Zielstellung dieser Studie war es zu überprüfen, ob durch Fütterung einer mit Vitamin E und Selen angereicherten Mineralstoffmischung in der Transitphase eine Beeinflussung des antioxidativen Status mit Reaktionen GPX [Glutathionperoxidase], SOD [Superoxiddismutase], TEAC [Trolox equivalent antioxidative capacity] und ACW [nichtenzymatische wasserlösliche Antioxidantien] sowie des Stoffwechsels erreicht werden kann und ob damit die Häufigkeit der in der Frühlaktation typischen Erkrankungen sinkt. Zur Beantwortung dieser Fragestellung wurden in einem Milchviehbestand mit 1400 Kühen und Färsen zwei Gruppen von je 26 Tieren zu Beginn der Transitfütterung zusammengestellt. Die Versuchsgruppe erhielt drei Wochen ante partum bis drei Wochen post partum eine Mineralstoffmischung mit einem Vitamin E- Gehalt von 300 mg/kg TM (= 447 IU /kg TM) und einem Selengehalt von 0,5 mg/ kg TM, die Kontrollgruppe die stallübliche Mineralstoffmischung mit 0,3 mg Selen/kg TM ohne zusätzliche Vitamin E Ergänzung. Jedem Tier wurde drei Wochen ante partum, 2 bis 4 Tage post partum und 3 Wochen post partum zur klinisch- chemischen Kontrolle Blut entnommen.Zur Bestimmung des antioxidativen Status wurden die GPX, SOD, TEAC und ACW untersucht. Zur Bewertung des peripartalen Stoffwechsels wurden die Parameter des Energie-, Fett- und Leberstoffwechsels (BHB [ß-0H-Butyrat], Cholesterol, AST [Aspartat-Amino-Transferase], GLDH [Glutamat- Dehydrogenase]), des Eiweißstoffwechsels (Albumin, TP [Gesamt-Eiweiß]), sowie des Mineralstoffwechsels (Ca [Calcium], Pi [anorganisches Phosphat] und der CK [Creatinkinase] bestimmt und mit den Kühen der Kontrollgruppe verglichen. Im Blutbild wurden die Erythrozytenzahl, die Leukozytenzahl, die Erythrozytenindices (MCH, MCHC, MCV), Hämatokrit, Hämoglobin und Thrombozytenzahlen verglichen. Die Häufigkeit des Auftretens der klinischen Krankheitsbilder Mastitis, Gebärparese, Retentio secundinarum, Klauenerkrankungen und puerperale Septikämie und die Produktionsdaten Milchleistung nach 100 Tagen, Milchleistung nach 305 Tagen und Zwischenkalbezeit wurden nach Ende der Untersuchungen statistisch ausgewertet. Eine direkte Beeinflussung des SOD und der GPX ist möglich. Durch die Gabe der mit Vitamin E und Selen angereicherten Mineralstoffmischung konnte in der Versuchsgruppe ein Anstieg der GPX-Aktivität und eine Plateaubildung erreicht werden. Die SOD-Aktivitäten lagen in der Versuchsgruppe drei Wochen post partum signifikant höher als in der Kontrollgruppe. Eine bessere Adaptation an den oxidativen Stress im peripartalen Zeitraum kann durch eine mit Vitamin E und Selen angereicherte Mineralstoffmischung erreicht werden. Die Inzidenz der Mastitiserkrankungen in der Frühlaktation wurde signifikant gesenkt.Die Inzidenz der Mastitiserkrankungen in der Frühlaktation wurde signifikant gesenkt. Signifikante Unterschiede ergaben sich auch in der Aktivität der GLDH. In der Versuchsgruppe wurden 3 Wochen post partum deutlich niedrigere GLDH- Aktivität gemessen als in der Kontrollgruppe, woraus auf einen besseren Leberzellschutz in der kritischen biologischen Phase der Milchkuh zu schließen ist. Hinsichtlich der Häufigkeit des Auftretens weiterer klinischer Erkrankungen im peripartalen Zeitraum konnte jedoch keine Verbesserung erzielt werden. Ebenso haben sich die Produktionsparameter Milchleistung und Zwischenkalbezeit nicht verbessert.

