 litters of DG and 12 litters of GS sows, respectively, were included. At birth, it was attempted to allocate as many piglets as possible to their corresponding placentae. Gestation length, litter size, piglet birth weight and vitality as well as placental weight and surface area were recorded. Placental efficiency was calculated as the quotient of piglet and corresponding placental weight. For the determination of placental vascularization, tissue specimens of the placenta were collected and histologically analyzed at the following locations: a) within the mesenchymal tissue underneath and b) within the chorionic ridges, and c) within the lateral and apical chorionic epithelium of the chorionic ridges. Statistical evaluation of the results was done using SPSS. For analysis, the T-Test and Mann-Whitney-U-Test for independent samples, as well as the Chi-Square test and Pearson’s or Spearman’s correlation were employed. Gestation length was similar in both breeds (P = 0.322). Litters of DG were on average larger than of GS (P < 0.001). DG piglets weighed on average less than GS piglets (P < 0.001), and were less vital (P < 0.001 – 0.142). Increasing litter size was associated with a reduction in piglet birth weight and an increase in within litter birth weight variability in GS, however, not in DG. Placentae of DG weighed on average less (P < 0.001) and were smaller (P < 0.001), but placental efficiency was on average higher compared to GS placentae (P < 0.001). Although the placental vascularization was on average not or only slightly different between both breeds (P < 0.05 – 0.982), vascularization of the lateral and apical chorionic epithelium of the chorionic ridges (as the immediate fetal/maternal interface) was obviously on average slightly higher in DG than GS sows (P < 0.05 – 0.111). In conclusion, uterine capacity based on litter and placental characteristics is higher in DG than GS sows which is one reason for the larger litter sizes of DG sows.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Die Schweineplazenta 3 2.1.1 Fruchthüllen des Schweines 3 2.1.2 Ausbildung der Plazenta 4 2.1.3 Klassifizierung der Plazenta 5 2.1.4 Blutversorgung der Plazenta 7 2.1.5 Histologischer Aufbau der fetalen Plazenta 9 2.1.6 Gas- und Nährstofftransport an der Plazenta 11 2.2 Folgen der Steigerung der Wurfgröße für die Ferkelentwicklung 12 2.3 Uteruskapazität 13 2.3.1 Uterusgröße 13 2.3.2 Plazentaeffizienz 14 2.3.2.1 Einflussfaktoren auf die Plazentaeffizienz 15 2.3.2.2 Züchterische Aspekte 16 3 Publikation 18 4 Diskussion 49 4.1 Diskussion der Ergebnisse 49 4.2 Diskussion der Methodik 54 4.3 Fazit 56 5 Zusammenfassung 57 6 Summary 59 7 Literaturverzeichnis 61 Anhang 75 Danksagung 76

Einleitung Rodentibacter (R.) pneumotropicus und R. heylii sind wichtige Pneumonie-, Otitis- und Mastitiserreger in Labormäusen. Auf Grund der hohen Prävalenz und Relevanz für tierexperimentelle Studien sind gut etablierte diagnostische Methoden entscheidend. Die bisherigen Möglichkeiten der Diagnostik sind jedoch nicht zufriedenstellend. Auch die Differenzierung zu Muribacter (M.) muris, einer apathogenen Pasteurellaceae, ist nicht mit allen Methoden möglich. Die Pathogenese von Infektionen mit Rodentibacter spp. ist bis heute nicht endgültig beschrieben und auch Virulenzfaktoren sind nur in Form rekombinanter Proteine in vitro untersucht. Ziele der Untersuchung Diese Doktorarbeit verfolgte die Ziele, den direkten Erregernachweis wichtiger muriner Pasteurellaceae über MALDI-TOF MS zu etablieren und zu evaluieren und indirekte spezifische und sensitive Nachweisverfahren (ELISA) von Labormausinfektionen mit R. pneumotropicus und R. heylii im Rahmen eines Verbundprojektes zu entwickeln. Des Weiteren sollte ein neu identifiziertes Immunogen eines hochvirulenten R.