Die akustische Rhinometrie ist in der Humanmedizin eine etablierte, nicht-invasive Methode zur Bestimmung von Nasenhöhlenvolumina und definierten Querschnittsflächen in nasalen Atemwegen beim Menschen. Sie basiert auf dem Vergleich beziehungsweise der Analyse der Amplituden von Schallwellen (definiert über die Querschnittsflächen) als Funktion der Zeit (definiert durch den Abstand in die Nasenhöhle), die durch Reflexionen einer Ausgangs-schallwelle in der Nasenhöhle entstehen. Das Ziel dieser Studie war es, erstmals den Nutzen der akustischen Rhinometrie für die klinische Veterinärmedizin bei Hunden zu überprüfen. Die Hauptschwerpunkte lagen in der Quantifizierung des geometrischen Aufbaus der Nasenhöhle von gesunden (n=15) und kranken (n=32) Hunden über die Auswertung der Flächenabstandskurven, der Definition von minimalen Querschnittsflächen (MCA1, MCA2) und Zuordnung zu anatomischen Landmarken auf CT-Schnittbildern. Für die Messungen wurde das Rhinometer SRE 2000 (RhinoMetrics, Dänemark) verwendet. Voruntersuchungen zu Wiederholbarkeit und Genauigkeit der Messmethode erfolgten an zylindrischen Stufenmodellen (n=3). Für jeden Beagle konnte eine deutliche Korrelation der ersten minimalen Querschnittsflächen zur Spitze der Concha nasalis ventralis nachgewiesen werden. Die zweite minimale Querschnittsfläche ließ sich keiner anatomischen Landmarke zuordnen. Es bestand kein statistisch signifikanter Unterschied in Nasenhöhlenvolumina, Auftreten der MCA1 und MCA2 und ihrer entsprechenden Dimension der jeweils rechten und linken Nasenhöhle im Gruppenvergleich. Nach lokaler Applikation von Xylometazolin lag die Größenzunahme des Volumens der rechten Nasen-höhle bei 19,4% [3,9-24,7%] (n=13) und der Linken bei 23,7% [15,4-36,4%] (n=12). Von insgesamt 32 untersuchten Hunden zeigten acht Hunde eindeutig einseitige Veränderungen (25%) in den CT-Schnittbildern. Anhand der Kurvensymmetrie ließ sich die pathologisch veränderte Nasenhöhlenseite nur in vier von acht Fällen zweifellos zuordnen. Besonders bei Erkrankungen mit Rhinorrhoe oder Ansammlungen von Sekret innerhalb der Nasenhöhle kam zu Fehlinterpretationen der Flächenabstandskurven. Oszillationen traten bei 22% der Patienten auf. Die Ergebnisse lassen Rückschlüsse zu, dass sich die akustische Rhinometrie aufgrund einer guten Wiederholbarkeit und einfachen Anwendung für wissenschaftliche Studien eignet, bei denen der Schwerpunkt auf intraindividuellen Vergleichen liegt. Obwohl die Daten objektiv ermittelt werden, ist die Anwendung dieser Methode in der klinischen Veterinärmedizin bei Hunden nur in Kombination mit anderen Untersuchungsmodalitäten sinnvoll. Fehlmessungen treten bereits bei einfach strukturierten Modellen auf; am caninen Patienten nehmen sie durch die ansteigende Diskrepanz zum idealen theoretischen Modell weiter zu. Primäre pathologische Veränderungen in der Nasenhöhlengeometrie werden nicht erkannt oder durch sekundäre Veränderungen maskiert. Verschiedene Krankheitsbilder weisen gleiche oder ähnliche strukturelle Veränderungen in der Nasenhöhle auf und können durch Messungen mit akustischen Schallwellen nicht unterschieden werden. Die Interpretation von Absolutwer-ten ist kritisch. Die Quantifizierung einer intranasalen Stenose ist nicht möglich.

This paper highlights two methods of examining the bovine pancreas by means of ultrasound, with a view to identifying advantages and disadvantages of the two techniques as well as testing and comparing their practicability. The goal is to evaluate the applicability of this intraoperative procedure to large animals - it is quite commonly used on humans - as well as present the resulting findings with regard to the ultrasonographic anatomy of the bovine pancreas. The sample consisted of 15 female beef cattle, none of which displayed evidence of any pancreatopathy based on their medical history, clinical examinations, and laboratory diagnostic testing. Transcutaneous and intraoperative sonographic examinations were performed on all 15 animals.

Tuberculosis is a widely spread zoonotic disease caused by acid-fast bacteria of the Mycobacterium tuberculosis complex in a variety of mammalian species. In pinnipeds, tuberculosis has been reported in different captive and wild sea lions and fur seals. The causative agent, Mycobacterium pinnipedii, is part of the M. tuberculosis complex and has shown pathogenicity in other mammalian species including human beings. Since 2000 the Heidelberg zoo has been dealing with tuberculosis in its collection of South American sea lions (Otaria flavescens). After a Malayan tapir (Tapirus indicus) was transferred to a zoological institution in France it transmitted the disease to the other tapirs that succumbed to tuberculosis. Culturing and spoligotyping confirmed the origin, the sea lions at the Heidelberg zoo. An investigation of the sea lion group housed at Heidelberg in addition to different species of mammals living in adjacent exhibits as well as a sea lion, born in Heidelberg but then living in Hamburg, revealed multiple cases of pinniped tuberculosis.

Weißbüschelaffen sind häufig verwendete Tiermodelle in der Forschung. Jedoch gibt es zu wenige Untersuchungen zu ihrem Knochenaufbau und Knochenstoffwechsel, um sie auch als Modell auf dem Gebiet der Knochenkrankheiten einsetzen zu können. Somit war es das Ziel dieser Studie, Richtwerte der Knochendichte von Weißbüschelaffen aufzustellen, diese mit denen des Menschen und anderer nichtmenschlicher Primaten zu vergleichen, sowie bestimmte Einflussfaktoren, wie Gewicht, Alter oder hormonelle Umstellungen auf die Knochendichte abzuklären. Desweiteren sollte mittels einer histologischen Darstellung der Knochen, sowie mittels immunhistologischen Nachweisen verschiedener knochenspezifischer Antigene, Gemeinsamkeiten oder Unterschiede zum Menschen im Hinblick auf Veränderungen im Knochen aufgedeckt werden. Abschließend stellte sich dann noch die Frage, ob ein therapeutisches Eingreifen bei niedriger messbarer Knochendichte möglich ist, um die Lebenssituation wieder zu verbessern. Hierzu wurde von 58 C.j. mit Hilfe des Aloka®-CT knochenspezifische Parameter im Bereich des vierten Lendenwirbels (L4) gemessen. Zusätzlich wurde Ca, Pi, AP und Östrogen im Blut bestimmt. Knochenschnitte von L4, Femurkopf/Femurhals und Femurschaft von fünf euthanasierten C.j. (4 männliche, 1 weibliches) wurden histologisch, sowie immunhistologisch (Bestimmung von OPN, OC, RUNX 2, Kollagen Typ 1, Kollagen Typ 5) untersucht. Abschließend wurde bei 2 Tieren eine Therapie mittels Zufütterung von Ca und Vitamin D durchgeführt. Trotz Unterschieden in der Höhe des BMD zum Menschen, konnten Gemeinsamkeiten bei der Reaktion auf Gewichtsveränderungen und Alter festgestellt werden. Eine Zunahme des Gewichts führte zu einer signifikanten Zunahme des BMD. Männliche Weißbüschelaffen zeigten einen Anstieg des BMD bis zu einem Alter von 96 Monaten, was bei Menschen Knochenmassepeak genannt wird, und danach einen signifikanten Abfall. Das bedeutet, dass die Knochen im Alter, genau wie beim Menschen, eine größere Frakturneigung zeigen, als bei jungen Tieren. Desweiteren zeigten Tiere mit einem hohen BMD eine signifikant niedrigere AP, als Tiere mit einem niedrigen BMD. Somit konnte dargestellt werden, dass die AP auch beim C.j. einen Marker für die Osteopenie darstellt. Dies ist ebenfalls eine Gemeinsamkeit mit dem Menschen. Immunhistologisch konnten die Knochenformationsmarker OPN, OC und RUNX 2 nur in den stabilen, bruchfesten Knochen nachgewiesen werden. Kollagen Typ I und V wurden in allen Knochen detektiert. Eine Therapie mittels Ca und Vitamin D bei Tieren mit einem pathologisch niedrigem BMD und klinischen Symptomen, zeigte einen deutlichen Anstieg der Knochendichte nach einem halben Jahr, sowie ein Verschwinden der klinischen Symptome. Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass der Weißbüschelaffe trotz unterschiedlicher Knochendichtewerte, ein sehr gutes Tiermodell darstellt zur Untersuchung von Erkrankungen, die sich im Knochen manifestieren (z.B. Osteoporose, Ostemalazie).:Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 4 2.1 Der Knochenstoffwechsel 4 2.2 Tiermodelle für Untersuchungen zu Veränderungen im Knochenstoffwechsel 5 2.3 Der Weißbüschelaffe 8 2.4 Computertomografie 9 3 Ergebnisse 3.1 paper 1: “Analysis of the bone metabolism by quantitative computer tomography and clinical chemistry in a primate model (Callithrix jacchus)” (veröffentlicht im Journal of medical primatology 2011) 11 3.2 paper 2: “The conclusiveness of less-invasive imaging techniques (computer tomography, X-ray) with regard to their identification of bone diseases in a primate model (Callithrix jacchus)” (veröffentlicht im Journal of medical primatology 2012) 22 4 Diskussion 4.1 Basiswerte zu computertomografischen Untersuchungen des Knochens des Callithrix jacchus und dessen Vergleichbarkeit mit anderen nichtmenschlichen Primaten sowie mit dem Menschen 31 4.2 Einflussfaktoren auf den Knochenstoffwechsel des Weißbüschelaffen 33 4.3 Beurteilung der Aussagekraft gering invasiver Untersuchungsmethoden anhand histologischer und immunhistologischer Darstellungen von Lendenwirbel und Oberschenkelknochen bei klinisch auffälligen Weißbüschelaffen 39 4.4 Therapie bei auffällig niedriger Knochendichte mit Beeinträchtigungen des Allgemeinverhaltens 44 5 Zusammenfassung 46 6 Summary 48 7 Literaturverzeichnis 50 8 Anhang 8.1 Abstrakt zu einem Poster, vorgestellt auf dem FELASA 2010 Congress vom 14.-17. Juni 2010 in Helsinki 8.2 Abstrakt zu einem Poster (Posterpreis erhalten), vorgestellt auf dem 9. Research Festival for Life Sciences am 17. Dezember 2010 in Leipzig Danksagung

The dromedary camel has a very high economic importance in the Arabic countries. Nevertheless, there is a very little background literature on the use of ultrasound (US) and computed tomography (CT) in dromedaries in comparison to other domestic and farm animal species. Therefore, the tarsal region of six cadaver limbs, obtained from three orthopedic disease free dromedary camels, was evaluated via radiography, US and CT. The limbs were frozen and sectioned transversely, sagittaly and dorsally. The anatomic structures were identified and correlated to the analogous structures on the corresponding CT slices and US images and published in two manuscripts. Radiography was performed in both standard (0º and 90º) oblique (45º and 135º) radiographic projections. The tarsus was investigated via US in four planes (dorsal, medial, lateral and plantar) and each plane was scrutinized in four levels (calcaneal tuber, tibial malleoli, base of calcaneus and proximal head of metatarsus) in both transverse and longitudinal views. Radiography provided a good representation of the bony structures and articulations with little information on the soft tissues of the tarsus and superimposition of the tarsal bones. Ultrasonography furnished adequate delineation of the peri-articular tissues of the tarsus and was limited to the bone surface. Computed tomography provided cross sectional imaging of the dromedary tarsus without bone and soft tissue overlap and allowed visualization and differentiation of tissues in almost every situation. This work was undertaken to document the normal appearance of the dromedary camel tarsus via radiography, ultrasonography, and computed tomography which may be used as a resource for interpretation of dromedary tarsal pathology using various diagnostic imaging modalities.

Das Ziel der Untersuchungen in der vorliegenden Arbeit bestand in der Erarbeitung von Datenmaterial zur Bestimmung der Prävalenz von Toxoplasma-gondii-Antikörpern bei Schlachtschweinen und in handelsüblichen Hackfleischproben vom Schwein. Um den Einfluss unterschiedlicher Haltungsbedingungen zu ermitteln, wurde jeder Betrieb anhand einer Checkliste im Rahmen einer Feldstudie überprüft. Die Einteilung der Bestände erfolgte in 5 Kategorien (Kategorie 1: >1000 Tiere, Kategorie 2: >500-1000 Tiere, Kategorie 3: 100-500 Tiere, Kategorie 4: Tiere aus Ökobetrieben, Kategorie 5: Tiere aus einzelbäuerlicher Haltung). Im Zeitraum von Februar 2001 bis August 2002 wurden 1028 Schlachtschweine aus 104 Beständen (958 Mastschweine, 66 Sauen, 4 Spanferkel) schwerpunktmäßig aus dem Landkreis Wittenberg mit Ausnahme der Tiere aus Ökobetrieben in den Schlachtbetrieben beprobt. Als Probematerial dienten Blutserum und aus der Zwerchfellpfeilermuskulatur gewonnener Fleischsaft der Schlachtschweine. Des Weiteren wurden 240 Hackfleischprodukte aus dem Handel beprobt, von denen ebenfalls der Fleischsaft untersucht wurde. Eine weitere Aufgabenstellung der Arbeit bestand darin zu prüfen, ob der als serologischer Test verwendete ELISA neben der Eignung für Blutseren auch zur Untersuchung des Fleischsaftes verwendet werden kann. Es wurde ein ELISA nach SEINEKE (1996) auf der Grundlage eines Tachyzoitenlysates als Antigen verwendet. Die Detektion der gebundenen Antikörper erfolgte durch POD (Meerettichperoxidase)-markierte Anti-Schwein-Antikörper von der Ziege. Zur Bewertung der Messergebnisse wurde ein Indexverfahren herangezogen. Blutserum wurde 1:400, Fleischsaft 1:40 verdünnt. Die Ergebnisse der Studien lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1. Die Untersuchungen mit dem verwendeten ELISA bieten eine akzeptable Sicherheit (Korrelationskoeffizient von rs = 0,841) bei hoher Signifikanz, wie aus den Doppelbestimmungen bei 711 Blutproben ermittelt werden konnte. 2. Fleischsaft ist grundsätzlich für die Anwendung des ELISA bei Ermittlung des Toxoplasmagondii- Antikörperstatus geeignet (Korrelationskoeffizient rs = 0,472; p < 0,01). 3. Die Gesamtprävalenz der Serumproben beträgt 20,6% mit dem Cut-off-Wert bei einem Index > 20. Diese Ergebnisse weisen aus, dass ein beachtliches Toxoplasmoserisiko besteht, wenn Schweinefleisch roh verzehrt wird. 4. Bei Betrachtung der einzelnen Bestandskategorien wurden folgende Seroprävalenzen bei Mastschweinen ermittelt: Kategorie 1: 15,4%, Kategorie 2: 7,3%, Kategorie 3: 16,4%, Kategorie 4: 15,1%. Höchste Prävalenzen ergaben sich bei unter individuellen, einzelbäuerlichen Bedingungen gehaltenen Schweinen der Kategorie 5: 52,0%. 5. Bei Sauen muss auf Grund des Alters generell von höheren Prävalenzen ausgegangen werden. Es wurde ein Wert von 27,2% für alle überprüften Sauen ermittelt. 6. Ein reelles Bild über das Vorkommen von Toxoplasma-gondii-Antikörpern kann nur durch die Betrachtung der Einzelbestände ermittelt werden. So findet man in der Gruppe der Ökotiere (Kategorie 4) Prävalenzschwankungen von 1,4% bis 34,6%, sowie zwischen den Mastschweinebeständen der Kategorien 1 bis 3 von 1,6% bis 20,5%. Insofern kann allein aus der Kenntnis der Haltungsform nicht sicher auf ein geringes oder hohes Vorkommen des Parasiten geschlossen werden. 7. Die Feldstudien in den einzelnen Beständen belegen eindeutig den Einfluss der Haltungsbedingungen der Schweine auf die ermittelten Prävalenzen für Toxoplasma gondii. Grundsätzlich konnte festgestellt werden, dass unabhängig von Bestandsgröße und Haltungskategorie der direkte oder indirekte Einfluss von Katzen (z.B. über Ausläufe, Futter, Einstreu) als wesentliche Ursache für die Präsenz des Parasiten angesehen werden muss. 8. Beim Hackfleisch wurde eine Gesamtprävalenz für Toxoplasma-gondii-Antikörper von 5,3% nachgewiesen. Dies belegt das Risiko für Infektionen mit Toxoplasma gondii insbesondere beim Verzehr von rohen bzw. unzureichend erhitzten Schweinefleischerzeugnissen. Die vorliegenden Untersuchungen liefern für ein begrenztes Territorium Datenmaterial zu Prävalenzen von Toxoplasma gondii sowohl für Proben von Schlachtschweinen als auch für Hackfleischproben aus dem Handel. Zur Bewertung des deutschlandweit zu erwartenden Risikos sind jedoch weitere flächendeckende Untersuchungen erforderlich.