In der veterinärmedizinischen Wissenschaft spielt das equine akustische Organ sowie dessen Erkrankungen und Funktionsstörungen bislang eine stark untergeordnete Rolle. Mangelnde Visualisierungs- und Untersuchungsmöglichkeiten, geringe Patienten- Compliance sowie fehlende Referenzen erschweren die Diagnose aurikulärer Erkrankungen (SARGENT et al. 2006; SOMMERAUER et al. 2012). Das übergeordnete langfristige Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, humanmedizinische objektive audiometrische Messtechnik an das Pferdeohr anzupassen. Von speziellem Interesse ist dabei die Messung otoakustischer Emissionen zur objektiven Überprüfung der Innenohrfunktion. Die grundlegende Voraussetzung jeglicher Messungen und Adaptierungen ist zunächst die otoskopische Kontrolle des externen Gehörkanales und Trommelfelles. So können die Messung behindernde Faktoren, beispielsweise ein hoher Verschmutzungsgrad oder Fremdkörper im externen Gehörkanal, ausgeschlossen werden. Mit Hilfe herkömmlicher Videobronchoskope oder Videogastroskope (Durchmesser von 7 mm bzw. 9 mm) und der Anwendung eines standardisierten Protokolls konnten im Rahmen der Basisstudie die externen Gehörkanäle und Trommelfelle von 38 sedierten Pferden bilateral endoskopisch untersucht werden. Aus praktischer Sicht ist dabei hervorzuheben, dass die bislang obligatorische Leitungsanästhesie der Ohrnerven und das damit verbundene Risiko einer Fazialisparese vollständig umgangen werden konnte. Im Zuge dieses optimierten Verfahrens wurden physiologische und pathologische endoskopische Referenzen des externen Gehörkanales und Trommelfelles erstellt. Pathologische otoskopische Befunde (z.B. Tympanosklerose) sowie mangelnde veterinärmedizinische Fachliteratur verdeutlichen den Bedarf der histologischen Aufarbeitung des equinen akustischen Organs. Im Rahmen der Folgestudie wurden die Ohren von zehn Schlachtpferden für die detaillierte histologische Aufarbeitung herangezogen. Die Ergebnissedieser Arbeit beschreiben und verbildlichen erstmalig das vollständige equine akustische Organ. Im Folgenden sind nun die wesentlichen Ergebnisse der Basis- und Folgestudie zusammengefasst. Der physiologische kartilaginöse externe Gehörkanal ist pigmentiert, mit Haaren sowie mit cerumenproduzierenden Talg- und Schweißdrüsen ausgekleidet. Im Vergleich zum ossären externen Gehörkanal weist der kartilaginöse Anteil einen deutlich höheren Verschmutzungsgrad auf. Der Übergang zwischen dem kartilaginösen und ossären äußeren Gehörgang ist histologisch gekennzeichnet durch einen abrupten Wechsel zu einem unpigmentierten, haarlosen und drüsenfreien mehrschichtig verhornten Epithel. Endoskopisch ist dieser Übergang anhand kranzartig angeordneter beigefarbener Keratinschuppen erkennbar, welche Produkte des Selbstreinigungsmechanismus des knöchernen Gehörganges darstellen. Letzterer besitzt eine rund-ovale Form, ein trockenes zartrosafarbenes Epithel mit konzentrischen Keratinringen und schwach durchscheinender Gefäßzeichnung. Das physiologische equine Trommelfell stellt sich endoskopisch als eine klar in ihre Bestandteile (Pars tensa, Pars flaccida, Stria mallearis) differenzierte semitransparente Membran ohne positiven Lichtreflex dar. Auf der Grundlage der etablierten physiologischen Referenzen konnten pathologische Befunde bei sieben Pferden (vier Pferde mit Aural Plaques, drei Pferde mit Otitis externa) nachgewiesen werden. Zu den typischen Kennzeichen einer Otitis externa zählen die Schwellung und Rötung des ossären Epithels, das Verstreichen der konzentrischen Keratinringe und/oder die Ablösung der schützenden Keratinschicht im ossären Gehörkanal sowie ein positiver Lichtreflex im Bereich des Trommelfelles. Bei einem der an Otitis externa erkrankten Pferde konnte ein möglicher Zusammenhang zu einer Temporohyoidosteoarthropathie (THO) hergestellt werden. Darüber hinaus konnte bei zwei weiteren Pferden erstmalig eine Tympanosklerose diagnostiziert werden. Die Resultate dieser Dissertation liefern die Grundlage für weitere Forschungsansätze auf dem Gebiet des equinen akustischen Organs. Die Ohrendoskopie am stehenden sedierten Pferd ist eine praktikable, schonende sowie diagnostisch wertvolle Untersuchungsmöglichkeit. Sie sollte insbesondere bei der Abklärung einer THO, Fazialisparese, Vestibularsyndrom, Headshaking, Kopfscheue, parasitären Infektionen oder bei Kopftraumata zum Einsatz kommen. Die Ohrendoskopie ist zudem der Ausgangspunkt für die Anpassung und Anwendung humanmedizinischer audiometrischer Messsonden an das Pferdeohr. Die gewonnenen histologischen Erkenntnisse bilden die Basis für weiterführende Untersuchungen hinsichtlich angeborener oder erworbener Mittel- und Innenohrerkrankungen, welche Einfluss auf die Messung der otoakustischen Emissionen haben.:Inhaltsverzeichnis Einleitung ...................................................................................................................... 