-heylii-Stammes geno- und phänotypisch analysiert und charakterisiert werden. Material und Methoden In der ersten Publikation wurden Feldisolate und Referenzstämme der Spezies R. pneumotropicus, R. heylii, R. ratti und M. muris mittels 16S rRNA identifiziert und daraus Referenzspektren zur Erweiterung der MALDI-TOF MS-Datenbank erstellt. Die Evaluierung fand mittels Abgleiches mit einer etablierten Multiplex-PCR und bereits publizierter Stämme statt. Für die zweite Publikation wurden BALB/c- und C57BL/6-Mäuse mit R. heylii SF27GVG oder M. muris infiziert. Als Readout Parameter wurde ein klinischer und pathologischer Score eingesetzt. Weiterhin erfolgte eine quantitative oder semiquantitative bakteriologische Untersuchung unterschiedlicher Gewebe und Körperflüssigkeiten sowie eine serologische Untersuchung auf Serokonversion mit unterschiedlichen ELISAs. Das durch Immunoproteomics identifizierte R. heylii Immunogen A (RhiA) wurde nach in silico Analysen in trunkierter Form rekombinant exprimiert und zur Etablierung eines ELISA genutzt. Die phänotypische Charakterisierung fand mittels Western Blot, Durchflusszytometrie und Immunhistochemie statt. Hierfür wurde ein RhiA-spezifischer IgY-Antikörper eingesetzt. In der dritten Publikation wurde das Protein CARLO-1 kloniert und rekombinant exprimiert. Der neu etablierte ELISA wurde mit Hilfe von Rekonvaleszenzseren verschiedener Tierversuche evaluiert und außerdem die Konservierung des entsprechenden Gens in R. heylii und R. pneumotropicus-Stämmen analysiert. In der vierten Studie wurde das für BALB/c-Mäuse bereits etablierte R. pneumotropicus Infektionsmodell eingesetzt, um die Schutzwirkung einer Inaktivatvakzine vor einer Infektion der Lunge mit diesem Pathogen zu ermitteln. Ergebnisse Die erweiterte MALDI-TOF MS-Datenbank ermöglicht eine sichere Differenzierung zwischen R. heylii, R. pneumotropicus, R. ratti und M. muris, wie die Übereinstimmungen zu Ergebnissen der Multiplex-PCR zeigen. Im Tierversuch zeigte sich, dass R. heylii SF27GVG hoch virulent ist, obwohl dieser Stamm keines der bekannten RTX-Proteine trägt. Das identifizierte Immunogen RhiA dieses Stammes liegt oberflächenassoziiert vor, wird in vitro und in vivo exprimiert und hat strukturelle Ähnlichkeiten zu PnxIII. Es kann in infizierten Lungen assoziiert mit Bakterienrasen nachgewiesen werden und ist als RTX-Adhäsin möglicher Weise an der Biofilmproduktion beteiligt. RhiA ist hoch spezifisch für R. heylii (ELISA-Spezifität 100%). Es wird aber nur von wenigen der untersuchten Stämme gebildet. Der CARLO-1-ELISA zeigt eine Sensitivität von 93,3% und eine Spezifität von 100%. Das kodierende Gen ist in allen untersuchten R. heylii und R. pneumotropicus-Stämmen konserviert. Mit dem in einer vorausgegangenen Dissertation etablierten R. pneumotropicus Infektionsmodell konnte die protektive Wirkung einer neuen Inaktivatvakzine erfolgreich bestätigt werden. Schlussfolgerungen Nach Erweiterung der Datenbank können R. heylii, R. pneumotropicus und M. muris mittels MALDI-TOF MS differenziert werden. RhiA ist ein hochspezifisches, repetitives, Oberflächen-assoziiertes und in Lungenläsionen exprimiertes RTX-Immunogen, das von einem hochvirulenten R.-heylii-Pathotyp gebildet wird. Durch die Unterstützung von Kooperationspartnern konnte der CARLO-1-ELISA als spezifisches und sensitives indirektes Nachweisverfahren für Infektionen mit R. pneumotropicus oder R. heylii etabliert und evaluiert werden. Weiterhin wurde erstmalig gezeigt, dass sich mit dem R. pneumotropicus Infektionsmodell die protektive Wirkung einer Inaktivatvakzine aufzeigen lässt.:I. Inhaltsverzeichnis I II. Abkürzungsverzeichnis III 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Taxonomie 2 2.1.1 Pasteurellaceae 2 2.1.2 Rodentibacter spp. 5 2.1.3 Muribacter muris 5 2.2 Klinik und Virulenzfaktoren 7 2.2.1 Pasteurellaceae 7 2.2.2 Rodentibacter heylii und Rodentibacter