Bei Anwendung reversibler Betäubungsmethoden erfolgt die Tötung von Schlachttieren durch Blutentzug. Findet dieser nicht oder nicht in ausreichendem Maße statt, besteht die Gefahr, dass die Tiere ihre Wahrnehmungs- und Empfindungsfähigkeit wiedererlangen, bevor sie weiteren Verarbeitungsschritten zugeführt werden. Dies ist aus Tierschutzsicht keinesfalls hinnehmbar und steht im Widerspruch sowohl zum Tierschutzschlachtrecht, als auch zu Verbrauchererwartungen im Hinblick auf einen tierschutzgerechten Schlachtablauf. Es ist deshalb dringend erforderlich den Todeseintritt jedes Einzeltieres zu verifizieren. Dies kann durch direkte Kontrolle der Schlachttiere (klinische Untersuchung, Prüfung der Hirnstammreflexe) nach Eintritt des Todes erfolgen oder bereits frühzeitiger, über eine Erfassung von Parametern, die eine Aussage über die Wahrscheinlichkeit des kurz bevorstehenden Todeseintritts erlauben (TROEGER 2011). Hierfür eignet sich insbesondere die Stichblutmenge, bzw. die Blutflussrate, da ab einer bestimmten Blutmenge pro Zeiteinheit vom kurz bevorstehenden Tod des Tieres ausgegangen werden kann (TROEGER 2010). Zielsetzung dieser Arbeit war zum einen, ein geeignetes Messsystem zur Erfassung des Entbluteverlaufs zu finden und dieses in das Stechkarussell zu integrieren, zum anderen sollte der Zusammenhang zwischen Stichblutmengenanstieg und Todeseintritt der Tiere untersucht werden. In einem ersten Schritt wurden vier verschiedene Messsysteme zur Erfassung des Entbluteverlaufs unter Zuhilfenahme eines Prototyps geprüft: Stichblutwaage (Fa. Bizerba), Füllstandsmesssonde (Fa. Sick), Infrarotkamera „thermoIMAGER TIM“ (Fa. Micro-Epsilon) und Infrarotsensoren „thermoMETER CSmicro“ (Fa. Micro-Epsilon). Als Messparameter und Maß für die Qualität der Entblutung bzw. des Entblutestichs, wurde die Steigung des Blutanstiegs im Blutauffangbehälter verwendet. Das Messsystem „Infrarotsensoren“ erwies sich als am besten geeignetes System und wurde nachfolgend in die Stechkarussellanlage des Partnerschlachthofes integriert und der Messvorgang automatisiert. Um den Zusammenhang zwischen Stichblutmengenanstieg und Todeseintritt der Schweine auf der Nachentblutestrecke zu untersuchen, wurde der Entbluteverlauf in den ersten Sekunden nach dem Stich sowohl mit dem Prototyp (Messsystem Waage) als auch mit dem integrierten IR-Sensor-Messsystem bei einer Stichprobe von 1034 (Prototyp) bzw. 1500 (integriertes System) Schweinen erfasst und anschließend der Eintritt des Hirntodes der Tiere klinisch überprüft (u.a. Untersuchung der Hirnstammreflexe). Im Rahmen eines Vorversuchs wurde eine Status quo-Erhebung von Stichblutmenge- und anstieg durchgeführt und die ersten fünf Sekunden nach dem Entblutestich als geeigneter Messzeitraum festgelegt. Es konnte gezeigt werden, dass der Anstieg der Entblutekurve in diesem Zeitraum annähernd linear verläuft, unabhängig von Lebendgewicht und Geschlecht der Tiere ist, und zudem eine gewisse Voraussage über den weiteren Verlauf der Entblutung bzw. die am Ende der Entblutung absolut entzogene Blutmenge zulässt. In der Hauptuntersuchung waren bei keinem Tier deutliche Anzeichen für Empfindungs- und Wahrnehmungsvermögen (gerichtete Augenbewegungen, Vokalisation) vorhanden. 3,6 Prozent (Prototyp-Untersuchung) bzw. 3,7 Prozent (integriertes IR-Sensor-Messsystem) der Tiere zeigten jedoch bei der Verifizierung des Todeseintritts noch bzw. wieder Reaktionen, die zumindest auf eine gewisse (Rest-)Hirnfunktion hindeuteten. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen Steigung der Entblutekurve und nachfolgendem Todeseintritt der Tiere konnte weder in der Untersuchung mit dem Prototyp, noch in der Untersuchung mit dem integrierten IR-Sensor-Messsystem dargestellt werden. Die Ursache dafür wird in einer Beeinflussung der Ergebnisse durch tierindividuell unterschiedliche Betäubungstiefen vermutet (irreversibel betäubte Tiere, deren Entblutekurven eine geringe Steigung aufwiesen, die aber trotzdem keine Reaktionen auf der Nachentblutestrecke zeigten). Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein vollständig automatisiertes, mit herkömmlichen Stechkarussellanlagen kompatibles, Entblutekontrollsystem auf Grundlage der Infrarotsensor-Technik entwickelt. Durch die Fokussierung auf die ersten fünf Sekunden nach Setzen des Entblutestichs, ist das Ergebnis bereits verfügbar, wenn sich die Tiere noch in der Reichweite des Stechpersonals befinden, wodurch eine sofortige Nachbearbeitung betroffener Schweine, ohne zusätzlichen Personaleinsatz, ermöglicht wird. Weiterhin erlaubt das berührungslos arbeitende System eine Einzeltierkontrolle, inklusive automatischer Dokumentation der Entblutedaten, bei der sowohl unzureichend als auch versehentlich überhaupt nicht entblutete Schweine erkannt werden. Die Entwicklung des automatisierten Entblutekontrollsystems trägt dazu bei, den Tierschutz bei der Schweineschlachtung zu verbessern und gesetzliche Vorgaben sowie Verbrauchererwartungen im Hinblick auf tierschutzgerechte Fleischgewinnung als Teil der Lebensmittelqualität zu erfüllen.

Mikrochips zur Tierkennzeichnung bestehen aus verschiedenen metallischen Materialien. Diese treten in der Magnetresonanztomographie in Wechselwirkung mit den elektromagnetischen Feldern. So verursachen die ferromagnetischen Materialen der Mikrochips gravierende fokale Bildstörungen. Diese Suszeptibilitätsartefakte können die Beurteilbarkeit der Halsregion erheblich einschränken. Ziel der Studie war, den Einfluss des Sequenztyps auf die Größe des Artefakts zu untersuchen und herauszufinden, welche Möglichkeiten zur Artefaktreduktion bei Veränderung bestimmter Sequenzparameter bestehen. Zusätzlich sollte geklärt werden, wie groß der Abstand zwischen Spinalkanal und Mikrochip mindestens sein muss, um spinale Strukturen beurteilen zu können. In das Untersuchungsgut der Studie gingen die Kadaver von 26 Katzen und 2 Hunden ein. An einem 0,5-Tesla-MRT wurde für verschiedene Sequenztypen (SE-Sequenzen, TSE-Sequenzen, GRE-Sequenzen) und Kombinationen modifizierter Sequenzparameter (Echozeit (TE), Voxelgröße, Ausleserichtung) das Ausmaß der Artefakte ermittelt. Berechnet wurde der Flächeninhalt des Artefakts (cm2). Dieser wurde dann als prozentualer Anteil zur Fläche des Halsquerschnitts angegeben. Diese Berechnung erfolgte für alle untersuchten Einstellungen an transversalen Aufnahmen. Eine ergänzende computertomografische Untersuchung dienste dazu, die Distanz zwischen Spinalkanalund Mikrochip zu messen. Die Untersuchungen der Studie haben gezeigt, dass TSE-Sequenzen wegen ihrer geringeren Artefaktanfälligkeit den SE- und GRE-Sequenzen vorgezogen werden sollten. Besonders kleine Artefakte konnten bei einer T1-TSE-Sequenz mit kleiner TE (10 ms) und kleiner Voxelgröße (große Akquisitionsmatrix von 256 x 256 Pixel, kleines Field of View (FOV) von 160 mm, geringe Schichtdicke (ST) von 2 mm) erreicht werden. Durch Anpassung der Kodierrichtung war es möglich, die Form und Richtung des Artefaktes zu beeinflussen. Lag das Zentrum des Mikrochips näher als 19 mm von der Mitte des Wirbelkanals entfernt, ließen sich auch mit dieser optimierten Sequenz die spinalen Strukturen auf Höhe des Mikrochips nicht beurteilen. Die Größe und Form der Suszeptibilitätsartefakte konnten durch die Wahl des Sequenztyps und Modifikation von Sequenzparametern verändert werden. Dies ist besonders bei kleinen Tieren von Bedeutung. Bei diesen kann es aufgrund der geringen Distanz zwischen Mikrochip und Wirbelsäule zur Beeinträchtigung der MR-Bildauswertung kommen. Eine T1-gewichtete TSE-Sequenz mit kleiner Echozeit (10 ms) und kleiner Voxelgröße (Akquisitionsmatrix 256 x 256 Pixel, FOV 160 mm, ST 2 mm) bietet bei 0,5 Tesla das größte Potenzial zur Artefaktreduktion.