Beim Kolikpferd stellt der Einsatz von Laxantien den wesentlichen Teil der konservativen Behandlung primärer Obstipationen des Zäkums und großen Kolons dar. Um die Obstipation zu erreichen muss das über eine Nasenschlundsonde eingegebene Abführmittel den Magen verlassen und den Dünndarm passieren. Dabei soll das Flüssigkeitsvolumen möglichst vollständig im Intestinaltrakt verbleiben, um effektiv die Ingesta zu durchfeuchten und so die Obstipation zu lösen. Je nach Art und Konzentration des gewählten Laxans werden Resorptions- und Sekretionsvorgänge an der Darmschleimhaut ausgelöst, die sich als Elektrolytverschiebungen oder Alterationen des Wasserhaushaltes im Blut zeigen können. Ziel dieser Studie war es, beim gesunden Pferd einen Einfluss der am häufigsten eingesetzten Laxantien auf die Magenentleerungszeit zu ermitteln. Zudem sollten Auswirkungen auf den Elektrolyt- und Wasserhaushalte untersucht werden. Für die vorliegende Studie wurde sechs gesunden, nüchternen, adulten Warmblutpferden abwechselnd je eines von 5 Laxantien über eine Nasenschlundsonde in den nüchternen Magen eingegeben: 1,8% Natriumsulfatlösung (Protokoll 1); 4,2% Magnesiumsulfatlösung (Protokoll 2); Paraffinöl (Protokoll 3); 25% Natriumsulfatlösung (Protokoll 4); 25% Magnesiumsulfatlösung (Protokoll 5). Als Kontrolle wurde Wasser verabreicht: 10 L Wasser (Protokoll 6); 2 L Wasser (Protokoll 7). Zur indirekten Messung der Magenentleerung wurde der flüssige Passagemarker D-(+)-xylose (0,5 g/kg KG als 10% Lösung) jedem Protokoll zugefügt mit mindestens einer Woche Auswaschzeit zwischen den einzelnen Protokollen. Zu festgelegten Zeitpunkten wurden EDTA-Blut- und Serumproben aus der Jugularvene entnommen. Die Serumkonzentration von D-Xylose wurde colorimetrisch untersucht. Die Zeit bis zum Erreichen der maximalen Serumkonzentration von D-Xylose (Tmax) wurde als Magenentleerungszeit angesehen. Zur Einschätzung des Wasserhaushaltes wurden Totalprotein, Albumin und Hämatokrit bestimmt. Der Elektrolythaushalt wurde anhand der Serumkonzentrationen von Natrium, Kalium, Chlorid, Magnesium und Gesamtkalzium beurteilt. Zudem wurde der Einfluss auf die Wasseraufnahme und die Kotkonsistenz grobsinnlich untersucht. Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass weder isotone Natriumsulfatlösung noch Paraffinöl die Magenentleerungszeit im Vergleich zu Wasser beeinträchtigen. Isotone Magnesiumsulfatlösung als auch hypertone Lösungen salinischer Laxantien führen zu einer signifikanten Verzögerung der Magenentleerung im Vergleich zu Wasser. Nach 10-stündiger Nahrungskarenz führte die Applikation von Wasser bei gesunden Pferden zum Abfall der Serumkonzentrationen von Natrium, Kalium, Magnesium, Gesamtkalzium und Chlorid. Isotone Lösungen von Natriumsulfat (1,8%) und Magnesiumsulfat (4,2%) führten nach einmaliger Applikation zum signifikanten Anstieg der Serumkonzentrationen von Natrium bzw. Magnesium innerhalb der Referenzbereiche. Paraffinum liquidum hatte keine starke Alterationen des Elektrolythaushaltes zur Folge. Hypertone Natriumsulfatlösung (25%) verursachte Hypernatriämie sowie einen signifikanten Abfall der Kalium- und signifikanten Anstieg der Chloridkonzentration. Hypertone Magnesiumsulfatlösung (25%) verursachte Hypermagnesämie sowie eine signifikante Abnahme der Kalium- und Gesamtkalziumkonzentration. Keines der verabreichten Laxantien führte zur Dehydratation. Alterationen der Wasseraufnahme oder der Kotkonsistenz wurden ausschließlich durch hypertone Natriumsulfatlösung verursacht, die die Wasseraufnahme deutlich steigerte und vorübergehend dünnbreiigen Kotabsatz induzierte. Bei primären Obstipationen des großen Kolons muss bis zur Lösung der Obstipation meist eine mehrmalige Applikation von Abführmitteln erfolgen. Hypertone Natrium- bzw. Magnesiumsulfatlösung erhöht die Serumkonzentration von Natrium bzw. Magnesium signifikant und könnte eine klinische Hypernatriämie bzw. Hypermagnesiämie erzeugen. Aus diesem Grund sind isotone Lösungen zu bevorzugen. Außerdem ist Kolikpferden mit primärer Dickdarmobstipation, die mit salinischen Laxantien behandelt werden, freier Zugang zu Wasser zu gewähren, um den entstehenden Durst der Pferde zu stillen. Zusammenfassend ist die Verabreichung isotoner Natriumsulfatlösung zu empfehlen, weil dieses effektive Laxans weder die Magenentleerungszeit verzögert, noch starke Elektrolytimbalanzen verursacht.:1 Einleitung ......................................................................................... 1 2 Ergebnisse........................................................................................ 5 2.1 Publikation 1: Influence of laxatives on gastric emptying in healthy Warmblood horses evaluated with the D-xylose adsorption test......... 5 2.2 Publikation 2: Einfluss von Laxantien auf den Wasser- und Elektrolythaushalt bei gesunden Pferden...-........................................ 21 3 Diskussion........................................................................................ 30 3.1 Untersuchungsmethoden der Magenentleerung........................... 30 3.1.1 D-Xylose..................................................................................... 30 3.2 Magenentleerungszeit.................................................................. 31 3.2.1 Wasser....................................................................................... 31 3.2.2 isotone Lösungen...................................................................... 32 3.2.3 hypertone Lösungen.................................................................. 32 3.2.4 Paraffinöl.................................................................................... 33 3.3 Elektrolythaushalt......................................................................... 34 3.3.1 Wasser....................................................................................... 34 3.3.2 isotone Lösungen...................................................................... 35 3.3.3 hypertone Lösungen.................................................................. 36 3.3.3.1 Natriumsulfat........................................................................... 36 3.3.3.2 Magnesiumsulfat..................................................................... 36 3.3.4 Paraffinöl.................................................................................... 38 3.4 Wasserhaushalt............................................................................ 39 3.5 Wasseraufnahme und Kotkonsistenz............................................ 39 4 Zusammenfassung........................................................................... 42 5 Summary........................................................................................... 44 6 Literaturverzeichnis.......................................................................... 