pneumotropicus 11 2.3 Diagnostik 13 2.3.1 Pasteurellaceae 13 2.3.1.1 Monitoring 13 2.3.1.2 Direkte Diagnostik 14 2.3.1.3 Indirekte Diagnostik 20 2.3.2 Rodentibacter heylii und Rodentibacter pneumotropicus 22 2.3.3 Muribacter muris 23 3 Publikationen 25 3.1 Differentiation of Rodentibacter pneumotropicus, Rodentibacter heylii and Muribacter muris by MALDI-TOF MS 25 3.2 Identification of a large repetitive RTX immunogen in a highly virulent Rodentibacter heylii strain 31 3.3 Sensitive and immunogen-specific serological detection of Rodentibacter pneumotropicus infections in mice 43 3.4 Low-Energy Electron Irradiation Efficiently Inactivates the Gram-Negative Pathogen Rodentibacter pneumotropicus—A New Method for the Generation of Bacterial Vaccines with Increased Efficacy 57 4 Diskussion 69 5 Zusammenfassung 75 6 Summary 77 7 Literaturverzeichnis 79 8 Anhang 93 8.1 Anhang zu „Identification of a large repetitive RTX immunogen in a highly virulent Rodentibacter heylii strain” 93 8.2 Anhang zu “Sensitive and immunogen-specific serological detection of Rodentibacter pneumotropicus infections in mice“ 102 8.3 Anhang zu “Low-Energy Electron Irradiation Efficiently Inactivates the Gram-Negative Pathogen Rodentibacter pneumotropicus—A New Method for the Generation of Bacterial Vaccines with Increased Efficacy” 123 Danksagung 125

Atherosklerose ist eine häufige Erkrankung bei in Gefangenschaft gehaltenen Psittaciformes, deren ante mortem Diagnose sich jedoch schwer gestaltet. Während in der Säugetiermedizin die Anwendung mehrerer diagnostischer, insbesondere echokardiographischer Verfahren schon seit Jahren zur Routine zur Herz-Kreislauf-Diagnostik gehört, sind die Erfahrungen, besonders im Bereich der Echokardiographie beim Vogel, weiterhin limitiert. Referenzwerte gesunder Vögel fehlen häufig und machen die Auswertbarkeit ermittelter Daten schwierig. Ziel dieser Arbeit war es, verschiedene anamnestische und diagnostische Untersuchungen beim Kongograupapageien (Psittacus erithacus erithacus) und speziell die Pulsed-Wave-Doppler-Messung zur Diagnose einer Atherosklerose auszuwerten. Weiterhin wurde der Effekt einer Enalapril-Therapie im Hinblick auf die Blutflussgeschwindigkeit in der Aortenbasis bei Atherosklerose-verdächtigen Vögeln beurteilt. Hierzu wurden insgesamt 39 Kongograupapageien (Psittacus erithacus erithacus) untersucht. Sieben klinisch gesunde Tiere wurden der Kontrollgruppe zugeordnet. Beschriebene Risikofaktoren oder spezifische klinische Symptome wurden als Auswahlkriterium für insgesamt 32 Tiere der Patientengruppe berücksichtigt. Bei allen Tieren wurden, neben einer gründlichen Anamnese und einer klinischen Untersuchung, Röntgenbilder in zwei Ebenen angefertigt, Gesamtcholesterol- und Triglyzeridwerte im Blut bestimmt und es wurde eine echokardiographische Untersuchung unter Inhalationsnarkose durchgeführt. Hierbei wurde das Herz l im B-Mode, als auch mit Hilfe des Spektral-Dopplers untersucht und es wurden Messungen angefertigt. Lagen die gemessenen Werte in der Spektral-Doppler-Untersuchung über den gemessenen Referenzwerten, wurde die orale Behandlung mit Enalapril begonnen. Die statistische Auswertung der Messergebnisse erfolgte, nach Überprüfung auf Normalverteilung der metrischen Daten (Kolmogorov-Smirnov-Test), mit Hilfe des Levene-Signifikanztests und nachfolgend des T-Tests für unabhängige Stichproben, sowie der Korrelationsanalyse nach Pearson. Die statistische Bewertung der Scoringwerte erfolgte mittels Mann-Whitney-U-Test und Kendall-Tau-B-Test. Bei der Auswertung der medikamentellen Behandlung wurde auf eine statistische Auswertung aufgrund der Inhomogenität der individuellen Tiere verzichtet. Zwischen der Kontrollgruppe und der Patientengruppe waren signifikante Unterschiede hinsichtlich des Gesamtscorings (p < 0,001), der Blutflussgeschwindigkeit in