Das Pankreaskarzinom bleibt trotz verbesserter Diagnose- und Therapiemöglichkeiten weiterhin eine Krankheit mit einer sehr schlechten Prognose und Lebenserwartung nach Diagnosestellung. Eine innovative Therapiemöglichkeit stellt eine Gruppe von Histondeacetylase-Inhibitoren dar, die einen direkten Einfluss auf die Regulation der Genexpression in Tumorzellen haben. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, die Wirkung des HDAC-Inhibitors 4-Phenylbutyrat auf Pankreaskarzinomzellen in-vitro und vor allem in-vivo zu untersuchen. Neben dem Einfluss auf die Zellproliferation in-vitro und in-vivo wurde in-vivo im subkutanen und orthotopen Tumormodell der Einfluss auf Tumorwachstum, Zellproliferation, Nekroseausbreitung, Regulation des Connexin 43 und Histonacetylierung im Tumorgewebe untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass 4-PB durch seinen hemmenden Effekt auf das Wachstum von Xenografttumoren und auf die Proliferation von Pankreastumorzellen sowie durch seine fördernde Wirkung auf die Expression von Connexin 43, Acetylierung von H4 und Bildung eine Pseudokapsel, ein potentiell wirksames Medikament bei der experimentellen Behandlung des Pankreaskarzinoms ist.

Einleitung Die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) zählt europaweit zu den bedeutendsten Zecken-übertragenen Krankheiten und ist verantwortlich für mehrere tausend Tote jedes Jahr. Hauptüberträger in Zentraleuropa ist Ixodes ricinus, der Gemeine Holzbock. In Deutschland konzentrieren sich die humanen Fälle vorrangig auf Süddeutschland mit anteilig 83,8% der Fälle, wobei anhand einer Falldefinition, die sich auf humane Meldedaten stützt, Risikogebiete definiert werden. Dabei wird ein Landkreis dann als Risikogebiet gewertet, wenn in einem Fünf-Jahresintervall die Inzidenz von einem Fall pro 100.000 Einwohnern pro Jahr überschritten wird. In Sachsen erscheint diese Risikoabschätzung erschwert, da hier nur wenige sporadische Fälle gemeldet werden. Jedoch wurde im April 2014 der Vogtlandkreis als erstes sächsisches Risikogebiet ernannt. Ziele der Untersuchungen Eine Risikobewertung, die sich alleine auf humane gemeldete Erkrankungsfälle stützt, erscheint überholt, weshalb schon in der Vergangenheit nach einem optimalen Sentineltier für Seroprävalenzstudien gesucht wurde. Im Rahmen dieser Dissertation wurden zwei Veröffentlichungen angefertigt, in denen mithilfe von Seroprävalenzstudien bei Wildtieren und bei Hunden das Risiko für eine Infektion mit der FSME in Sachsen bewertet werden sollte. Materialien und Methoden In der ersten Veröffentlichung wurden 1.886 Wildtierseren, vorrangig von Wildschweinen, auf das Vorhandensein von Antikörpern gegen das FSMEV untersucht. Die zweite Veröffentlichung befasste sich mit 331 Seren von Hunden, die Sachsen in den letzten fünf Jahren nicht verlassen hatten. Für die Untersuchung wurde zunächst ein ELISA (Enzyme-linked-immunosorbent Assay) und zur Bestätigung der positiven Proben ein SNT (Serumneutralisationstest) durchgeführt. Ergebnisse Bei den Wildtierseren wurde eine Gesamtprävalenz von 10,5% ermittelt. Im aktuell ernannten Risikogebiet Vogtlandkreis wurden 20% seropositive Tiere gefunden, im Kreis Meißen sogar 23% flächendeckend nachgewiesen. Sieben der untersuchten Hundeseren waren positiv, wobei vier Tiere hiervon Hunde von Förstern waren. Die positiven Proben kamen aus den Landkreisen Mittelsachsen (1), Erzgebirgskreis(1), Leipziger Land (2) und Sächsische-Schweiz-Osterzgebirge (3). Schlussfolgerungen In ganz Sachsen konnten Antikörper gegen das FSMEV gefunden werden was auf ein flächendeckendes Vorkommen des Virus in Sachsen hinweist. Die Eignung von Wildtieren und Hunden als Sentinels wurde bestätigt. Die jeweiligen Vor- und Nachteile werden dargestellt. Eine stichprobenhafte Untersuchung auf FSME im Rahmen von Screeningprogrammen könnte auch zukünftig zur besseren Lokalisation von FSMEV-Naturherden in Sachsen beitragen. Weiterhin ungeklärt bleibt die Diskrepanz zwischen der hohen ermittelten Seroprävalenz bei den Wildtieren und den wenigen humanen gemeldeten Fällen. Auch die Hundestudie konnte hierzu keine weiteren Informationen liefern. Eine Impfung ist vor allem für Menschen sinnvoll, die sich im Vogtlandkreis aufhalten.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Klassifikation, Taxonomie und geschichtlicher Hintergrund 2 2.2 Aufbau des FSMEV 4 2.3 Epidemiologie 5 2.4 Übertragungswege 8 2.4.1 Zeckenstich 8 2.4.2 Alimentärer Infektionsweg 10 2.5 Rolle verschiedener Spezies als Wirte der FSME 11 2.6 Pathogenese 13 2.7 Klinik beim Menschen 14 2.8 Klinik bei Tieren 15 2.8.1 Wild 15 2.8.2 Hund 15 2.8.3 Weitere Tierarten 17 Pferd 17 Mufflon 17 Affe 17 Ziege 17 2.9 Diagnose 18 2.10 Prävalenzstudien 20 2.10.1 Wild 20 2.10.2 Hund 21 2.10.3 Weitere Tierarten 22 Pferd 22 Mäuse 22 Zecken 22 Füchse 23 Ziegen 24 Schafe 24 Rinder 24 Vögel 25 2.11 Vorbeugung und Kontrolle 26 2.11.1 Impfung beim Menschen 26 2.11.2 Impfung bei Tieren 27 2.12 Sachsen 29 3 Veröffentlichung 1 30 4 Veröffentlichung 2 42 5 Gemeinsame Diskussion und Schlussfolgerung 55 6 Zusammenfassung 59 7 Summary 61 8 Referenzen 63 Literaturverzeichnis 63 Abbildungsverzeichnis 71 Tabellenverzeichnis 71 9 Danksagung 72

Schlachtrinder werden in Deutschland gegenwärtig fast ausnahmslos mittels Bolzenschuss betäubt. Gründe dafür sind neben der guten Handhabbarkeit und Zuverlässigkeit der Geräte die hohe Betäubungssicherheit bei richtig gewähltem Ansatz des Gerätes am Kopf des Tieres. Dessen ungeachtet kommt es, durch menschliche als auch technische Fehler bedingt, immer wieder vor, dass Rinder nach dem ersten Schuss nicht oder nur unzureichend betäubt sind. Laut einschlägiger Literatur sind teilweise bis zu 32 % der Rinder von einer suboptimalen Betäubung betroffen, sowie bis zu 7 % von einer völlig fehlenden Betäubungswirkung nach dem ersten Schuss. Aus Sicht des Tier- als auch des Arbeitsschutzes ist es notwendig alle Tiere genauestens auf Anzeichen zu beobachten, die auf eine mangelhafte Betäubung oder auf ein Wiedererlangen der Wahrnehmungs- und Empfindungsfähigkeit hindeuten und diese Tiere gegebenenfalls nachzubetäuben. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu prüfen, ob eine Automatisierung der Betäubungsüberwachung mithilfe eines Wiegesystems möglich ist. Hierzu wurden Wiegezellen unter einer Betäubungsfalle installiert, um den Verlauf des Niederstürzens der Tiere nach erfolgter Betäubung aufzuzeichnen. Durch das zunächst ruckartige Anziehen der Gliedmaßen und das darauf folgende Zusammenbrechen der Tiere entsteht ein charakteristischer Gewichtskurvenverlauf, welcher mit der Betäubungsqualität korreliert wurde. Hierfür wurden umfangreiche Daten zur Betäubungseffektivität an 10.154 Jungbullen an einem kommerziellen Schlachtbetrieb erhoben und im Zusammenhang mit den aufgezeichneten Wiegeprotokollen ausgewertet. Herangezogen wurden zur Beurteilung des Betäubungserfolges sowohl bewährte Parameter (u. a. sofortiges Niederstürzen, negativer Corneal- bzw. Palpebralreflex und Verlust der regelmäßigen Atmung) als auch weniger übliche oder umstrittene Befunde, deren Aussagekraft geprüft werden sollte (u. a. Pupillenform, Zungen-, Ohr- und Schwanztonus, Restatemzüge und Reaktion auf Entblutestich). Anhand der insgesamt 21 erhobenen Befundparameter wurden die Tiere zum Zwecke der Auswertung in ein Schema eingeteilt. Demnach war die Betäubungswirkung nach dem ersten Schuss bei 0,3 % der Jungbullen fehlend, bei 1,8 % mangelhaft, bei 4,1 % fraglich und bei 7,4 % tadellos. 