46 Danksagung / The use of laxatives is crucial in the treatment of horses with cecal or large colon impaction. To reach the impacted mass, the laxative must leave the stomach and pass through the small intestine. The fluid volume should stay inside the gastro-intestinal tract to soften the intestinal contents and resolve the impaction. Depending on the type and concentration of the laxative, absorption and secretion can be triggered in the intestinal mucosa which might be shown as electrolyte abnormalities, or as alterations in the water balance in the blood. The aim of this study was to determine an influence of the most frequently used saline and lubricant laxatives on gastric emptying time in healthy horses. Furthermore the effect on electrolyte and water balance was to be investigated. Six healthy adult fasted Warmblood horses were used for this study which was performed with 5 laxatives, administered via nasogastric tube: 1.8% sodium sulfate (trial 1), 4.2% magnesium sulfate (trial 2), mineral oil (trial 3), 25% sodium sulfate (trial 4), 25% magnesium sulfate (trial 5). Water was used as control: 10 L water (trial 6), 2 L water (trial 7). For indirect measurement of gastric emptying the liquid passage marker D-(+)-xylose (0.5 g/kg bwt as 10% solution) was added to each trial with a minimum washout period of at least one week between the individual trials. EDTA blood and serum samples were taken from the jugular vein at predetermined time points. The serum concentration of D-xylose was analyzed colorimetrically. The time to reach peak serum concentration of D-xylose (Tmax) was considered as gastric emptying time. Total protein, albumin and PCV were chosen to evaluate water balance. Electrolyte balance was evaluated on the basis of the serum concentrations of sodium, potassium, chloride, magnesium and total calcium. Furthermore the impact on water uptake and fecal consistency was roughly examined. Isotonic solutions of sodium sulfate as well as mineral oil do not delay gastric emptying time compared to water. Isotonic solutions of magnesium sulfate as well as hypertonic solutions of saline cathartics significantly delay gastric emptying time in comparison to water. After ten hours of food restriction the administration of water decreased the serum concentrations of sodium, potassium, magnesium, total calcium and chloride in healthy horses. A single administration of isotonic solution of sodium sulfate (1.8%) or magnesium sulfate (4.2%) significantly increased serum sodium, respectively serum magnesium concentrations, within the reference range. Mineral oil did not alter electrolyte balance. Hypertonic solution of sodium sulfate (25%) caused hypernatremia, a significant decrease in potassium concentration and a significant increase in chloride concentration. Hypertonic solution of magnesium sulfate (25%) caused hypermagnesemia and a significant decrease in potassium and total calcium concentrations. None of the administered laxatives caused dehydration. Altered water uptake or fecal consistency was caused by hypertonic solution of sodium sulphate only, which considerably increased water consumption and transitionally induced runny feces. For treatment of simple large colon impactions, administration of laxatives usually has to be repeated, until the obstruction has resolved. Hypertonic solutions of sodium and magnesium sulfate significantly increase serum sodium or magnesium concentrations, respectively and may cause clinically hypernatremia or hypermagnesemia. Therefore isotonic solutions are preferable. Furthermore horses with simple large colon impaction, which are treated with saline cathartics need to have free access to water in order to satisfy their arising thirst. In summary it can be stated that the administration of isotonic solution of sodium sulfate is to be recommended, since this effective laxative does neither delay gastric emptying time nor leads to severe electrolyte alterations.:1 Einleitung ......................................................................................... 1 2 Ergebnisse........................................................................................ 5 2.1 Publikation 1: Influence of laxatives on gastric emptying in healthy Warmblood horses evaluated with the D-xylose adsorption test......... 5 2.2 Publikation 2: Einfluss von Laxantien auf den Wasser- und Elektrolythaushalt bei gesunden Pferden...-........................................ 21 3 Diskussion........................................................................................ 30 3.1 Untersuchungsmethoden der Magenentleerung........................... 30 3.1.1 D-Xylose..................................................................................... 30 3.2 Magenentleerungszeit.................................................................. 31 3.2.1 Wasser....................................................................................... 31 3.2.2 isotone Lösungen...................................................................... 32 3.2.3 hypertone Lösungen.................................................................. 32 3.2.4 Paraffinöl.................................................................................... 33 3.3 Elektrolythaushalt......................................................................... 34 3.3.1 Wasser....................................................................................... 34 3.3.2 isotone Lösungen...................................................................... 35 3.3.3 hypertone Lösungen.................................................................. 36 3.3.3.1 Natriumsulfat........................................................................... 36 3.3.3.2 Magnesiumsulfat..................................................................... 36 3.3.4 Paraffinöl.................................................................................... 38 3.4 Wasserhaushalt............................................................................ 39 3.5 Wasseraufnahme und Kotkonsistenz............................................ 39 4 Zusammenfassung........................................................................... 42 5 Summary........................................................................................... 44 6 Literaturverzeichnis.......................................................................... 46 Danksagung

Zur Ermittlung des Energieverbrauches bei Mensch und Tier stehen verschiedene Methoden zur Verfügung. Im Jahre 1780 nutzte Lavoisier die Schmelzwassermenge, um den Energieverlust eines Meerschweinchens zu berechnen. Das Tier saß in einem von Eis umgebenen Kalorimeter, die von ihm abgegebene Wärme brachte das Eis zum Schmelzen. Derzeit sind die indirekte Kalorimetrie, die den Energieumsatz über den im Respirationsversuch gemessenen Gaswechsel von O2 und CO2 sowie die im Harn ausgeschiedene Stickstoffmenge bestimmt, und die Isotopendilutionsmethode, die mit der unterschiedlichen Ausscheidungsrate von markierten Wasserstoff- (2H) und Sauerstoff- (18O) Atomen im Urin arbeitet, der „Goldstandard“ für die Bestimmung des Energieverbrauchs. Seit einigen Jahren bis heute steht die Herzfrequenzmethode in der Diskussion. Sie nutzt die Beziehung zwischen Herzfrequenz und Sauerstoffverbrauch zur Ermittlung des Energieumsatzes. Alle genannten Methoden haben Vor- und Nachteile, insbesondere für den einfachen und schnellen täglichen Einsatz sowie bei Langzeitstudien. Deshalb werden Alternativen gesucht. Diese Dissertation untersucht die Beziehung zwischen der akzelerometrisch erfassten dreidimensionalen Körperbeschleunigung und der Herzfrequenz beim Pferd in verschiedenen Gangarten. Dabei wird die Herzfrequenz als Vergleichs- und Bezugsgröße verwendet. Sie stellt das direkte Bindeglied zum Sauerstoffverbrauch und damit Energieaufwand dar. Es wurden drei Versuchsvarianten durchgeführt. Die Pferde gingen an der Hand, „geführt“, liefen frei in einem umzäunten Oval, „freilaufend“, oder wurden „geritten“. Bei den beiden Varianten „geführt“ und „freilaufend“ kamen jeweils dieselben vier Pferde zum Einsatz, die Variante „geritten“ absolvierten fünf andere Tiere. Die Versuche folgten verschiedenen