der Aortenwurzel (p = 0,002), der Herzfrequenz (p = 0,038) und der Beurteilung der Aortendichte und des umgebenden Gewebes in der radiologischen Untersuchung (p = 0,018) erkennbar. Unabhängig von der Gruppenzugehörigkeit konnten signifikante Korrelationen zwischen der radiologischen Dichte im Bereich der Aorta und dem korrespondierenden Gesamtscoring (r = 0,415), dem Auftreten von klinischen Symptomen und der radiologische Dichte im Bereich der Aorta (r = 0,617), sowie Auffälligkeiten in der B-Mode-Echokardiographie und einer Erhöhung der Blutflussgeschwindigkeit in der Aortenwurzel (r = 0,422) festgestellt werden. Die Medikation mit Enalapril erwies sich in allen untersuchten Fällen generell als verhältnismäßig gut durchführbar und zielführend. Die vorliegende Arbeit konnte zeigen, dass die Spektraldoppler-Echokardiographie in Kombination mit anderen diagnostischen Verfahren zur Einschätzung des kardiovaskulären Status eines Vogels empfohlen werden kann und den Verdacht auf das Vorliegen einer Atherosklerose erhärten kann. Die speziellen Limitierungen dieser Studie beinhalten neben den individuellen Variationen zwischen den untersuchten Tieren und mangelnder Compliance der Tierhalter, außerdem das Fehlen von post mortem Beurteilungen der untersuchten Tiere.

Das Ziel der vorliegenden Studie war die Untersuchung der Effekte einer automatischen ad libitum Beifütterung von Milchaustauscher zusätzlich zur Sauenmilch in der Abferkelbucht auf den Gewichtszuwachs, die Verlustrate und die Notwendigkeit medikamentöser Behandlungen der Saugferkel. Zudem wurde der Einfluss der Ersatzmilch auf die Körperkondition der Sauen analysiert. Desweiteren wurde untersucht, ob ein Einfluss auf medikamentöse Behandlungen der Sauen, die Gesäugegesundheit und das Bakterienspektrum der Sauenmilch gegeben ist. Außerdem sollten Aussagen zum hygienischen Status des Milchtassensystems und der angeschlossenen Rohrleitungen und Behälter getroffen werden.

Andreas Starke Quantifizierung und Klassifizierung der kaninen Ellbogeninkongruenz auf Grundlage einer standardisierten Röntgen- und Messmethode Klinik für Kleintiere der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig (79 Seiten, 27 Abbildungen, 8 Tabellen, 132 Literaturangaben) Zielstellung: Ziel der vorliegenden Arbeit war die objektive Quantifizierung der knöchernen Konformation des Ellbogengelenkes gesunder und erkrankter Hunde unter standardisierten Bedingungen. Dazu sollte eine Methode entwickelt werden mit der Röntgenaufnahmen von Ellbogen unter Belastung angefertigt und anhand von Messungen an markanten Knochenstrukturen evaluiert werden können. Diese standardisierte Röntgen- und Messmethode sollte an einer Kontrollgruppe getestet werden, um die Eignung der Methodik zu untersuchen und Referenzwerte zu erstellen. Besonderer Schwerpunkt war die Überprüfung der Reliabilität der Messungen in Abhängigkeit von Lagerungsartefakten und Messwiederholungen. Danach sollten Ellbogengelenke klinisch erkrankter Hunde untersucht und mit den Ergebnissen der Kontrollgruppe verglichen werden, um herauszufinden, ob sich die Messergebnisse signifikant von gesunden Gelenken unterscheiden. Zudem wurde die Hypothese aufgestellt, dass sich die dysplastischen Ellbogengelenke anhand der röntgenologischen Messparameter in unterschiedliche Formen der humeroulnaren und humeroradialen Inkongruenz unterteilen lassen. Material und Methode: Bei 27 lahmheitsfreien Hunden wurden von 47 Ellbogengelenken Röntgenaufnahmen mit und ohne Belastung (mediolateral, kraniokaudal; Aufnahmen am liegenden, narkotisierten Tier) sowie Aufnahmen im Stehen (kraniokaudal) untersucht. Digital gemessen wurden subchondrale Gelenkspaltenabstände, subchondrale Knochenabstände und ein Winkel. Anschließend wurden 149 Hunde mit ED der Röntgen- und Messmethode unterzogen und mit den Ergebnissen der