1 Literaturübersicht .......................................................................................................... 4 Anatomie des equinen akustischen Organs ................................................................. 4 8 Danksagung 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 Otoskopie ........................................................................................................ 10 Tympanometrie ............................................................................................... 11 Messung otoakustischer Emissionen (OAE) ................................................... 12 Hirnstammaudiometrie (BERA) ....................................................................... 14 Äußeres Ohr...................................................................................................... 4 Mittelohr ............................................................................................................ 4 Innenohr ............................................................................................................ 5 Hörbahn ............................................................................................................ 7 Gleichgewichtsbahn .......................................................................................... 7 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 Physiologie des Hörvorganges ..................................................................................... 8 Physiologie des Vestibularorgans................................................................................. 9 Untersuchungsmethoden des akustischen Organs .................................................... 10 Ergebnisse .................................................................................................................. 15 Publikation 1: Endoscopic findings of the external ear canal in a group of clinically normal horses and horses with head shaking or vestibular disease .......................... 15 Publikation 2: Histological Study of the External, Middle and Inner Ear of Horses .... 25 Diskussion .................................................................................................................. 44 Otoskopie.................................................................................................................... 45 Der physiologische equine externe Gehörkanal und das Trommelfell ....................... 46 Pathologische Befunde des equinen externen Gehörkanales und Trommelfelles ..... 48 Histologie des equinen akustischen Organs............................................................... 50 Diagnostische Möglichkeiten - OAE ........................................................................... 51 Zusammenfassung ..................................................................................................... 53 Summary .................................................................................................................... 55 Literaturverzeichnis..................................................................................................... 57 Anhang ....................................................................................................................... 64 / The equine acoustic organ, including its diseases and disorders, still plays a minor role in veterinary science. Due to insufficient visualization and examination equipment, little patient compliance and sparse references the diagnosis of auricular diseases is rather difficult (SARGENT et al. 2006; SOMMERAUER et al. 2012). The overall aim of this research project is to adapt human objective audiometric testing devices onto the equine acoustic organ. Particularly, the measurement of so-called otoacoustic emissions is of importance for an objective evaluation of the inner ear function. The otoscopic examination of the external ear canal and tympanic membrane is the fundamental precondition for the adaption of probes and every audiometric testing. Circumstances that may prevent us from having successful measurements, like a high degree of ceruminous and cellular debris or even foreign bodies within the external ear canal, can be identified and eliminated by otoscopy. By the use of common veterinary videobronchoscopes or videogastroscopes (calibre 7 mm/9 mm) the external ear canal and tympanic membrane of 38 standing sedated horses were bilaterally examined following a standardized protocol. Special emphasis should be placed on the fact that the obligatory local nerve block anaesthesia of the auricular nerves and the associated risk of a facial nerve paralysis were completely eliminated. With the help of this simplified procedure physiological and pathological references