Schemata mit den Gangarten Schritt, Trab und, zum Teil, Galopp. Bei allen Versuchen wurden parallel die dreidimensionale Körperbeschleunigung mit einer Frequenz von 32 Hz sowie die Herzfrequenz gemessen. Die Pulsuhr speicherte im kleinstmöglichen Intervall von fünf Sekunden. Nach Aufbereitung der Beschleunigungsrohdaten wurde letztendlich der dynamische Anteil der dreidimensionalen Beschleunigung in Form von „fünf-Sekunden-Mittelwerten“ berechnet. Anschließend wurden diese Beschleunigungswerte über die Regressionsanalyse mit den Originalwerten der Herzfrequenz in Beziehung gesetzt. Dabei wurden die Übergangsphasen zwischen den Gangarten ausgenommen, da die beiden Parameter hier ein sehr unterschiedliches und zeitversetztes Verhalten zeigen. Bei der Analyse der Gangarten Schritt und Trab konnte gut mit dem Modell der einfachen linearen Regression (y = a + bx) gearbeitet werden, mit Hinzukommen der dritten Gangart, Galopp, erwies sich das Modell der polynomialen Regression (y = a + bx + cx²) von Vorteil. Die Stärke des Zusammenhanges der beiden Größen wurde durch den Korrelationskoeffizienten r angezeigt. Bei differenzierter Betrachtung der Versuchsvarianten und der einzelnen Pferde erreichte r Werte von 0,86 bis 0,94, bei zusammenfassender Betrachtung aller Pferde einer Versuchsvariante Werte zwischen 0,82 und 0,87, stets bei signifikanter Korrelation (p < 0,05). Somit kann für die Parameter Herzfrequenz und Beschleunigung ein signifikanter und starker Zusammenhang beschrieben werden. Sie verhalten sich dabei nicht proportional zueinander. Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass die Akzelerometrie für bestimmte Zielstellungen und unter bestimmten Voraussetzungen eine geeignete Methode ist, um den Energieaufwand von Pferden zu bestimmen. Sie ist schnell und meist störungsfrei durchzuführen und im Gegensatz zur Herzfrequenz nahezu unabhängig von emotionalen Einflüssen. Des Weiteren bietet die Akzelerometrie die Möglichkeit, die Ermittlung des Energieumsatzes mit einer Verhaltensanalyse zu kombinieren. Bedingungen für ihren Einsatz sind eine situationsspezifische und möglichst individuelle Kalibrierung, denn die Beschleunigungsmessung weist insofern Nachteile auf, als dass sie die Auswirkungen von zum Beispiel Bodenbeschaffenheit, Umwelteinflüssen oder das Tragen einer Last auf den Energieumsatz nicht berücksichtigt. Die parallele Erfassung von Herzfrequenz und Beschleunigung kann zum Beispiel zur Analyse und Kontrolle von Trainingserfolgen genutzt werden. Somit bringt die Kombination von Herzfrequenz- und Beschleunigungsmessung klare Vorteile.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Energiebewertung – Energiestufen 3 2.2 Nährstoffe und Verdaulichkeit 5 2.3 Energiebedarf 5 2.3.1 Erhaltungsbedarf 5 2.3.2 Leistungsbedarf 7 2.4 Ermittlung des Energieumsatzes 8 2.5 Sauerstoffpuls 12 2.6 Herzfrequenz – Sauerstoffverbrauch – Energieumsatz 14 2.7 Beschleunigungsmessung – Verhaltensanalyse bis hin zur Bestimmung des Energieumsatzes 29 3 Tiere, Material und Methoden 44 3.1 Versuchsvarianten 44 3.2 Tiere, Haltungsbedingungen, Trainingszustand 44 3.3 Versuchsorte 45 3.4 ergänzende Bemerkungen 45 3.5 Material und Technik 45 3.6 Versuchsdurchführung 46 3.7 Versuchsdesign 48 3.8 Versuchsauswertung 48 3.8.1 Zuordnung der Achsen x, y und z zu den Aufzeichnungskanälen des „Goldfinger“ 48 3.8.2 Messwerte – Herzfrequenz und Beschleunigung 49 3.8.2.1 Aufbereitung der Rohdaten 49 3.8.2.2 Vereinfachung des Datensatzes 50 3.8.2.3 Analyse der Teilbeschleunigungen 50 3.8.3 Bestimmung der Übergangsphasen 50 3.9 Statistik 51 4 Ergebnisse 54 4.1 Herzfrequenz- und Beschleunigungsmessung 54 4.1.1 Herzfrequenz während der Versuchsvorbereitung 54 4.1.2 Herzfrequenz und Beschleunigung bei Bewegung der Pferde an der Hand („geführt“) 55 4.1.3 Herzfrequenz und Beschleunigung bei freier Bewegung der Pferde („freilaufend“) 59 4.1.4 Herzfrequenz und Beschleunigung bei Bewegung der Pferde unter dem Reiter („geritten“) 60 4.1.5 Herzfrequenz und Beschleunigung im Vergleich zwischen den Versuchsvarianten 62 4.2 Beziehung zwischen Herzfrequenz und Beschleunigung 64 4.2.1 Besonderheit der Schrittphase2 71 4.3 Analyse der Übergangsphasen 74 4.4 Analyse der dreidimensionalen Beschleunigung 78 5 Diskussion 81 5.1 Diskussion der Fragestellung 81 5.2 Kritik der Methodik 82 5.2.1 Tiere und Versuchsdesign 82 5.2.2 Messtechnik 84 5.2.2.1 Herzfrequenzmessung 84 5.2.2.2 Beschleunigungsmessung 85 5.2.3 Herzfrequenz vor Versuchsbeginn 86 5.2.4 Herzfrequenz als Bezugsgröße 86 5.2.5 Datenreduktion 88 5.3 Herzfrequenz und Beschleunigung – Parameter zur Abbildung des Energieumsatzes 88 5.3.1 Vor- und Nachteile der Akzelerometrie 89 5.3.2 Charakteristika und Grenzen der Akzelerometrie 89 5.3.3 Übergangsphasen zwischen verschiedenen Leistungsanforderungen 90 5.4 Diskussion der Ergebnisse 92 5.4.1 Beziehung zwischen Herzfrequenz und Beschleunigung 94 5.4.1.1 Güte des Zusammenhangs von Herzfrequenz und Beschleunigung 94 5.4.1.2 Modell zur Beschreibung der Beziehung von Herzfrequenz und Beschleunigung 95 5.4.2 Die drei Dimensionen der Beschleunigung 97 5.5 Fazit 99 6 Zusammenfassung 101 7 Summary 103 8 Literaturverzeichnis 105 9 Anhang 118 10 Danksagung 130 / There are different opportunities to determine the consumption of energy in humans and animals. In 1780 Lavoisier used the quantity of melt water to calculate the energy loss of a guinea pig. The guinea pig was located inside a calorimeter which was surrounded by ice. The emitted heat induced the melting of the ice. At present both, indirect calorimetry that estimates energy expenditure from respiratory measurements of oxygen consumption and carbon dioxide production plus the excretion of nitrogen with the urine and the DLW-method that uses the different urinary elimination rates of the isotopes 2H and 18O are the so called “golden standard” for the calculation of energy consumption. For several years until now there has been a discussion about the heart rate-method. This method uses the correlation between heart rate and oxygen consumption for the calculation of energy expenditure. All above mentioned methods have pros and cons, especially for simple and quick every day application and for long-term studies. Therefore alternatives are searched. This dissertation examines the relation between the accelerometricly measured three-dimensional body acceleration and the heart rate in horses at different gaits. The heart rate has been used for comparison and as a reference item. It directly relates the acceleration with the oxygen consumption and thus with the energy expenditure. There have been three variants of trials. Horses were led by the hand (HD), moved freely (MF) in an enclosed oval or were ridden (R). In the HD- and MF-trials the same four horses were used, for the R-trials five other horses came into action. The trials followed different schemes with the gaits of walk, trot and gallop. At every trial three-dimensional body-acceleration with a logging frequency of 32 Hz and heart rate were measured simultaneously. The heart rate meter stored the heart rate in the smallest possible intervals of five seconds. After processing the crude data the dynamic part of the three-dimensional acceleration was calculated in form of “five-second-means”. After that the regression analysis was used to relate these acceleration data to the original heart rate data. In this process the transitional phases between the gaits were excluded because there both parameters have a highly varying and