Kontrollgruppe verglichen. Anhand von gehäuft auftretenden Messwertabweichungen wurden die 149 Hunde in Untergruppen eingeteilt und erneut mit der Kontrollgruppe verglichen. Danach wurden 4 Gruppen mit jeweils unterschiedlicher Osteotomie an Radius bzw. Ulna zur zwei- und dreidimensionalen Gelenkumstellung erstellt (euthanasierte Hunde ohne Ellbogenerkrankung), der gleichen Röntgen- und Messprozedur unterzogen und mit der Kontrollgruppe und den Gruppen der kranken Hunde verglichen. Ergebnisse: Eine standardisierte und reliable Lagerung sowie Längen- und Winkelmessungen an definierten Knochenpunkten konnten mit und ohne Belastung bei gesunden und kranken Hunden etabliert werden. Mittels Normalisierung der Parameter der Längenmessungen gelang eine Vergleichbarkeit zwischen unterschiedlichen Gelenken und Projektionsebenen herzustellen. Messwerte von Aufnahmen im Stehen zeigten viele Lagerungsartefakte und eine geringe Reliabilität. Von den einzelnen Messparametern der Aufnahmen mit und ohne Belastung konnten aufgrund ihrer geringen Streuung Normwerte von der Kontrollgruppe abgeleitet werden. Eine deutliche Abgrenzung auf Grundlage signifikanter Unterschiede führte zur Bildung der Untergruppen Typ I (n=60), Typ II (n=40) und indiff (n=49) innerhalb der 149 Hunde mit ED. Unterscheidungskriterien für die Einteilung eines kranken Ellbogengelenkes in Typ I, Typ II und indiff waren 3 subchondrale Gelenkspaltenabstände (mp3, mp4, mp6), 3 aus Gelenkspaltenabständen errechnete Indizes (LI 3, LI 4, LI 6) und ein Winkel. Diese Parameter wiesen in der Kontrollgruppe eine hohe Reliabilität auf. Durch die Osteotomiemodelle konnten Parallelen zwischen Typ I und einer short ulna sowie zwischen Typ II und einem short radius ermittelt werden. Schlussfolgerungen: Röntgenaufnahmen am stehenden Hund sind nicht praktikabel, nur bedingt auswertbar und daher nicht geeignet. Anhand von Röntgenbildern mit und ohne Belastung lassen sich dagegen die Knochenverhältnisse im Gelenk beschreiben und Normwerte erstellen. Die untersuchte Methodik ist geeignet 67% erkrankter Tiere einem Inkongruenztyp (Typ I oder Typ II) zuzuordnen. Die Ergebnisse der dreidimensionalen Ulnaverkürzung und dreidimensionalen Radiusverkürzung weisen auf dreidimensionale Bewegungen der Knochenoberflächen bei Typ I bzw. Typ II im und am Gelenk hin. Ob Ellbogengelenke des Typ I (40%) von einer dreidimensionalen Osteotomie der proximalen Ulna und Ellbogengelenke des Typ II (27%) von einer Radiuselongation profitieren würden, müssen weitere Untersuchungen zeigen. Die Inkongruenz selbst konnte nicht näher quantifiziert werden.:1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Anatomie des kaninen Ellbogengelenkes 3 2.2 Biomechanik des Ellbogengelenkes 5 2.3 Ellbogendysplasie 7 2.3.1 Inkongruenzen 8 2.3.1.1 Radioulnare Längendisparität 9 2.3.1.2 Dynamische radioulnare Längendisparitäten 10 2.3.1.3 Ellipsoide Malformation der Incisura trochlearis 10 2.3.1.4 Primäre Rotationsinstabilität von Radius und Ulna relativ zum Humerus 11 2.3.2 Angular vector model 12 2.3.3 Bildgebende Verfahren zur Darstellung einer Inkongruenz 13 2.3.3.1 Röntgenuntersuchung als planare Projektion 13 2.3.3.2 Computertomographie 16 2.3.3.3 Magnetresonanztomographie 17 2.3.3.4 Arthroskopie 17 2.3.3.5 Röntgen, CT, MRT und Arthroskopie im Vergleich 18 3 EIGENE PUBLIKATIONEN 19 3.1 Röntgenologische Quantifizierung der Ellbogengelenks- konformation mit einer neuen standardisierten Röntgentechnik unter Last: Referenzwerte für mittelgroße und große Hunde ohne Ellbogengelenksdysplasie 19 3.2 Vergleichende röntgenologische Untersuchung von kaninen Ellbogengelenken mit ED und ohne ED unter standardisierten belasteten Bedingungen 49 4 DISKUSSION 72 5 ZUSAMMENFASSUNG 76 6 SUMMARY 78 7 LITERATURVERZEICHNIS 80 8 DANKSAGUNG 91 / Andreas Starke Quantification and classification of canine elbow