could be established. Pathological findings and a lack of relevant veterinary literature prompted us to take a closer look at histological aspects of the equine acoustic organ. In this context, the ears of ten slaughter horses were histologically examined in detail. The results of this follow-up study describe and illustrate the complete histology of the equine acoustic organ for the first time. In the following the essential results of the basic- and follow-up study are summarized. The physiological cartilaginous external ear canal is pigmented and contains hair, as well as ceruminous and sebaceous glands. In comparison to the osseous external ear canal, the cartilaginous part has higher degree of ceruminous and cellular debris. The intersection between both- the cartilaginous and osseous portion- is histologically characterized by an abrupt change to a non-pigmented, hairless, aglandular keratinized stratified squamous epithelium. Endoscopically, the intersection can be identified by a rim of beige keratin scales, which are products of the self-cleaning mechanism of the osseous epithelium. The osseous ear canal is round to oval shaped and lined with pale pink coloured epithelium that contains concentric keratin formations and visible capillary drawing. The physiological equine tympanic membrane is endoscopically characterized by a well-differentiated semi- transparent membrane, which shows no positive light reflex. On basis of the established physiological references pathological changes were found in seven horses (four horses with aural plaques, three horses with otitis externa). Typical sings of otitis externa were swelling and reddening of the osseous epithelium, the loss of the concentric keratin layer formation and/or detachment of the protective osseous keratin layer, as well as a positive light reflex on the tympanic membrane. In one diseased horse a possible correlation between the Otitis externa and severe temporohyoid osteoarthropathy (THO) could be revealed. Additionally, tympanosclerotic changes within two equine eardrums could be visualized for the first time. The results of this study provide a basis for further research on the equine acoustic organ. The otoscopic examination in standing sedated horses is a viable, safe, easy and quick to perform beneficial diagnostic procedure for a complete work-up of ear-related diseases, such as THO, facial nerve paralysis, vestibular disease, head shaking, parasitic infections or head trauma. In addition, the otoscopic examination is a basic requirement for the adaption and the use of human audiometric measuring probes in equine ears. The results obtained in the histological study can be employed as references for further research on equine congenital and acquired middle and inner ear diseases, which can influence the measurement results of otoacoustic emissions.:Inhaltsverzeichnis Einleitung ...................................................................................................................... 1 Literaturübersicht .......................................................................................................... 4 Anatomie des equinen akustischen Organs ................................................................. 4 8 Danksagung 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 Otoskopie ........................................................................................................ 10 Tympanometrie ............................................................................................... 11 Messung otoakustischer Emissionen (OAE) ................................................... 12 Hirnstammaudiometrie (BERA) ....................................................................... 14 Äußeres Ohr...................................................................................................... 4 Mittelohr ............................................................................................................ 4 Innenohr ............................................................................................................ 5 Hörbahn ............................................................................................................ 7 Gleichgewichtsbahn .......................................................................................... 7 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 Physiologie des Hörvorganges ..................................................................................... 8 Physiologie des Vestibularorgans................................................................................. 9 Untersuchungsmethoden des akustischen Organs .................................................... 10 Ergebnisse .................................................................................................................. 