82,2 % der Tiere waren ausreichend betäubt, zeigten jedoch mindestens einen der zu prüfenden Befunde. Nachbetäubt wurden insgesamt 4,6 % der Rinder. Die zu prüfenden Parameter „keine runde, dilatierte Pupille“, „Pupille schlitzförmig“, „Ohrtonus“ und „deutliche Reaktion auf Entblutestich“ traten signifikant häufiger bei Tieren mit unzureichender Betäubungstiefe auf, während bei „Zungentonus“, „Schwanztonus“, „Restatemzügen“ und „deutlicher Erregung vor dem Schuss“ keine Korrelation erkennbar war. Die Ergebnisse zeigten auch, dass v. a. die Parameter „Schwanztonus“ und „aktives Hochziehen“ von verschiedenen Personen sehr subjektiv wahrgenommen wurden. Besondere Beachtung wurde dem Parameter „wiederkehrende regelmäßige Atmung“ geschenkt, da er erst zu einem relativ späten Zeitpunkt nach der Bolzenschussbetäubung auftritt. Eine solche wiederkehrende Atmung ca. 60 s nach der Betäubung trat bei 19 % der als unzureichend betäubt eingestuften Jungbullen sowie bei insgesamt 1,2 % aller untersuchten Tiere auf. 38 % dieser Tiere wies vorher bereits eine Bulbusrotation auf, sowie 22 % Nystagmus, während lediglich 4 % bzw. 2 % der Tiere ohne wiederkehrende Atmung diese Befunde zeigten. Zwischen der Länge des „stun-to-stick-Intervalls“ und dem Befund „wiederkehrende regelmäßige Atmung“ wurde kein verlässlicher Zusammenhang hergestellt. Nach den Ergebnissen dieser Untersuchung sind die Parameter „Zungentonus“, „Schwanztonus“, „Restatemzüge“, „deutliche Erregung vor dem Schuss“ und „aktives Hochziehen“ folglich wenig oder gar nicht aussagekräftig in Bezug auf die Betäubungsqualität. Im Gegensatz dazu sollte bei Bulbusrotation, Nystagmus und erhaltenem Ohrtonus eine sehr gewissenhafte weitere Beobachtung des Tieres bzw. eine „Sicherheits-Nachbetäubung“ erfolgen, um einem Wiederkehren der Wahrnehmungs- und Empfindungsfähigkeit des Rindes zuvorzukommen. Darüber hinaus scheint eine präzise Betäubung und sorgfältige Beobachtung der Tiere bis zum Ende der „Schwall-Entblutung“ zudem zielführender im Hinblick auf den Tierschutz als eine rigide Einhaltung des vorgeschriebenen „stun-to-stick-Intervalls“ von 60 s. Anhand der aufgezeichneten Wiegeprotokolle konnten 94 % der Tiere mit fehlender Betäubungswirkung bei einer Spezifität von 98 % korrekt als solche erkannt werden. Für Tiere mit mangelhafter Betäubungswirkung betrug die Sensitivität lediglich 49 %, bei einer Spezifität von 78 %. Nach den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit ist das entwickelte Wiegesystem folglich zur Echtzeit-Analyse der Betäubungstiefe in dieser Form wenig geeignet, da Rinder mit gering ausgeprägten Anzeichen unzureichender Betäubungstiefe nicht mit ausreichend hoher Sensitivität und Spezifität erkannt werden konnten. Echte Fehlbetäubungen allerdings (kein Niederstürzen der Tiere beim ersten Betäubungsversuch) sind mithilfe des erläuterten Wiegesystems überwiegend gut identifizierbar. Eine kontinuierliche statistische Erfassung dieser Fehlbetäubungsrate, wie sie mit Beschluss 672/12 vom Bundesrat gefordert wird, wäre durch das entwickelte System daher möglich. / In Germany, slaughter cattle are stunned by captive bolt with almost no exceptions. Reasons for this are the good practicability and reliability of the (stunning) device, as well as the high stunning safety when a correct positioning of the device on the animal’s head is ensured. Due to human or technical faults it can still happen that cattle are not at all or not sufficiently stunned after the first shot. According to relevant literature, in some cases up to 32 % of the cattle are affected by suboptimal stunning, and up to 7 % by complete stunning failure at the first shot. Both from an animal welfare and working safety point of view, it is necessary to thoroughly monitor all animals for signs of insufficient stunning or recovery of consciousness and, if necessary, to re-stun them. The aim of this study was to determine if the monitoring of stunned cattle could be automated with the help of a weighing system. For this purpose, a weight scale was installed under the stunning box to plot the animals’ collapsing after the stun. The jerky lifting of the limbs and the following collapse create a characteristic weight curve, which was correlated to the stunning efficiency. For this purpose extensive data referring to the stunning efficiency were collected in 10,154 young bulls on a commercial slaughtering plant and interpreted in context with the recorded weight protocols. For the assessment of stunning efficiency, both established (e.g. immediate collapse, negative corneal- and palpebralreflex, cessation of rhythmic breathing) as well as less proved parameters (e.g. form of pupils, muscle tone of tongue, ears and tail, post stun exhalation, reaction to sticking), were used and the significance of the latter was investigated. On the basis of the 21 assessed parameters the animals were classified in a scheme for further analysis. According to this scheme, the stunning effect of the first shot was totally absent in 0.3 % of the young bulls, incomplete in 1.8 %, doubtful in 4.1 % and perfect in 7.4 %. 82.2 % of the animals were adequately stunned, but showed at least one of the parameters to be checked. In total 4.6 % of the cattle were re-stunned. The parameters “pupils not round and dilatated”, “pupils slit-like”, “ear muscle tone” and “clear reaction to sticking” appeared significantly more often in animals with imperfect concussion, while muscle tone of tongue and tail, post stun exhalation, and clear excitement before stunning could not be correlated with the stunning efficiency. The results showed also that the parameters “muscle tone of tail” and “lifting on the bleeding rail” in particular, were judged very subjectively between different persons. Special attention was paid to the parameter “regular breathing regained” as it occurs at a quite late stage after captive bolt stunning. Such recurring breathing about 60 s after stunning appeared in 19 % of young bulls classified as imperfectly stunned as well as in 1.2 % of all examined animals. Before regaining regular breathing, 38 % of these animals showed a rotation of the eye and 22 % showed nystagmus whereas only 4 % and 2 % respectively of the animals without recurring breathing showed these results. No reliable correlation was found between the length of the stun-to-stick intervals and the parameter “regular breathing regained”. According to the findings of this study the parameters “muscle tone of tongue and tail”, “post stun exhalation”, “clear excitement before stunning” and “lifting on the bleeding rail” are either not, or only slightly, conclusive as to the stunning efficiency. In contrast to that, there should be a very careful observation of the animals showing “rotation of the eye”, “nystagmus” or “ear muscle tone”, or a safety re-stun to prevent the cattle from regaining consciousness and sensibility. Furthermore a careful observation of the animals until the end of bleeding seems to be more important in terms of animal welfare than the rigid fulfilling of the prescribed stun-to-stick-interval of 60 s. With the help of the weight protocols, 94 % of the animals with absent stunning effect could be correctly identified, with a specificity of 98 %. For animals with incomplete stunning effect the sensitivity was only 49 %, with a specificity of 78 %. According to the results of this study, the developed system is not suitable in this form as a real-time-surveillance system to decide whether there should be a re-stun or not, as cattle with less distinctive signs of imperfect stunning efficiency could not be recognized with sufficiently high sensitivity and specificity. However, complete stunning failures (no collapse after first stun) are predominantly well detectable with the explained scale system. A continuous statistical recording of stunning failures, as demanded by the Bundesrat in the resolution (Beschluss) 672/12, would therefore be possible with the developed system.