incongruency using a standardized method for radiography and measurement Department of Small Animal Medicine, Faculty of Veterinary Medicine, Universitiy of Leipzig (79 pages, 27 Figures, Tables, 132 references) Objective: Goal of this paper was the objective quantification of elbowjoint conformation for healthy and diseased dogs under standardized conditions. Therefor we developed a method for taking x-rays of the elbow joint under load to facilitate measurements using bone-landmarks. For this we aimed to test a standardized X-ray- and measurement methodology on a control group for evaluation of the developed methodology and to compile reference values. Emphasis has been placed on the validation of the reliability of the taken measurements especially were positioning artefacts and repeat measurements were concerned. Subsequently we examined elbow joints of clinically affected dogs and compared the results to that of the control group to determine whether signifikant differences can be found in the measurements compared to those taken in joints of healthy dogs. Additionally we formulated the hypothesis that displastic Elbow joints can be grouped into humero-ulnar and humero-radial incongruencies using the developed method of measurement. Material and methods: Plain x-rays and standardized stressed x-rays (medio-lateral, cranio-caudal taken under sedation; cranio-caudal views taken while standing) of 47 elbow-joints of 27 lameness free dogs were examined. We digitally measured subchondral jointgaps, subchondral bone gaps and an angle. Afterwards 149 dogs with ED were examined using our standardized X-ray method and we compared the results to the control group. The 149 dogs were divided into subgroups using frequent measurement deviances and the subgroups again compared to the control group. Afterwards we created 4 groups based on the kind of radial or ulnar osteotomy for two- and three- dimensional joint adjustment, took measurements based on our standardized X-ray method and compared the results to the control group and ED group. Results: A reliable standardized X-ray methodology as well as length and angle measurement on defined bone landmarks with and without load could be established on healthy dogs and those with ED. Using normalization of length-measurements we were able to establish comparability between different joints and projections. Measurements from x-rays taken in a standing position showed a lot of positioning related artefacts and low reliability. We were able to compile standard values from x-rays of the control group taken with- and without load due to the low deviation of the norm values. Due to marked delination based on significant differences we were able to establish subgroups Typ I (n=60), Typ II (n=40) and Group indiff (n=49) in the ED Group. Distinction Criterions to classify an ED elbow joint in Types I, II or indiff were 3 subchondral jointgaps (mp3, mp4, mp6), three indices calculated out of joint gaps (LI 3, LI 4 and LI 6) and an angle. In the control group these parameters showed a high reliability. Using an osteotomy model we were able to draw parallels between Typ I and a short Ulna, as well as Typ II and a short radius. Conclusions: X-rays taken in a standing position are not feasible. Using x-rays taken with and without load we were able to adequately describe bone-marker relations and could compile norm values. Using our developed method we have been able to assign 67% of the examined diseased joints to a type of incongruency (Type I or II). The results of three dimensional ulna and radius shortening indicate three dimensional movement of the bone surface in Typ I or II in the joint. Whether elbow joints of Typ I (40%) benefit of a three dimensional proximal ulna-osteotomy or joints of Typ II (27%) would benefit of a radial elongation needs to