time-shifted relation. The model of simple linear regression (y = a + bx) suited well for analysing walking and trotting. With adding the third gait gallop the model of polynomial regression (y = a + bx + cx²) became more favourable. The correlation coefficient r showed the strength of the correlation between both parameters. By the separate inspection of the variants of trials and the individual horses r reached values from 0,86 to 0,94; pooling all horses of each variant of trials yields r-values from 0,82 to 0,87, always with a significant correlation (p < 0,05). Hence a significant and strong correlation can be attributed to the parameters heart rate and acceleration. They are not proportional to each other. In conclusion one can say: for specific aims and under certain conditions the accelerometry is an appropriate method to assess energy expenditure in horses. You can implement it quickly and mostly disturbance-free and in contrast to the heart rate it is nearly independent of emotional influence. Furthermore accelerometry gives the opportunity to combine the determination of the energy expenditure with the analysis of behaviour. A possibly individual and situation-specific calibration are the preconditions for its application. A setback of the accelerometry is that the effects of such factors like the condition of the ground, environmental influences or carrying weights are not taken into consideration. Simultaneous measurement of heart rate and body-acceleration can for example be used for analysing and controlling the success of training. Consequently there are clear advantages of combining the measurement of heart rate and acceleration.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Energiebewertung – Energiestufen 3 2.2 Nährstoffe und Verdaulichkeit 5 2.3 Energiebedarf 5 2.3.1 Erhaltungsbedarf 5 2.3.2 Leistungsbedarf 7 2.4 Ermittlung des Energieumsatzes 8 2.5 Sauerstoffpuls 12 2.6 Herzfrequenz – Sauerstoffverbrauch – Energieumsatz 14 2.7 Beschleunigungsmessung – Verhaltensanalyse bis hin zur Bestimmung des Energieumsatzes 29 3 Tiere, Material und Methoden 44 3.1 Versuchsvarianten 44 3.2 Tiere, Haltungsbedingungen, Trainingszustand 44 3.3 Versuchsorte 45 3.4 ergänzende Bemerkungen 45 3.5 Material und Technik 45 3.6 Versuchsdurchführung 46 3.7 Versuchsdesign 48 3.8 Versuchsauswertung 48 3.8.1 Zuordnung der Achsen x, y und z zu den Aufzeichnungskanälen des „Goldfinger“ 48 3.8.2 Messwerte – Herzfrequenz und Beschleunigung 49 3.8.2.1 Aufbereitung der Rohdaten 49 3.8.2.2 Vereinfachung des Datensatzes 50 3.8.2.3 Analyse der Teilbeschleunigungen 50 3.8.3 Bestimmung der Übergangsphasen 50 3.9 Statistik 51 4 Ergebnisse 54 4.1 Herzfrequenz- und Beschleunigungsmessung 54 4.1.1 Herzfrequenz während der Versuchsvorbereitung 54 4.1.2 Herzfrequenz und Beschleunigung bei Bewegung der Pferde an der Hand („geführt“) 55 4.1.3 Herzfrequenz und Beschleunigung bei freier Bewegung der Pferde („freilaufend“) 59 4.1.4 Herzfrequenz und Beschleunigung bei Bewegung der Pferde unter dem Reiter („geritten“) 60 4.1.5 Herzfrequenz und Beschleunigung im Vergleich zwischen den Versuchsvarianten 62 4.2 Beziehung zwischen Herzfrequenz und Beschleunigung 64 4.2.1 Besonderheit der Schrittphase2 71 4.3 Analyse der Übergangsphasen 74 4.4 Analyse der dreidimensionalen Beschleunigung 78 5 Diskussion 81 5.1 Diskussion der Fragestellung 81 5.2 Kritik der Methodik 82 5.2.1 Tiere und Versuchsdesign 82 5.2.2 Messtechnik 84 5.2.2.1 Herzfrequenzmessung 84 5.2.2.2 Beschleunigungsmessung 85 5.2.3 Herzfrequenz vor Versuchsbeginn 86 5.2.4 Herzfrequenz als Bezugsgröße 86 5.2.5 Datenreduktion 88 5.3 Herzfrequenz und Beschleunigung – Parameter zur Abbildung des Energieumsatzes 88 5.3.1 Vor- und Nachteile der Akzelerometrie 89 5.3.2 Charakteristika und Grenzen der Akzelerometrie 89 5.3.3 Übergangsphasen zwischen verschiedenen Leistungsanforderungen 90 5.4 Diskussion der Ergebnisse 92 5.4.1 Beziehung zwischen Herzfrequenz und Beschleunigung 94 5.4.1.1 Güte des Zusammenhangs von Herzfrequenz und Beschleunigung 94 5.4.1.2 Modell zur Beschreibung der Beziehung von Herzfrequenz und Beschleunigung 95 5.4.2 Die drei Dimensionen der Beschleunigung 97 5.5 Fazit 99 6 Zusammenfassung 101 7 Summary 103 8 Literaturverzeichnis 105 9 Anhang 118 10 Danksagung 130

Alexandra Flocke Untersuchung von Stoffwechselparametern und Lipoproteinen im Blutserum von einlings- und zwillingsträchtigen Merino- und Schwarzköpfigen Fleischschafen im peripartalen Zeitraum Medizinische Tierklinik, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig Eingereicht im Februar 2012 (94 Seiten, 15 Abbildungen, 8 Tabellen, 199 Literaturangaben, 12 Tabellen im Anhang) Schlüsselwörter: Lipoproteine, Schaf, Stoffwechsel, Endotoxin, Ketose Problemstellung: Der Lipoproteinstatus in der kritischen Phase der Hochträchtigkeit wurde beim Schaf bisher nur wenig untersucht. Die Fähigkeit der Lipoproteine, sowohl Lipide zu transportieren und im Körper umzuverteilen, als auch ihre Rolle in der Endotoxinneutralisation machen sie zu einem wichtigen Parameter in stoffwechselbelasteten Situationen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, den Lipoproteinstatus zweier verschiedener Leistungsrassen zu analysieren und zu prüfen, ob und inwiefern peripartal Unterschiede bei Ein- und Zwillingsträchtigkeiten bestehen. Zusätzlich werden die Endotoxine der Tiere bestimmt und mögliche Zusammenhänge mit der Stoffwechselsituation und dem Lipoproteinstatus evaluiert. Tiere, Material und Methoden: Untersucht wurden gesunde einlingsträchtige Merinofleischschafe (MFS1), zwillingsträchtige Merinofleischschafe (MFS2) sowie zwillingsträchtige Schwarzköpfige Fleischschafe (SKF2). Im Abstand von je sieben Tagen wurden den Tieren im Zeitraum von der 5. Woche a.p. bis eine Woche p.p. Blutproben aus der V. jugularis externa entnommen. Aus dem Serum wurden die Konzentrationen von β-Hydroxybutyrat (BHB), Glucose, Freie Fettsäuren (FFS), Triacylglycerol (TG), Cholesterol, Bilirubin, Gesamtprotein (alle Hitachi 912), Insulin (RIA-Kit, Firma IBL, Hamburg), α- und β-Lipoproteine (LIPIDOPHOR All In12®, - ohne prä-β-Lipoproteine), freies Endotoxin (LAL-Test) und Anti-Lipid A Antikörper (ALAAK; ELISA) bestimmt. Ergebnisse: Die α-Lipoproteinkonzentration stieg bei den MFS1 vor dem Ablammen signifikant an und erreichte eine Konzentration von = 208,0 ± 40,1 mg/dl (1. Woche a.p.). Die MFS2 wiesen vor dem Lammen einen konstanten Verlauf zwischen = 180,4 ± 31,1 mg/dl (5. Woche a.p.) und = 196,1 ± 42,1 mg/dl (3. Woche a.p.) auf. Die SKF2 zeigten in der 5. Woche a.p. mit = 206,5 ± 39,0 mg/dl eine größtenteils signifikant höhere Konzentration gegenüber den folgenden Untersuchungszeitpunkten. Bei beiden Rassen ließ sich bei den Zwillingsmuttern nach dem Lammen ein signifikanter Abfall der α-Lipoproteinkonzentration auf = 144,3 ± 46,1 mg/dl (MFS2) bzw. = 170,2 ± 48,8 mg/dl (SKF2) feststellen. Es bestand eine gesicherte Korrelation zu Cholesterol. Die β-Lipoproteinkonzentration lag in der 1. Woche p.p. bei den Zwillingsmuttern (MFS2 und SKF2) signifikant niedriger als vor dem Lammen. Die SKF2 wiesen in der 5. und 4. Woche a.p. signifikant niedrigere Konzentrationen als die MFS1 auf. Gesicherte Korrelationen bestanden zu TG, Cholesterol und ALAAK (MFS1). Für die α-Lipoproteinkonzentration wurde ein Referenzbereich von 144,3 – 208,0 mg/dl und für die β-Lipoproteinkonzentration von 13,6 – 28,0 mg/dl bei Muttertieren der beschriebenen Rassen ermittelt. Ausgenommen die Insulinkonzentration in der 1. Woche a.p. bestanden keine signifikanten