Modification of the radiation response of oral mucosa (mouse) by inhibition of nitric oxide synthase via nitro-L-arginin-methyl-ester (L-NAME)

Moderne Schlachtsysteme tragen ein Risiko lebende Tiere weiterzuverarbeiten (SCHÜTTE und BOSTELMANN 2001, TROEGER 2005 und TROEGER und MEILER 2006). Gründe für dieses ernst zu nehmende tierschutzrelevante Problem sind eine ineffiziente Betäubung und/oder der Mangel an einer ausreichenden und schnellen Entblutung der Schweine. Die europäische Kommission hat 2009 die Verordnung (EG) Nr. 1099/2009 über den Schutz von Tieren zum Zeitpunkt der Tötung implementiert (ANON. 2009). Die Studie schafft Grundlagen um eine automatisierte Methode zu entwickeln, welche die Abwesenheit von Lebenszeichen von Schlachtschweinen verifiziert. Die Hypothese hierbei ist die Annahme, dass Schweine, die auf einen schmerzhaften Reiz wie heißes Wasser mehrere Minuten nach der Entblutung reagieren mit dem Risiko eines zumindest teilweise funktionierenden Gehirns behaftet sind. Die Studie fand an drei kommerziellen Schlachthöfen in Deutschland statt, die verschiedene elektrische Betäubungs- (Kopf-zu-Herz-Durchströmung) und Stechverfahren verwendeten. Insgesamt wurden am Schlachtband 5.301 Mastschweine im Hauptversuch untersucht und mittels Videokameras aufgezeichnet. Um die Abwesenheit von Lebenszeichen am Ende der Nachentblutestrecke, das heißt vier bis fünf Minuten nach Entblutestich, zu überprüfen wurde ein Heißwasser-Reiz mit 65 °C verwendet. Die Dauer der Reizapplikation betrug fünf bzw. 15 Sekunden. Eine automatisierte Reizapplikations-Anlage, erbaut von der Firma BANSS Schlacht- und Fördertechnik GmbH (Biedenkopf), induzierte den Stimulus vor allem im Bereich des Gesichts der Schweine. Als Referenz zu den Beobachtungen der Bewegungen während der Reiz-Applikation wurden Gehirnnerven-Reflexe (Corneal- und Lidschlussreflexe) und Reaktionen auf einen Kniff in die Nasenscheidewand klinisch untersucht. Schweine mit positiven Befunden wurden mittels Bolzenschuss nachbetäubt bzw. getötet. Die Sensitivität des Heißwasser-Tests lag bei 99 %. Eines von 75 Tieren wies positive Corneal- und Lidschlussreflexe auf, obwohl dieses Schwein auf den Heißwasser-Reiz nicht reagiert hatte. Jedoch konnten deutlich erkennbare Spontanbewegungen jenes Tieres bereits vorher beobachtet werden. Die Spezifität des Heißwasser-Tests lag bei 98 %. Beinah jedes Schwein mit negativen Gehirnnerven-Befunden blieb während der Reizapplikation unauffällig. 3,8 % (n = 199) der untersuchten Schweine zeigten eine Reaktion auf den Heißwasser-Reiz. Es war kein Unterschied zwischen dem fünf bzw. 15 Sekunden anhaltendem Reiz zu ermitteln. Neben einer ineffizienten Entblutung kann die reversible Betäubung als ein weiterer möglicher Grund für dieses Ergebnis genannt werden. Die Elektrische Betäubung ist reversibel, solange kein Herzkammerflimmern sicher ausgelöst wird (HOENDERKEN et al. 1980 und VOGEL et al. 2010). Es kann geschlussfolgert werden, dass die elektrische Kopf-zu-Herz-Durchströmung, die in den hier dargestellten Schlachtbetrieben verwendet wurde, nicht immer zum Herzkammerflimmern geführt hatte. Die Anzahl der Reaktionen der Schweine auf das heiße Wasser war begrenzt. 92 % der Schweine, die den Kopf während der Reizapplikation geschüttelt hatten und 78 % derer, die eine aufrichtende Bewegung gezeigt hatten, wiesen mindestens einen positiven Gehirnnerven-Befund auf. Auffälligkeiten in den Vordergliedmaßen korrelierten zu 59 % und das Muster “Maul öffnen” zu 52 % mit positiven Gehirnnerven-Befunden. Bewegungen aus dem Becken bzw. den Hintergliedmaße heraus waren nur zu 21 % mit positiven Gehirnnerven-Befunden verbunden. Bei der Betrachtung der Bewegungsmusterkombinationen stellte die Autorin fest, dass nahezu keine Reaktion missachtet werden sollte. Lediglich das Muster „ausschließliche Bewegungen Becken/Hintergliedmaße“ korrelierte in keinem der 59 Fälle mit positiven Gehirnnerven-Befunden. Dieses Ergebnis deckt sich mit den Aussagen von GRANDIN (2013) und den Mitarbeitern des bsi Schwarzenbek (ANON. 2013a), die darauf hinwiesen, dass der caudale Körperabschnitt elektrisch betäubter Schlachtschweine zur Einschätzung ihres möglicherweise vorhandenen Bewusstseins keine Relevanz besitzt. Während der Untersuchungen wurden außerdem Spontanbewegungen der Schlachtschweine zwischen dem Stechen und dem Heißwasser-Test analysiert. Jedes Tier, das eine Reaktion auf die Heißwasser-Reiz-Applikation zeigte und mindestens einen positiven Befund in der Gehirnnerven-Untersuchung aufwies, hatte vorher das Spontanbewegungsmuster „Maul öffnen“ durchgeführt. Um dem Überwachungs- und Schlachthofpersonal zu vermitteln, welche Spontan-bewegungsmuster bzw. reizinduzierten Reaktionen bei der Beobachtung der Nachentblutestrecke entscheidend sind, wurden entsprechende Arbeitsanweisungen entwickelt. Bereits vorhandene Literatur wurde hierbei mit eingearbeitet (ANIL 1991, ATKINSON et al. 2012 und EFSA 2013). Als eine wirksame Lösung um den sicheren Tod von Schweinen vor weiteren Schlachtarbeiten sicherzustellen, scheint es sinnvoll entsprechende Spontanbewegungen zu beachten und die Implementierung einer abschließenden Untersuchung mittels eines Heißwasser-Reiz-Tests am Ende der Nachentblutestrecke zu verwirklichen. Selbstverständlich sollten weiterhin die Betäubung und Entblutung der Tiere möglichst sicher kontrolliert werden. Für die Nachbetäubung bzw. Tötung der betroffenen Schweine wird der Einsatz eines Bolzenschussgerätes von der EFSA (2004), dem bsi Schwarzenbek und dem Max Rubner-Institut empfohlen.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Rechtlicher Hintergrund zum Todeseintritt von Schlachtschweinen 3 2.2 Philosophische Betrachtungen zum Töten von Tieren 3 2.3 Human- und Veterinärmedizinische Definitionen des Todeseintritts 4 2.4 Kontrolle des Todeseintritts beim Menschen 5 2.5 Kontrolle des Todeseintritts bei Schlachtschweinen 6 2.5.1 Anatomische, physiologische und neuronale Grundlagen 6 2.5.2 Allgemeine Pathophysiologie des Hirntodes 7 2.5.3 Neuronale Verschaltung und muskuläre Antwort auf Schmerzreize 8 2.5.4 Einsatz verschiedener Schmerzreize 10 2.5.5 Einfluss der Betäubungsverfahren auf die Todeskontrolle 11 2.5.6 Einfluss des Entbluteverfahrens auf die Todeskontrolle 13 2.5.7 Kriterien der klinischen Untersuchung zur Todeskontrolle 14 2.5.8 Stand der Technik automatisierter Verfahren zur Todeskontrolle von Schweinen 15 3 Tiere, Material, Methoden 17 3.1 Überblick 17 3.2 Schlachtbetriebe 18 3.3 Schweine 18 3.4 Einsatz eines automatisierten Reizverfahrens 19 3.4.1 Vorversuch: Reizung mittels Heißwasser, Kaltwasser und Strom 19 3.4.2 Hauptversuch: Reizung mittels Heißwasser 20 3.4.3 Entwicklung der automatisierten Wasserreizanlage 21 3.4.4 Versuchsablauf, Aufzeichnungs- und Auswertemethodik 25 3.4.5 Untersuchung der Gehirnnerven nach Reizapplikation 27 3.5 Spontanbewegungen auf der Nachentblutestrecke 28 3.6 Bewegungen beim Anschlingen 28 3.7 Elektrische Nachbetäubung auf der Nachentblutestrecke 28 3.8 Statistische Analysen 29 4 Ergebnisse 31 4.1 Vorversuch: Reizung mittels Heißwasser, Kaltwasser und Strom 31 4.2 Hauptversuch: Reizapplikation mittels Heißwasser 32 4.2.1 Vorkommen von Bewegung während der Heißwasser-Reizapplikation 33 4.2.2 Befunde der Gehirnnerven-Untersuchung 34 4.2.3 Gehirnnerven-Befunde der Schweinen in Korrelation mit Reaktionen auf den Heißwasser-Reiz 36 4.2.4 Erkennbarkeit der Bewegungen während der Heißwasser-Reizapplikation 37 4.2.5 Neugestaltung des Auswerteschemas der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 39 4.2.6 Vorkommen