be shown in further studies.:1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Anatomie des kaninen Ellbogengelenkes 3 2.2 Biomechanik des Ellbogengelenkes 5 2.3 Ellbogendysplasie 7 2.3.1 Inkongruenzen 8 2.3.1.1 Radioulnare Längendisparität 9 2.3.1.2 Dynamische radioulnare Längendisparitäten 10 2.3.1.3 Ellipsoide Malformation der Incisura trochlearis 10 2.3.1.4 Primäre Rotationsinstabilität von Radius und Ulna relativ zum Humerus 11 2.3.2 Angular vector model 12 2.3.3 Bildgebende Verfahren zur Darstellung einer Inkongruenz 13 2.3.3.1 Röntgenuntersuchung als planare Projektion 13 2.3.3.2 Computertomographie 16 2.3.3.3 Magnetresonanztomographie 17 2.3.3.4 Arthroskopie 17 2.3.3.5 Röntgen, CT, MRT und Arthroskopie im Vergleich 18 3 EIGENE PUBLIKATIONEN 19 3.1 Röntgenologische Quantifizierung der Ellbogengelenks- konformation mit einer neuen standardisierten Röntgentechnik unter Last: Referenzwerte für mittelgroße und große Hunde ohne Ellbogengelenksdysplasie 19 3.2 Vergleichende röntgenologische Untersuchung von kaninen Ellbogengelenken mit ED und ohne ED unter standardisierten belasteten Bedingungen 49 4 DISKUSSION 72 5 ZUSAMMENFASSUNG 76 6 SUMMARY 78 7 LITERATURVERZEICHNIS 80 8 DANKSAGUNG 91

Zur deskriptiven Darstellung der kardiologischen Untersuchung von Golden Retrievern wurden 50 vorberichtlich und klinisch gesunde Hunde der genannten Rasse untersucht. Die Probanden erfuhren eine allgemeine klinische Untersuchung mit besonderer Beurteilung des Herz-Kreislaufsystems, eine Blutdruckmessung, eine elektrokardiografische sowie eine echokardiografische Untersuchung. Zur Abklärung systemischer Erkrankungen, die die Herz-Kreislauffunktion beeinflussen können, wurden zudem Blutuntersuchungen durchgeführt. Während der klinischen Untersuchung lag die Herzfrequenz der Probanden bei 97,7 ± 28,0 Schlägen pro Minute. Auskultatorisch konnte bei keinem der Probanden ein besonderer Befund erhoben werden. Der Blutdruck wurde bei den untersuchten Tieren mittels Doppler-Sphygmomanometrie ermittelt. Dabei ergab sich ein systolischer Blutdruck von 152,5 ± 24,0 mmHg. Vier der Golden Retriever waren mit einem systolischen Blutdruck von 200 bis 220 mmHg hypertensiv. Mehrere Hunde wiesen zudem grenzwertig hohe Blutdruckwerte zwischen 160 und 180 mmHg auf. Anhand der durchgeführten Untersuchungen konnte keine Ursache für diese systemische Hypertension gefunden werden. Folgeerscheinungen der Hypertension ließen sich nicht nachweisen. Wahrscheinlich handelt es sich hierbei um eine aufregungsassoziierte kurzfristige Blutdruckerhöhung. Anhand der Laboruntersuchungen konnten geringgradige Veränderungen festgestellt werden, die allerdings keinen Einfluss auf die kardiale Funktion haben sollten. Mit Hilfe der elektrokardiografischen Untersuchung konnten keine Arrhythmien nachgewiesen werden. Acht der untersuchten 50 Hunde wurden aufgrund morphologischer pathologischer Veränderungen von der Erhebung echokardiografischer Referenzwerte ausgeschlossen, um eine Beeinflussung der Normalparameter zu verhindern. Von den Golden Retrievern mit pathologischen Veränderungen wiesen sieben eine geringgradige Subaortensstenose auf und ein Hund eine systolische Dysfunktion in Form einer okkulten dilatativen Kardiomyopathie. Anhand der durchgeführten Untersuchungen konnten echokardiografische Normalparameter für den Golden Retriever etabliert werden. Ähnliche Untersuchungen anderer Hunderassen zeigen die Wichtigkeit der Etablierung rassespezifischer Referenzwerte auf. Sieben der vorberichtlich und klinisch gesunden Golden Retriever wiesen eine geringgradige Subaortenstenose auf, einer eine okkulte Kardiomyopathie. Aufgrund der Gefahr der Vererbung der genannten Erkrankungen kann durch die vorliegende Untersuchung gezeigt werden, wie wichtig eine kardiologische Screening-Untersuchung von Golden Retrievern vor Zuchtnutzung ist.