Differenzen zwischen MFS1 und MFS2. Im Vergleich der Rassen zeigten sich signifikante Differenzen in der Glucosekonzentration in der 2. Woche a.p. und in der Konzentration von Bilirubin in der 3. und 1. Woche a.p.. Die BHB-Konzentration zeigte einen konstanten Verlauf und stieg bei den MFS1 bis auf = 0,96 ± 0,36 mmol/l eine Woche p.p., bei den MFS2 auf = 0,73 ± 0,35 mmol/l und bei den SKF2 auf = 0,63 ± 0,14 mmol/l eine Woche a.p. signifikant an. Gesicherte Korrelationen bestanden zu FFS (MFS2) und Insulin (MFS2; SKF2). Die Glucosekonzentration zeigte sich bei den Zwillingsmuttern nach zunächst abfallenden Konzentrationen in der Hochträchtigkeit eine Woche p.p. signifikant höher ( = 3,63 ± 0,59 mmol/l; MFS2 und = 3,28 ± 0,42 mmol/l; SKF2) als vor dem Lammen. Gesicherte Korrelationen ließen sich zu FFS (MFS1; MFS2), BHB (MFS2) und dem Zeitpunkt der Untersuchung (MFS2; SKF2) feststellen. Die FFS-Konzentration stieg bei den SKF2 zur 1. Woche a.p. auf = 265 ± 131 μmol/l an, fiel eine Woche p.p. signifikant auf = 128 ± 95 μmol/l ab und korrelierte gesichert mit TG. Die TG-Konzentration fiel von der 1. Woche a.p. bis zur 1. Woche p.p. signifikant auf = 0,19 mmol/l (MFS1; SKF2) bzw. = 0,18 ± 0,05 mmol/l (MFS2) ab und korrelierte mit Gesamtprotein (MFS1), Cholesterol (MFS1; MFS2), β-Lipoproteinen (MFS1; MFS2) und freiem Endotoxin (MFS1). Die Cholesterolkonzentration fiel eine Woche p.p. bei den Zwillingsmuttern signifikant ab, bei den MFS1 war der Verlauf konstant. Die Bilirubinkonzentration stieg eine Woche p.p. signifikant an (MFS1; MFS2) und korrelierte mit der Konzentration von freiem Endotoxin. Das Gesamtprotein sank zum Zeitpunkt des Ablammens hin signifikant ab, erreichte jedoch eine Woche p.p. wieder seine Ausgangskonzentration. Eine gesicherte Korrelation konnte mit ALAAK festgestellt werden (MFS2; SKF2). Freies Endotoxin konnte zu jedem Zeitpunkt der Untersuchungsreihe nachgewiesen werden. Dabei lagen die festgestellten Konzentrationen bei x̃ = 0,06 – 1,30 EU/ml. Eine gesicherte Korrelation fand sich mit der Konzentration der ALAAK (MFS2). ALAAK konnten ebenfalls zu jedem Zeitpunkt in Konzentrationen von x̃ = 22,2 - 56,8 (OD-Wert) nachgewiesen werden. Fazit: Die Lipoproteinkonzentrationen in den einzelnen Gruppen zeigten sich a.p. zunächst regulativ den erhöhten peripartalen Belastungen des Lipidstoffwechsels angepasst, p.p. demonstrierte auch die Abnahme der Lipoproteinkonzentrationen das Ende der lipolytischen Aktivität bei den Schafen. Die vorliegenden Ergebnisse der Stoffwechselparameter lassen auf eine stärkere Belastung der Zwillingsmuttern schließen, welche auch die Lipoproteine mit einbezieht. Freies Endotoxin konnte auch bei gesunden Schafen zwar zu jedem Zeitpunkt nachgewiesen, eine gesicherte Korrelation mit der Lipoproteinkonzentration jedoch nicht festgestellt werden.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 4 2.1 Physiologische Gravidität des Schafes 4 2.2 Stoffwechsel von Mutterschafen in der Hochträchtigkeit 5 2.3 Stoffwechselparameter 6 2.3.1 β-Hydroxybutyrat 6 2.3.2 Glucose 7 2.3.3 Insulin 10 2.3.4 Freie Fettsäuren 12 2.3.5 Triacylglycerol 13 2.3.6 Cholesterol 14 2.3.7 Bilirubin 15 2.3.8 Gesamtprotein 17 2.4 Lipoproteine 18 2.4.1 Definition von Lipoproteinen 18 2.4.2 Stoffwechsel der Lipoproteine 21 2.4.2.1 Chylomikronen 21 2.4.2.2 Very-Low-Density-Lipoproteins 22 2.4.2.3 Low-Density-Lipoproteins 23 2.4.2.4 High-Density-Lipoproteins 24 2.4.3 Besonderheiten der Lipoproteine beim Schaf 24 2.5 Endotoxin 27 2.5.1 Definition von Endotoxin 27 2.5.2 Aufbau von Endotoxin 27 2.5.3 Herkunft und Wirkung des Endotoxins 28 2.5.4 Inaktivierung und Elimination des Endotoxins 29 2.5.5 Beziehung zwischen Endotoxin und Fettstoffwechsel 30 3 Tiere, Material und Methoden 32 3.1 Versuchsgut 32 3.2 Versuchsanordnung 33 3.3 Material 34 3.4 Methodik 34 3.4.1 Gesundheitszustand der Versuchsgruppen 34 3.4.2 Bestimmungsmethoden klinisch-chemischer Parameter 34 3.4.3 Bestimmung der Lipoproteine 35 3.4.4 Bestimmung von freiem Endotoxin 37 3.4.5 Bestimmung von Anti-Lipid A Antikörpern 38 3.5 Statistische Auswertung 39 4 Ergebnisse 41 4.1 Tierbestand 41 4.2 Stoffwechselparameter 41 4.2.1 β-Hydroxybutyrat 41 4.2.2 Glucose 44 4.2.3 Insulin 46 4.2.4 Freie Fettsäuren 48 4.2.5 Triacylglycerol 50 4.2.6 Cholesterol 52 4.2.7 Bilirubin 54 4.2.8 Gesamtprotein 56 4.3 Lipoproteine 58 4.3.1 α-Lipoproteine 58 4.3.2 ß-Lipoproteine 60 4.4 Endotoxin 62 4.5 Anti-Lipid A Antikörper 64 5 Diskussion 66 5.1 Versuchsprinzip 66 5.2 Tiere und Versuchsbedingungen 66 5.3 Methodenkritik 67 5.4 Stoffwechselparameter 68 5.4.1 β-Hydroxybutyrat 68 5.4.2 Glucose 71 5.4.3 Insulin 72 5.4.4 Freie Fettsäuren 74 5.4.5 Triacylglycerol 76 5.4.6 Cholesterol 78 5.4.7 Bilirubin 79 5.4.8 Gesamtprotein 81 5.5 Lipoproteine 83 5.5.1 α-Lipoproteine 83 5.5.2 β-Lipoproteine 86 5.6 Endotoxin 87 5.7 Anti-Lipid A Antikörper 89 6 Zusammenfassung 91 7 Summary 93 8 Literaturverzeichnis 95 9 Anhang 116 9.1 Stoffwechselparameter 116 9.1.1 β-Hydroxybutyrat 116 9.1.2 Glucose 117 9.1.3 Insulin 118 9.1.4 Freie Fettsäuren 119 9.1.5 Triacylglycerol 120 9.1.6 Cholesterol 121 9.1.7 Bilirubin 122 9.1.8 Gesamtprotein 123 9.2 Lipoproteine 124 9.2.1 α-Lipoproteine 124 9.2.2 β-Lipoproteine 125 9.3 Endotoxin 126 9.4 Anti-Lipid A Antikörper 127 / Alexandra Flocke Evaluation of metabolic parameters and lipoproteins in the serum of merino and blackhead sheep for meat production with one or two lambs in the peripartal period Large Animal Clinic for Internal Medicine, Faculty of Veterinary Medicine, University of Leipzig Submitted in February 2012 (94 pages, 15 figures, 8 tables, 199 references, 12 tablets in the appendix) Keywords: lipoproteins, sheep, metabolism, endotoxin, ketosis Objective: The lipoprotein status in the critical phase of the peripartal period of sheep has been few reviewed. The ability of lipoproteins to transport and redistribute lipids in the organism and their capacity for endotoxinneutralisation makes them a considerable parameter in metabolic bonded situations. The objective of this research is to show the lipoprotein status of two competitive breeds and to proof if and to what extend differences between ewes with one and two lambs exist. Additionally, the endotoxic situation is assigned and possible correlations with the metabolic system and the lipoprotein status are evaluated. Animals, materials and methods: The research contains healthy merino sheep with one lamb (MFS1), merino sheep with two lambs (MFS2) and blackhead sheep with two lambs (SKF2). At intervals of seven days, blood samples out of the V. jugularis externa were taken from the animals in a period from the 5th week a.p. to one week p.p.. Concentrations in the serum of the following parameters were defined: β-hydroxybutyrat (BHB), glucose, free fatty acids (FFS), triacylglycerol (TG), cholesterol, bilirubin, total protein (all Hitachi 912), insulin (RIA-kit, IBL, Hamburg), α- and β-lipoprotein (LIPIDOPHOR All In12® - without pre-β-lipoprotein), free endotoxin (LAL-test) and anti-lipid A antibodies (ALAAK). Results: The concentration of α-lipoproteins of the MFS1 increased significantly before parturition and finally reached 208,0 ± 40,1 mg/dl (1st Week a.p.). The group of MFS2 showed a constant deviation between = 180,4 ± 31,1 mg/dl (5th Week a.p.) and = 196,1 ± 42,1 mg/dl (3rd week a.p.) before parturition. The SKF2 evidenced with a concentration of = 206,5 ± 39,0 mg/dl in the 5th week a.p. a predominantly significant higher result as during following points in time. Both groups