von Bewegungsmustern während der Heißwasser-Reizapplikation 40 4.2.7 Erkennbarkeit der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 42 4.2.8 Zusammenhang zwischen den Bewegungsmustern und den Gehirnnerven-Befunden 44 4.2.9 Häufigkeit der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 47 4.2.10 Vorkommen von Bewegungsmuster-Kombinationen während der Heißwasser-Reizapplikation 49 4.2.11 Zusammenhang zwischen Bewegungsmuster-Kombinationen und den Gehirnnerven-Befunden 53 4.2.12 Schweine mit steif veränderter Körperhaltung am Ende der Nachentblutestrecke 54 4.2.13 Abschließende Bewertung des Reizes „Heißwasser“ 55 4.3 Spontanbewegungen auf der Nachentblutestrecke 57 4.3.1 Vorkommen von Spontanbewegungen 57 4.3.2 Vorkommen von Spontanbewegungen im Zusammenhang mit den Reiz- und Gehirnnerven-Befunden 58 4.3.3 Neugestaltung des Auswerteschemas der Spontanbewegungsmuster 59 4.3.4 Spontanbewegungsmustern von Schweinen mit Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und positivem Gehirnnerven-Befund 60 4.3.5 Spontanbewegungsmuster-Kombinationen von Schweinen mit Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und positivem Gehirnnerven-Befund 61 4.3.6 Spontanbewegungen von Schweinen ohne Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und mit negativem Gehirnnerven-Befund 62 4.3.7 Spontane Maulöffnungs-Bewegungen zwischen Entblutestich und Reizapplikation 63 4.4 Bewegungen beim Anschlingen in Abhängigkeit vom Reizergebnis 68 4.5 Elektrische Nachbetäubung in Abhängigkeit vom Reizergebnis 68 4.6 Schlussfolgerungen und Lösungsvorschläge für die Praxis 69 5 Diskussion 71 5.1 Vorversuch: Reizung mittels Heißwasser, Kaltwasser und Strom 71 5.2 Hauptversuch: Reizapplikation mittels Heißwasser 73 5.2.1 Vorkommen von Bewegung während der Heißwasser-Reizapplikation 74 5.2.2 Befunde der Gehirnnerven-Untersuchung 75 5.2.3 Gehirnnerven-Befunde der Schweine in Korrelation mit Reaktionen auf den Heißwasser-Reiz 77 5.2.4 Erkennbarkeit der Bewegungen während der Heißwasser-Reizapplikation 78 5.2.5 Neugestaltung des Auswerteschemas der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 78 5.2.6 Vorkommen von Bewegungsmustern während der Heißwasser-Reizapplikation 79 5.2.7 Erkennbarkeit der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 80 5.2.8 Zusammenhang zwischen den Bewegungsmustern und den Gehirnnerven-Befunden 80 5.2.9 Häufigkeit der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 81 5.2.10 Vorkommen von Bewegungsmuster-Kombinationen während der Heißwasser-Reizapplikation 82 5.2.11 Zusammenhang zwischen den Bewegungsmuster-Kombinationen und den Gehirnnerven-Befunden 82 5.2.12 Schweine mit steif veränderter Körperhaltung am Ende der Nachentblutestrecke 84 5.2.13 Abschließende Bewertung des Reizes „Heißwasser“ 85 5.3 Spontanbewegungen auf der Nachentblutestrecke 86 5.3.1 Vorkommen von Spontanbewegungen 86 5.3.2 Vorkommen von Spontanbewegungen im Zusammenhang mit den Reiz- und Gehirnnerven-Befunden 87 5.3.3 Neugestaltung des Auswerteschemas der Spontanbewegungsmuster 88 5.3.4 Spontanbewegungsmuster von Schweinen mit Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und positivem Gehirnnerven-Befund 88 5.3.5 Spontanbewegungsmuster-Kombinationen von Schweinen mit Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und positivem Gehirnnerven-Befund 88 5.3.6 Spontanbewegungen von Schweinen ohne Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und mit negativem Gehirnnerven-Befund 89 5.3.7 Spontane Maulöffnungs-Bewegungen zwischen Entblutestich und Reizapplikation 90 5.4 Bewegungen beim Anschlingen in Abhängigkeit vom Reizergebnis 91 5.5 Elektrische Nachbetäubung in Abhängigkeit vom Reizergebnis 91 5.6 Schlussfolgerungen und Lösungsvorschläge für die Praxis 92 6 Ausblick 94 7 Zusammenfassung 96 8 Summary 98 9 Literaturverzeichnis 100 10 Anhang 112 / Modern slaughter regimes carry a risk of live animals being further processed (SCHÜTTE and BOSTELMANN 2001, TROEGER 2005 and TROEGER and MEILER 2006). This serious animal welfare problem may result from inefficient stunning and/or lack of complete and fast exsanguination of the pigs. In 2009, the European Commission implemented Council Regulation (EC) No. 1099/2009 on the protection of animals at the time of killing (ANON. 2009). The study lays groundwork for developing an automated method to verify the absence of signs of life in slaughter pigs. The hypothesis is that pigs that react to a painful stimulus, like hot water, several minutes after debleeding have the risk of a partly functional brains. The study took place at three commercial abattoirs in Germany using different electrical stunning (head-to-body) and bleeding methods. In the main part of the study a total of 5,301 finishing pigs was examined and videotaped on line. As a stimulus to check the absence of signs of life right before further processing, namely four to five minutes after sticking, a hot-water-stimulus at 65 °C was utilized. The residence time of the stimulus amounted either five or 15 seconds. An automated construction, built by the company BANSS Schlacht- und Fördertechnik GmbH (Biedenkopf/Germany), implemented the stimulus mainly within the faces of the pigs. As a reference to the observation of movements during the stimulation, brain stem reflexes (corneal and palpebral) and reactions to a nasal septum pinch were clinically examined. Pigs with any positive result were restunned or killed using a captive bolt device. The sensitivity of the hot-water-test was determined at 99 %. One out of 75 animals exhibited positive corneal- and palpebral-reflexes although this one pig did not show any reaction to the hot water stimulation. However, obvious spontaneous movements of this animal could be observed beforehand. The specificity of the hot-water-test was determined at 98 %. Almost every pig with negative brain stem results remained motionless during the stimulation. A share of 3.8 % (n = 199) of pigs showed movements during the hot water exposure. Es war kein Unterschied zwischen dem fünf bzw. 15 Sekunden anhaltendem Reiz zu ermitteln. No difference was estimated between the residence times of five versus 15 seconds. Besides inefficient bleeding one possible reason for this result is reversible stunning. Electrical stunning is reversible, unless effective cardiac arrest is caused (HOENDERKEN et al. 1980 and VOGEL et al. 2010). It may be assumed that after head-to-body electrical stunning used by the abattoirs displayed in this study cardiac arrest was not always achieved. The number of individual responses was limited. 