In dieser Arbeit sollte im Tierversuch die lokale Gewebeverträglichkeit der neuen, mit PVVV 80/20 beschichteten, hoch hydrophilen Expander (osmed GmbH, Ilmenau, Deutschland) getestet werden und allgemeine Indikationen für die Anwendung von Hydrogelexpandern erstellt werden. Material und Methoden: Für den Versuch standen 24 Kaninchen als Versuchstiere zur Verfügung, welche in vier Gruppen unterteilt wurden, wobei die Gruppe 1 als Kontrollgruppe (Expander mit Silikonhülle) diente. Die Gruppen 2 - 4 wurden mit den neu entwickelten Hydrogelexpandern („Cylinder M4 x 12“) beschickt. Die Implantation der Expander erfolgte bei allen Versuchstieren in die linke Kniefalte. Nach einem zeitlich vorbestimmten Explantationsplan (nach 10, 21 und 90 Tagen) wurden die Expander entnommen, gewogen und das, den Expander direkt umgebene Gewebe entnommen, histologisch aufbereitet und untersucht. Zusätzlich wurden Proben aus der rechten, nicht implantierten Kniefalte, als Referenzprobe entnommen. Desweiteren wurde die Anwendbarkeit von Hydrogelexpandern anhand von zwei Fallbeispielen vorgestellt und untersucht. Ergebnisse: Histologisch konnte bei beiden Expandertypen eine lokale Fremdkörperreaktion (Entzündungszellinfiltration, Granulationsgewebe), im Sinne einer Kapselbildung, nachgewiesen werden. Die Alterationen des direkt angrenzenden Gewebes der beschichteten Expander sind insgesamt nur geringgradig stärker ausgeprägt als in den Proben mit Verwendung des Implantats mit Silikonhülle. Somit ist die Gewebeverträglichkeit der neu entwickelten Expander mit den silikonumhüllten Expandern vergleichbar. Diese Arbeit konnten weiterhin zeigen, dass die „Cylinder M4 x 12“-Expander mit der PVVV 80/20-Beschichtung ein deutlich höheres Quellverhalten aufweisen als die herkömmlichen, mit Silikonhülle umgebenen, Expander. Die in den Fallbeispielen verwendeten Hydrogelexpander, zeigten in beiden Fällen das gewünschte kosmetische Endergebnis. Schlussfolgerung: Für beide Expandertypen lässt sich eine gute lokale Verträglichkeit ableiten. Damit bieten die getesteten Expander „Cylinder M4 x 12“ mit der PVVV 80/20-Beschichtung die Möglichkeit, die Silikonhülle in ausgewählten Indikationen zu ersetzen und neue Einsatzmöglichkeiten zu erschließen. Zudem bieten die beschichteten Expander den Vorteil, dass es durch ihre minimale Größe nur einer kleinen Inzision für die Implantation bedarf und sie damit besonders für den Einsatz in der minimal invasiven Chirurgie geeignet erscheinen. Einsatzmöglichkeiten der Hydrogelexpander in der Veterinärmedizin sind unter medizinischen und ästhetischen Gesichtspunkten zu betrachten. Im Vordergrund der medizinischen Indikationen stehen vor allem Wunden mit erheblichem Gewebeverlust (z. Bsp. nach Traumata, Verbrennungen u.a.), bei denen eine plastische Operation keine spannungsarme Adaptation der Wundränder gewährleisten kann. Auch die kosmetische Indikation gewinnt immer mehr an Bedeutung. Möglich ist der Einsatz des Expanders zum Beispiel als Hodenimplantat oder als Dauerimplantat nach Enukleatio bulbi und zur Narbenkorrektur. Ihr klinischer Einsatz bedarf jedoch weiterer experimenteller – vor allem – in-vivo-Untersuchungen, um ihre Einsatzmöglichkeiten beim Tier - und in Zukunft auch beim Menschen – zu evaluieren.

Ziel der vorliegenden Studie war es, den Einfluss einer therapeutischen Behandlung mit β Lactamantiobiotika auf die Resistenzlage der intestinalen Flora beim Schwein zu untersuchen. Im Anschluss an eine Behandlung mit Ceftiofur konnte die Entwicklung resistenter E. coli bei den behandelten Tieren, sowie unbehandelten Tieren, die sich mit im selben Stall befanden, beobachtet werden. Zusätzlich wurden mittels PCR Extended-Sprectrum-Lactamasen (ESBL)-codierende Gene bei diesen Keimen nachgewiesen. Da subtherapeutische Antibiotikadosen die Entwicklung von Resistenzen fördern können, wurden die Konzentrationen an Desfuroylceftiofur in Kot, Urin, Stallaerosole und Sedimentationsstäube im Anschluss an die Behandlung mit Ceftiofur untersucht. Die Bestimmung erfolgte mittels UPLC MS/MS. In allen Matrices konnten Wirkstoffrückstände detektiert werden und beweist den Eintrag von mikrobiologisch aktiven Substanzen in die Umgebung. Die Ergebnisse dieser Studie machen noch einmal deutlich, dass der Einsatz von Antibiotika zurückhaltend und in Kombination mit einer guten Stallhygiene erfolgen sollte.