carrying twins showed a significant decrease of the α-lipoprotein concentration down to = 144,3 ± 46,1 mg/dl (MFS2) or = 170,2 ± 48,8 mg/dl (SKF2) after parturition. There were statistically reliable correlations between the α-lipoprotein concentration and cholesterol. The β-lipoprotein concentration from both twin pregnant groups had been significantly lower one week after parturition than before parturition. The results of the SKF2 in week 5 and 4 a.p. were significantly lower than those of the MFS1. Reliable correlations could be determined with TG, cholesterol and ALAAK (MFS1). An α-lipoprotein reference range for ewes of the introduced breeds could be determined from 144,3 - 208,0 mg/dl and for β-lipoproteins from 13,6 - 28,0 mg/dl. There were no significant differences between MFS1 and MFS2 except the concentration of insulin in the 1st week a.p.. In the comparison of the different breeds, significant differences in the concentration of glucose (2nd week a.p.) and bilirubin (3rd week a.p. and 1st week a.p.) could be shown. The concentration of BHB showed a constant deviation and increased significantly to = 0,96 ± 0,36 mmol/l (MFS1; 1st week p.p.), = 0,73 ± 0,35 mmol/l (MFS2, 1st week a.p.) or = 0,63 ± 0,14 mmol/l (SKF2, 1st week a.p.), respectively. Reliable correlations existed with FFS (MFS2) and insulin (MFS2; SKF2). The concentration of glucose of the twin pregnant ewes decreased initially before parturition and increased significantly again in the 1st week p.p. ( = 3,63 ± 0,59 mmol/l; MFS2 and = 3,28 ± 0,42 mmol/l; SKF2). Reliable correlations had been determined with FFS (MFS1; MFS2), BHB (MFS2) and the time of sampling (MFS2; SKF2). Concentrations of FFS increased in the group of SKF2 to = 265 ± 131 μmol/l in the 1st week a.p., decreased again significantly to = 128 ± 95 μmol/l one week p.p. and showed a correlation with TG. The TG concentration decreased significantly from one week a.p. to one week p.p. down to = 0,19 mmol/l (MFS1; SKF2) and = 0,18 ± 0,05 mmol/l (MFS2), respectively. A reliable correlation existed between TG and total protein (MFS1), cholesterol (MFS1; MFS2), β-lipoproteins (MFS1; MFS2) and free endotoxin (MFS1). Both twin pregnant groups had a significant decrease in the cholesterol concentration one week after parturition, in contrast the group of MFS1 showed a constant deviation. The concentration of bilirubin increased significantly one week p.p. (MFS1; MFS2) and showed a reliable correlation with the concentration of free endotoxin. Total protein decreased significantly towards parturition, but reached its initial concentration again one week p.p.. A statistically reliable correlation could be determined with ALAAK (MFS2; SKF2). Free endotoxin could be detected at any point of the exploration. The observed concentrations ranged from x̃ = 0,06 – 1,30 EU/ml. A reliable correlation could be shown with the concentration of ALAAK (MFS2). ALAAK was detected as well in concentrations from x̃ = 22,2 - 56,8 (OD-value) in any taken sample. Conclusion: The lipoprotein concentrations in each group appeared a.p. initially adapted to the peripartal bonds of the increased lipid metabolism. After parturition, the decrease in lipoprotein concentrations, too, demonstrated the end of the lipolytic activity of the ewes. The results of the metabolic parameters lead to the conclusion of a stronger liability of the ewes with twins. This is also valid for the lipoproteins. Free endotoxin could be detected in healthy sheep at any time, but a reliable correlation with the concentration of lipoproteins was not visible.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 4 2.1 Physiologische Gravidität des Schafes 4 2.2 Stoffwechsel von Mutterschafen in der Hochträchtigkeit 5 2.3 Stoffwechselparameter 6 2.3.1 β-Hydroxybutyrat 6 2.3.2 Glucose 7 2.3.3 Insulin 10 2.3.4 Freie Fettsäuren 12 2.3.5 Triacylglycerol 13 2.3.6 Cholesterol 14 2.3.7 Bilirubin 15 2.3.8 Gesamtprotein 17 2.4 Lipoproteine 18 2.4.1 Definition von Lipoproteinen 18 2.4.2 Stoffwechsel der Lipoproteine 21 2.4.2.1 Chylomikronen 21 2.4.2.2 Very-Low-Density-Lipoproteins 22 2.4.2.3 Low-Density-Lipoproteins 23 2.4.2.4 High-Density-Lipoproteins 24 2.4.3 Besonderheiten der Lipoproteine beim Schaf 24 2.5 Endotoxin 27 2.5.1 Definition von Endotoxin 27 2.5.2 Aufbau von Endotoxin 27 2.5.3 Herkunft und Wirkung des Endotoxins 28 2.5.4 Inaktivierung und Elimination des Endotoxins 29 2.5.5 Beziehung zwischen Endotoxin und Fettstoffwechsel 30 3 Tiere, Material und Methoden 32 3.1 Versuchsgut 32 3.2 Versuchsanordnung 33 3.3 Material 34 3.4 Methodik 34 3.4.1 Gesundheitszustand der Versuchsgruppen 34 3.4.2 Bestimmungsmethoden klinisch-chemischer Parameter 34 3.4.3 Bestimmung der Lipoproteine 35 3.4.4 Bestimmung von freiem Endotoxin 37 3.4.5 Bestimmung von Anti-Lipid A Antikörpern 38 3.5 Statistische Auswertung 39 4 Ergebnisse 41 4.1 Tierbestand 41 4.2 Stoffwechselparameter 41 4.2.1 β-Hydroxybutyrat 41 4.2.2 Glucose 44 4.2.3 Insulin 46 4.2.4 Freie Fettsäuren 48 4.2.5 Triacylglycerol 50 4.2.6 Cholesterol 52 4.2.7 Bilirubin 54 4.2.8 Gesamtprotein 56 4.3 Lipoproteine 58 4.3.1 α-Lipoproteine 58 4.3.2 ß-Lipoproteine 60 4.4 Endotoxin 62 4.5 Anti-Lipid A Antikörper 64 5 Diskussion 66 5.1 Versuchsprinzip 66 5.2 Tiere und Versuchsbedingungen 66 5.3 Methodenkritik 67 5.4 Stoffwechselparameter 68 5.4.1 β-Hydroxybutyrat 68 5.4.2 Glucose 71 5.4.3 Insulin 72 5.4.4 Freie Fettsäuren 74 5.4.5 Triacylglycerol 76 5.4.6 Cholesterol 78 5.4.7 Bilirubin 79 5.4.8 Gesamtprotein 81 5.5 Lipoproteine 83 5.5.1 α-Lipoproteine 83 5.5.2 β-Lipoproteine 86 5.6 Endotoxin 87 5.7 Anti-Lipid A Antikörper 89 6 Zusammenfassung 91 7 Summary 93 8 Literaturverzeichnis 95 9 Anhang 116 9.1 Stoffwechselparameter 116 9.1.1 β-Hydroxybutyrat 116 9.1.2 Glucose 117 9.1.3 Insulin 118 9.1.4 Freie Fettsäuren 119 9.1.5 Triacylglycerol 120 9.1.6 Cholesterol 121 9.1.7 Bilirubin 122 9.1.8 Gesamtprotein 123 9.2 Lipoproteine 124 9.2.1 α-Lipoproteine 124 9.2.2 β-Lipoproteine 125 9.3 Endotoxin 126 9.4 Anti-Lipid A Antikörper 127

Ziel der Dissertation war die Überprüfung der klinischen Wirksamkeit von Natriumsalicylat bei respiratorischen Erkrankungen von Mastputen unter Feldbedingungen. Bisher existieren keine konkreten Richtlinien bzw. Modelle zum Versuchsaufbau beim Geflügel, und explizit bei der Pute, zur Durchführung einer derartigen Studie. Daher stellten sowohl die Konzeption als auch die Implementierung eines Studiendesigns zur Untersuchung der Wirksamkeit eines Antiphlogistikums bei der Mastpute unter Feldbedingungen eine zusätzliche elementare Zielsetzung dieser Promotion dar. Die in dieser Dissertationsschrift entwickelten Feldstudien orientieren sich an den Leitlinien der good clinical practice sowie der guideline for the conduct of efficacy studies for non-steroidal anti-inflammatory drugs und entsprechen der Wertigkeitsklasse Ia der evidenzbasierten Veterinärmedizin. Jede der drei Feldstudien wurde als kontrollierte, randomisierte und verblindete Parallelgruppenstudie in verschiedenen Regionen Deutschlands durchgeführt und gliederte sich in eine viertägige experimentelle Phase (EP) und eine siebentägige postexperimentelle Phase (PoP). Die zunächst definierten Arbeitshypothesen bekamen entsprechende Beurteilungskriterien zugewiesen. Unter deren Nutzung erfolgte die spätere Evaluierung, inwieweit die entzündungshemmende Wirkung von Natriumsalicylat imstande war, den Heilungsprozess der respiratorischen Grunderkrankung zu beschleunigen und eine verbesserte restitutio ad integrum hervorzurufen.