92 % of pigs that shook their heads during the stimulation and 78 % that showed a righting reflex exhibited at least one positive brain stem result. Noticeable front leg activity correlated to 59 % and the movement “opening of the mouth” to 52 % with positive brain stem results. Hips or hind leg movements were only associated with positive brain stem results in 21 % of the cases. By looking at the combinations of movements the author found that nearly no reaction should be ignored. Merely exclusive hips or hind leg movements in none of the 59 cases correlated with brain stem results. This finding is supported by the statements made by GRANDIN (2013) and the staff of the bsi Schwarzenbek (ANON. 2013a), pointing out that the caudal body part of electrically stunned slaughter pigs possesses no relevance to evaluating possible consciousness. During the study additionally spontaneous movements of the slaughter pigs were analyzed between sticking and the hot water device. Every animal that eventually showed a reaction to the hot water stimulation and exhibited at least one positive result during the brain stem examination had shown spontaneous mouth opening. Appropriate working instructions for the monitoring personnel and the slaughter staff, in order for them to realize which spontaneous movements or stimulus induced reactions during the observations of the debleeding line are relevant, were designed. For this available expertise has additionally been taken into account (ANIL 1991, ATKINSON et al. 2012 and EFSA 2013). As a suitable solution for ascertaining death before further processing, the idea of paying attention to slaughter pigs that obviously show signs of recovery and the implementation of a “last check” by using a hot water test right before further processing seems reasonable. Of course the stunning and exsanguination should still be safely monitored. The use of a captive bolt device to restun or kill “suspicious” pigs is recommended by the EFSA (2004), the bsi Schwarzenbek and the Max Rubner-Institute.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 3 2.1 Rechtlicher Hintergrund zum Todeseintritt von Schlachtschweinen 3 2.2 Philosophische Betrachtungen zum Töten von Tieren 3 2.3 Human- und Veterinärmedizinische Definitionen des Todeseintritts 4 2.4 Kontrolle des Todeseintritts beim Menschen 5 2.5 Kontrolle des Todeseintritts bei Schlachtschweinen 6 2.5.1 Anatomische, physiologische und neuronale Grundlagen 6 2.5.2 Allgemeine Pathophysiologie des Hirntodes 7 2.5.3 Neuronale Verschaltung und muskuläre Antwort auf Schmerzreize 8 2.5.4 Einsatz verschiedener Schmerzreize 10 2.5.5 Einfluss der Betäubungsverfahren auf die Todeskontrolle 11 2.5.6 Einfluss des Entbluteverfahrens auf die Todeskontrolle 13 2.5.7 Kriterien der klinischen Untersuchung zur Todeskontrolle 14 2.5.8 Stand der Technik automatisierter Verfahren zur Todeskontrolle von Schweinen 15 3 Tiere, Material, Methoden 17 3.1 Überblick 17 3.2 Schlachtbetriebe 18 3.3 Schweine 18 3.4 Einsatz eines automatisierten Reizverfahrens 19 3.4.1 Vorversuch: Reizung mittels Heißwasser, Kaltwasser und Strom 19 3.4.2 Hauptversuch: Reizung mittels Heißwasser 20 3.4.3 Entwicklung der automatisierten Wasserreizanlage 21 3.4.4 Versuchsablauf, Aufzeichnungs- und Auswertemethodik 25 3.4.5 Untersuchung der Gehirnnerven nach Reizapplikation 27 3.5 Spontanbewegungen auf der Nachentblutestrecke 28 3.6 Bewegungen beim Anschlingen 28 3.7 Elektrische Nachbetäubung auf der Nachentblutestrecke 28 3.8 Statistische Analysen 29 4 Ergebnisse 31 4.1 Vorversuch: Reizung mittels Heißwasser, Kaltwasser und Strom 31 4.2 Hauptversuch: Reizapplikation mittels Heißwasser 32 4.2.1 Vorkommen von Bewegung während der Heißwasser-Reizapplikation 33 4.2.2 Befunde der Gehirnnerven-Untersuchung 34 4.2.3 Gehirnnerven-Befunde der Schweinen in Korrelation mit Reaktionen auf den Heißwasser-Reiz 36 4.2.4 Erkennbarkeit der Bewegungen während der Heißwasser-Reizapplikation 37 4.2.5 Neugestaltung des Auswerteschemas der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 39 4.2.6 Vorkommen von Bewegungsmustern während der Heißwasser-Reizapplikation 40 4.2.7 Erkennbarkeit der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 42 4.2.8 Zusammenhang zwischen den Bewegungsmustern und den Gehirnnerven-Befunden 44 4.2.9 Häufigkeit der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 47 4.2.10 Vorkommen von Bewegungsmuster-Kombinationen während der Heißwasser-Reizapplikation 49 4.2.11 Zusammenhang zwischen Bewegungsmuster-Kombinationen und den Gehirnnerven-Befunden 53 4.2.12 Schweine mit steif veränderter Körperhaltung am Ende der Nachentblutestrecke 54 4.2.13 Abschließende Bewertung des Reizes „Heißwasser“ 55 4.3 Spontanbewegungen auf der Nachentblutestrecke 57 4.3.1 Vorkommen von Spontanbewegungen 57 4.3.2 Vorkommen von Spontanbewegungen im Zusammenhang mit den Reiz- und Gehirnnerven-Befunden 58 4.3.3 Neugestaltung des Auswerteschemas der Spontanbewegungsmuster 59 4.3.4 Spontanbewegungsmustern von Schweinen mit Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und positivem Gehirnnerven-Befund 60 4.3.5 Spontanbewegungsmuster-Kombinationen von Schweinen mit Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und positivem Gehirnnerven-Befund 61 4.3.6 Spontanbewegungen von Schweinen ohne Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und mit negativem Gehirnnerven-Befund 62 4.3.7 Spontane Maulöffnungs-Bewegungen zwischen Entblutestich und Reizapplikation 63 4.4 Bewegungen beim Anschlingen in Abhängigkeit vom Reizergebnis 68 4.5 Elektrische Nachbetäubung in Abhängigkeit vom Reizergebnis 68 4.6 Schlussfolgerungen und Lösungsvorschläge für die Praxis 69 5 Diskussion 71 5.1 Vorversuch: Reizung mittels Heißwasser, Kaltwasser und Strom 71 5.2 Hauptversuch: Reizapplikation mittels Heißwasser 73 5.2.1 Vorkommen von Bewegung während der Heißwasser-Reizapplikation 74 5.2.2 Befunde der Gehirnnerven-Untersuchung 75 5.2.3 Gehirnnerven-Befunde der Schweine in Korrelation mit Reaktionen auf den Heißwasser-Reiz 77 5.2.4 Erkennbarkeit der Bewegungen während der Heißwasser-Reizapplikation 78 5.2.5 Neugestaltung des Auswerteschemas der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 78 5.2.6 Vorkommen von Bewegungsmustern während der Heißwasser-Reizapplikation 79 5.2.7 Erkennbarkeit der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 80 5.2.8 Zusammenhang zwischen den Bewegungsmustern und den Gehirnnerven-Befunden 80 5.2.9 Häufigkeit der Bewegungsmuster während der Heißwasser-Reizapplikation 81 5.2.10 Vorkommen von Bewegungsmuster-Kombinationen während der Heißwasser-Reizapplikation 82 5.2.11 Zusammenhang zwischen den Bewegungsmuster-Kombinationen und den Gehirnnerven-Befunden 82 5.2.12 Schweine mit steif veränderter Körperhaltung am Ende der Nachentblutestrecke 84 5.2.13 Abschließende Bewertung des Reizes „Heißwasser“ 85 5.3 Spontanbewegungen auf der Nachentblutestrecke 86 5.3.1 Vorkommen von Spontanbewegungen 86 5.3.2 Vorkommen von Spontanbewegungen im Zusammenhang mit den Reiz- und Gehirnnerven-Befunden 87 5.3.3 Neugestaltung des Auswerteschemas der Spontanbewegungsmuster 88 5.3.4 Spontanbewegungsmuster von Schweinen mit Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und positivem Gehirnnerven-Befund 88 5.3.5 Spontanbewegungsmuster-Kombinationen von Schweinen mit Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und positivem Gehirnnerven-Befund 88 5.3.6 Spontanbewegungen von Schweinen ohne Reaktion auf den Heißwasser-Reiz und mit negativem Gehirnnerven-Befund 89 5.3.7 Spontane Maulöffnungs-Bewegungen zwischen Entblutestich und Reizapplikation 90 5.4 Bewegungen beim Anschlingen in Abhängigkeit vom Reizergebnis 91 5.5 Elektrische Nachbetäubung in Abhängigkeit vom Reizergebnis 91 5.6 Schlussfolgerungen und Lösungsvorschläge für die Praxis 92 6 Ausblick 94 7 Zusammenfassung 96 8 Summary 98 9 Literaturverzeichnis 100 10 Anhang 112

Einleitung Die klinische Bedeutung einer radio-ulnaren Inkongrunz (RUI) bei Hunden mit Ellbogengelenksdysplasie, sowie die präzise Bestimmung einer geringgradigen RUI sind umstrittene Fragestellungen in der Kleintierorthopädie. Zielstellung (1) die 3D-Technik zur Bestimmung einer RUI in ihrer Genauigkeit zu verbessern (2) mit Hilfe dieser verbesserten Technik, die Beziehung zwischen Ausprägung und Grad einer vorliegenden RUI und dem Ausmaß an damit verbundenen Gelenkschäden im medialen Kompartiment des Ellbogengelenkes zu untersuchen. Material und Methoden In einer ersten Studie wurden 63 CT-basierte 3D-Modelle der radio-ulnaren Gelenkpfanne mit bekannter RUI (-2mm, -1 mm, 0 mm, +1 mm, +2 mm), unter Verwendung einer Kugel, welche genau der Incisura trochlearis jedes individuellen Modells angepasst war, bezüglich der vorhanden RUI untersucht. Diese Messungen erfolgten geblindet in zufälliger Reihenfolge der 63 Modelle und wurden hinsichtlich Spezifität und Sensitivität ausgewertet. In der zweiten Studie wurden 86 Ellbogengelenke klinischer Patienten retrospektiv mit der neuen 3D-Kugel-Methode bezüglich ihrer RUI vermessen. Dieser Wert wurde in Beziehung mit dem in der Arthroskopie diagnostizierten Gelenkschaden im medialen Kompartiment gesetzt (Korrelation nach Pearson und logistische Regression), wobei die Gelenke in zwei Gruppen unterteilt wurden; die mit geringen Veränderungen (FPC-Gruppe) und solche mit fortgeschrittenen Schäden (MCD-Gruppe). Ergebnisse Unter Verwendung der Kugel-Methode betrug die mediane Sensitivität eine RUI auf einen Millimeter genau zu bestimmen 0,94 wobei die mediane Spezifität bei 0,89 lag. Der intra-Class-Korrelationskoeffizient für die interobserver Übereinstimmung betrug 0,99. 14 % der Gelenke wiesen eine negative RUI auf, 40 % zeigten keine messbare RUI und 46 % wiesen eine positive RUI auf. Das Quotenverhältnis (odds ratio) für das Vorliegen fortgeschrittener Gelenkschäden betrug für jeden Millimeter RUI 6,4. Schlussfolgerungen Die Anwendung der Kugel-Methode verbessert die Diagnose der RUI deutlich. Der vermutete Zusammenhang zwischen RUI und Gelenkschäden konnte mit der klinischen Studie bestätigt werden. Allerdings ist bemerkenswert, dass 40 % der Gelenke keine RUI aufwiesen. Somit ist davon auszugehen, dass andere Faktoren neben einer RUI an der Pathogenese klinisch beobachteter Gelenkschäden beteiligt sind. Ebenso ist festzustellen, dass ca. 15 % der Gelenke eine negative RUI aufweisen. Somit scheint es nicht gerechtfertigt alle Gelenke mit einer Form der Ellbogenosteotomie zu behandeln, da eine negative bzw. positive RUI und insbesondere keine RUI unterschiedliche geometrische Korrekturen benötigen.:1 EINLEITUNG 1 2 PUBLIKATIONEN 3 2.1 Sensitivity and specificity of 3D models of the radioulnar joint cup in combination with a sphere fitted to the ulnar trochlear notch for estimation of radioulnar incongruence in vitro 3 2.2 Relationship between axial radio-ulnar incongruence with cartilage damage in dogs with medial coronoid disease 16 3 DISKUSSION 32 4 ZUSAMMENFASSUNG 36 5 SUMMARY 38 6 LITERATURVERZEICHNIS 40 / Introduction The clinical significance of RUI in dogs with elbow dysplasia and precise estimation of small degree of RUI are controversial topics in small animal orthopedics. Objectives (1) improve the accuracy of the 3D technique for the estimation of RUI (2) using the improved technique to examine the relationship between the shape and degree of present RUI and the amount of related joint damage in the medial compartment of the elbow joint. Material and methods In a first study, 63 CT-based 3D models of the radio-ulnar joint cup with known RUI (-2 mm, -1 mm, 0 mm, mm +1, +2 mm) were examined us-ing a sphere, which was exactly fitted to the trochlear ulnar notch of each individual model. The assessment of the radioulnar joint conformation was evaluated blindly in a random manner and analized in respect to sensitivity and specificity. In the second study, 86 elbow joints of clinical patients were retrospectively graded with the new 3D sphere technique with respect to their RUI. This value was correlated with the arthroscopically diagnosed joint damage in the medial compartment, where the joints were divided into two groups. Those with minor changes (g-FPC) and those with advanced damage (g-MCD). Results By using the sphere fitting technique, the median sensitivity of a RUI on a millimeter basis was 0.94 and the median specificity was 0.89. The intra-class correlation coefficient for interobserver agreement was 0.99. In the clinical joints 14 % had a negative RUI, 40 % showed no measurable RUI and 46% had a positive RUI. The odds ratio for the presence of advanced joint damage for every millimeter RUI was 6.4 Conclusions The application of the sphere fitting technique significantly improves the diagnosis of the RUI. The assumed relationship between RUI and joint damage could be confirmed in the clinical study. However, it is noteworthy that 40 % of the joints showed no RUI. Thus, it can be assumed that other factors besides RUI are playing rule in the pathogenesis of clinically observed joint damages. Also it should be noted that approximately 15 % of the joints have a negative RUI. Thus, it does not seem to be wise to treat all the joints with a type of elbow osteotomy, as a negative or positive RUI and in particular no RUI need different geometric corrections:1 EINLEITUNG 1 2 PUBLIKATIONEN 3 2.1 Sensitivity and specificity of 3D models of the radioulnar joint cup in combination with a sphere fitted to the ulnar trochlear notch for estimation of radioulnar incongruence in vitro 3 2.2 Relationship between axial radio-ulnar incongruence with cartilage damage in dogs with medial coronoid disease 16 3 DISKUSSION 32 4 ZUSAMMENFASSUNG 36 5 SUMMARY 38 6 LITERATURVERZEICHNIS 40

Trotz der längst etablierten und weit verbreiten Impfprophylaxe mit potenten Toxoidimpfstoffen sind dramatisch verlaufende Tetanusinfektionen noch immer im Alltag des Pferdepraktikers präsent. Dies gab Anlass, verschiedene Impfprotokolle und die daraus resultierende humorale Immunitätslage zu überprüfen. Kenntnis über die durch Vakzination erwirkte Tetanusimmunität ist im Falle der Versorgung von Verletzungen oder vor elektiven Eingriffen hinsichtlich der Entscheidung für oder gegen eine neuerliche aktive und/oder passive Immunisierung erforderlich. Weiterhin ermöglicht die Kontrolle auf Persistenz homologer maternaler Antikörper vor Durchführung der Erstvakzination eine optimale Impfprophylaxe. Für diese beiden Indikationen wurde der Fassisi® TetaCheck als direkt am Patienten anwendbarer Schnelltest entwickelt. Dieser Streifentest wurde mit besonderem Augenmerk auf der zuverlässigen Identifizierung nicht ausreichend geschützter Individuen und der Unempfindlichkeit gegenüber der Testdurchführung und Interpretation durch ungeschulte Personen evaluiert. Zunächst wurden 91 Serumproben von Klinikpatienten mit glaubhafter Impfanamnese mittels Doppel-Antigen-ELISA (DAE) untersucht. Neben der Bestimmung der Seroprävalenz protektiver Tetanustoxoid-Antikörperkonzentrationen (TTAK) von > 0,1 IE/ml in dieser Population wurden mögliche Einflussgrößen auf die Höhe der TTAK zum Zeitpunkt der Blutentnahme analysiert. Zu diesen zählten das Alter der Tiere, die Impfintervalle, der Zeitabstand zur letzten Vakzination und das gleichzeitige Verimpfen weiterer Komponenten. Der Tetanus-Streifentest (TST) wurde evaluiert, indem die durch zwei unabhängige Untersucher ermittelten qualitativen Resultate des Schnelltestes mit den mittels DAE quantifizierten Antitoxinkonzentrationen in 99 Serumproben retrospektiv verglichen wurden. Ergänzend erfolgte die objektive Quantifizierung der Farbreaktion im Testfeld des TST durch Fotografieren und anschließender Analyse mittels einer Bildbearbeitungssoftware. Die Seroprävalenz protektiver TTAK betrug 92,3 %. 89 % der untersuchten Pferde waren ihrem jeweiligen Alter entsprechend gemäß der ‚Leitlinie zur Impfung von Pferden‘, herausgegeben von der Ständigen Impfkommission Vet. des Bundesverbandes Praktizierender Tierärzte immunisiert. Fünf dieser Pferde waren jedoch nicht ausreichend geschützt. Hierzu zählten ein fünf Monate altes Fohlen, bei welchem die maternalen Antikörper bereits unter die Schutzgrenze abgefallen waren, zwei juvenile Pferde ohne abgeschlossene Grundimmunisierung und zwei adulte Pferde. Abweichungen von der Impfempfehlung bestanden ausschließlich in Form verlängerter Abstände der Wiederholungsimpfungen von drei bis zu acht Jahren. Trotzdem wiesen diese Tiere protektive TTAK auf. Unter alleiniger Betrachtung des Patientenalters wiesen alle geriatrischen Patienten (n = 12) TTAK weit oberhalb der Schutzgrenze auf. Hinsichtlich der Einhaltung unterschiedlicher Boosterintervalle unterschieden sich die TTAK nicht signifikant (p = 0,117). Der zeitliche Abstand zur letzten Tetanusimpfung ließ keine Prognose über die zu erwartenden TTAK zu. TTAK nach Impfung mit monovalenten Vakzinen unterschieden sich nicht signifikant von denen nach Durchführung einer Kombinationsimpfung (p = 0,63). Für den TST ergaben sich eine Sensitivität von 83,6 % und eine Spezifität von 100 %. Die Übereinstimmung der Untersucher hinsichtlich eines binären Resultats war fast vollkommen (K = 0,88). Die Durchführung des TST durch den jeweils anderen Untersucher hatte keinen maßgeblichen Einfluss auf die Auswertung des Teststreifens (K = 0,80 und K = 0,84). Durch Erweiterung des vom Hersteller vorgegebenen Bewertungsmaßstabes „negativ“, „schwach positiv“ und „positiv“ auf fünf unterschiedliche Farbintensitäten konnte eine bessere Differenzierung ungeschützter Individuen von Tieren mit belastbarer Immunität ermöglicht werden. Zwischen der objektiv gemessenen Farbintensität und der TTAK bestand ein positiver linearer Zusammenhang (r² = 0,74). Auf diesen Ergebnissen basierend sollte zur Vermeidung ineffektiver Immunisierungen vor der Erstvakzination eine Bestimmung der TTAK mit Vollendung des fünften Lebensmonats erfolgen. Hierzu erwies sich der Fassisi® TetaCheck aufgrund seiner Zuverlässigkeit und Unempfindlichkeit als überaus geeignet. Da auch das strikte Einhalten der Impfempfehlung keine ausreichende Seroprotektion garantiert und die Eintragungen im Pferdepass fehlerhaft sein können, kann nur über eine Bestimmung der TTAK Gewissheit über den tatsächlichen Immunstatus erlangt werden. Die routinemäßige Implementierung des TST in die Pferdepraxis kann dazu beitragen, die Notwendigkeit einer Immuntherapie zu diagnostizieren und damit unnötige und nebenwirkungsbehaftete TT- oder Antiserumgaben zu minimieren. Im zweijährlichen Abstand vorgenommene Wiederholungsimpfungen führen zu keiner besseren Immunitätslage gegenüber wesentlich längeren Impfintervallen. Die Impfempfehlung könnte daher ein acht- bis zehnjähriges Boosterintervall ausweisen. Die humorale Tetanusimmunität betreffend ergeben sich keine Nachteile bei gleichzeitiger Impfung weiterer Komponenten.

Einleitung: Die Pathogenese chronisch entzündlicher Atemwegserkrankungen ist mit zunehmender Schädigung und fibrotischen Umbauvorgängen und daraus resultierenden Einschränkungen physiologischer Funktionen verbunden. Bei der Recurrent Airway Obstruction (RAO) des Pferdes sind solche strukturellen Veränderungen häufig assoziiert mit Verdickung der Atemwegswand, subepithelialer Fibrose und Obstruktion der Atemwege. Bei RAO besteht die Standardtherapie darin, die Bronchokonstriktion mit β2-Agonisten und die Entzündung mit Glucocorticoiden aufzuhalten. In den letzten Jahrzehnten konnte jedoch gezeigt werden, dass nicht alle Patienten mit der empfohlenen Therapie ausreichend behandelt werden können und neue Ansatzpunkte der Therapie gefunden werden müssen. Daher konzentrieren sich neuere Forschungsarbeiten auf strukturelle Alterationen in den Atemwegen, das sogenannte Airway-Remodelling. Zielsetzung: In der vorliegenden Arbeit sollen zunächst primäre equine Bronchialfibroblasten (EBF) isoliert, charakterisiert und kultiviert werden. Im nächsten Schritt sollen in diesen Zellen die β2-Rezeptorexpression und –eigenschaften charakterisiert werden. Anschließend soll die Eignung dieser Zellen als Zellmodell zur Untersuchung der zellulären Proliferation und Transformation sowie der Regulation der de-novo-Synthese von extrazellulärer Matrix und deren Beeinflussung durch β2-Agonisten und Glucocorticoide allein oder in Kombination sowie TGF-β überprüft werden. Material und Methoden: Mittels enzymatischer Verdauung mit 0,25 % Trypsin werden die EBF aus den Bronchien von 10 gesunden Schlachtpferden isoliert und in DMEM kultiviert. Diese Zellen werden morphologisch, immunzytochemisch und funktionell in deren Eigenschaften in An- oder Abwesenheit von fetalem bovinem Serum (FBS) oder Pferdeserum (HS) charakterisiert. Die Dichte und Subtypverteilung von β-Adrenozeptoren wird mittels Radioligandbindungsstudien mit [125I]-(-)-Iodocyanopindolol in Gegenwart von Rezeptorsubtyp-selektiven β-Antagonisten (β2: ICI 118,551 und β1: CGP 20712A) in EBF untersucht. Der Einfluss von β2-Agonisten auf die Proliferation und Differenzierung der EBF sowie die Kollagensynthese wird mittels [3H]-Thymidineinbauassay, Bestimmung von Gesamtprotein und α-Smooth Muscle Aktin (α-SMA) mit Lowrymethode und Western Blot-Analyse bzw. [3H]-Prolininkorporationsassay ermittelt. Die statistische Signifikanz wird über einen t-Test für verbundene Stichproben oder eine One-Way-ANOVA mit nachfolgendem Dunnett’s Test ermittelt und das Signifikanzniveau wird P ≤ 0,05 festgelegt. Ergebnisse: EBF können im DMEM-Medium nur in Gegenwart von Serum langfristig wachsen und kultiviert werden. In serum-freiem Medium und unter vorübergehendem Serumentzug können EBF nicht anhaften bzw. lösen sie sich ab. Die Effekte von FBS und HS auf EBF sind allerdings unterschiedlich. FBS fördert die Zellproliferation und -verdopplungsrate sowie die Zellpassage bis zur Passage 20 signifikant besser als HS (max. 9 Passagen). Unter FBS entwickeln EBF eine für Fibroblasten charakteristische spindelförmige Morphologie aber eine schwache α-SMA-Expression, während unter HS die Zellen eine atypische, polygonale Morphologie zeigen, jedoch mit signifikant hohem α-SMA und Proteingehalt. Radioligandenbindungsstudien zeigen, dass EBF lediglich den β2-Adrenozeptorsubtyp mit einer maximalen Rezeptorendichte (Bmax) von 5037 ± 494 Bindungsstellen/Zelle exprimieren. Die Behandlung der EBF mit β-Agonisten (Clenbuterol, Salbutamol, Isoproterenol) führt konzentrationsabhängig zur Abnahme dieser Anzahl der Rezeptoren mit unterschiedlicher Wirkungsstärke (Clenbuterol > Salbutamol > Isoproterenol), wobei Dexamethason diese nicht verändert. Diese Agonisten sowie auch Dexamethason hemmen die Proliferation der EBF, und dies kann in Gegenwart von ICI 118,551 aber nicht von CGP 20712A gehemmt werden, was auf den Einfluss des β2-Adrenozeptors hinweist. β2-Agonisten und Dexamethason gemeinsam resultieren in einer verstärkten Hemmung der EBF-Proliferation. Transforming Growth Factor-β1 (TGF-β1) stimuliert die Transformation von EBF zu Myofibroblasten mit einer erhöhten Expression von α-SMA in EBF, welches eher durch Dexamethason als durch Clenbuterol gehemmt wird. Die Kollagensynthese wird nur durch Dexamethason signifikant gehemmt. Schlussfolgerung: Das erstmalig etablierte EBF-Kulturmodell dient der Erforschung von Signalwegen und neuen Arzneimitteltargets im Zusammenhang mit der Pathogenese der equinen RAO insbesondere dem Atemwegs-Remodelling. So kann gezeigt werden, dass die Verwendung von β2-Agonisten allein oder in Kombination mit Glucocorticoiden eine Hemmung der Proliferation und Transformation von EBF in vitro bewirkt. Dies deutet auf einen zusätzlichen therapeutischen Nutzen von Clenbuterol und Glucocorticoiden hin und impliziert die Notwendigkeit eines frühzeitigen Einsatzes dieser Pharmaka bei der RAO des Pferdes.