15 Publikation 1: Endoscopic findings of the external ear canal in a group of clinically normal horses and horses with head shaking or vestibular disease .......................... 15 Publikation 2: Histological Study of the External, Middle and Inner Ear of Horses .... 25 Diskussion .................................................................................................................. 44 Otoskopie.................................................................................................................... 45 Der physiologische equine externe Gehörkanal und das Trommelfell ....................... 46 Pathologische Befunde des equinen externen Gehörkanales und Trommelfelles ..... 48 Histologie des equinen akustischen Organs............................................................... 50 Diagnostische Möglichkeiten - OAE ........................................................................... 51 Zusammenfassung ..................................................................................................... 53 Summary .................................................................................................................... 55 Literaturverzeichnis..................................................................................................... 57 Anhang ....................................................................................................................... 64

Hintergrund und Zielstellung: Im Zuge der Intensivierung der Schweinemast kommen Atemwegsinfektionen und deren klinische Auswirkungen auf die Tiere, in Verbindung mit möglichen Wechselwirkungen zu den Umgebungsfaktoren, eine entscheidende Bedeutung für die Tiergesundheit und Wirtschaftlichkeit der Betriebe zu. Daher war es Ziel dieser Arbeit, unter Feldbedingungen festzustellen, inwieweit Korrelationen zwischen Parametern des Stallklimas, dem Nachweis potentiell pathogener Infektionserreger des Respirationstraktes, klinischem Befund der Tiere, dem Lungenbefund am Schlachtband und den Leistungsfaktoren bestehen. Material und Methoden: Über den Zeitraum von einem Jahr wurden fünf Schweinemastbetriebe in Thüringen, mit Betriebsgrößen im Bereich von 2480 bis 22 000 Mastplätzen hinsichtlich Tiergesundheit, insbesondere der Atemwegsgesundheit und Stallklima untersucht. Betriebskenndaten über Stallbau, Belegungsdichte, Lüftungs- und Heiztechnik sowie Fütterungs, -Tränke- und Impfregime wurden aufgenommen. Für die Untersuchungen wurden pro Betrieb zwei Abteile ausgewählt. Dabei lagen die betriebsabhängigen Abteilgrößen zwischen 159 bis 751 Tieren. In diesen Abteilen wurden bei einer Stichprobengröße von zehn Tieren in zwei Mastperioden, Sommer und Winter, zu jeweils drei Zeitpunkten (Vormast, Mittelmast und Endmast) 840 Blutproben entnommen und bezüglich der lungenpathogenen Erreger PRRSV, PCV 2, SIV sowie APP untersucht. PRRSV und PCV 2 betreffend, wurde sowohl auf Virus mittels in house-PCR-Untersuchungen gepoolter Proben, als auch serologisch auf Antikörper mittels ELISA untersucht. Für den Erreger SIV erfolgte eine serologische Untersuchung auf Antikörper mittels HAH sowie für APP mittels ELISA. Des Weiteren kam es in den entsprechenden Abteilen zur Durchführung stallklimatischer Messungen, wobei die Stallklimaparameter Lufttemperatur, Relative Luftfeuchte, Luftgeschwindigkeit sowie die Beleuchtungsstärke mithilfe von Geräten der Firma Testo sowie die Konzentrationen von CO2, O2, NH3und H2S mithilfe eines Multiwarn-Mehrgasmessgeräts der Firma Dräger ermittelt wurden. Gleichzeitig erfolgte eine klinische Befunderhebung in den Gruppen, mit der Bildung eines Klinikscores mit Schwerpunkt Lungengesundheit, sowie die Aufnahme der Leistungsparameter: durchschnittliche tägliche Zunahme, Mortalität der Gruppe und dem Tierbehandlungsindex, aus denen ein Leistungsscore ermittelt wurde. Im Zuge der Schlachtung wurden 9921 Schlachtkörper, insbesondere das Geschlinge und die Lungen, makroskopisch beurteilt und daraus ein modifizierter Organboniturscore, auf Grundlage des Organbefundindex nach Blaha gebildet. Alle Score-Bewertungen erfolgten nach Punkten und gaben somit eine Aussage zum Tiergesundheitsstatus der Betriebe. Höhere Punktzahlen entsprachen einem schlechterem Gesundheits- bzw. Leistungsstatus. Somit konnten Wechselwirkungen zwischen den Ergebnissen der Blutuntersuchungen, den Stallklimaparametern, dem Klinik- und Leistungsscore sowie dem Organboniturscore mittels statistischer Auswertung hergestellt werden, wobei die einzelnen Bestände sowohl betriebsübergreifend als auch auf Bestandsebene untersucht wurden. Aufgrund durchgeführter Umbaumaßnahmen in drei Beständen wurde ein Vergleich alter und neuer Betriebsteile in die Betrachtungen mit einbezogen. Ergebnisse: Keiner der Betriebe wies eine vollständige Erregerfreiheit auf, was für die endemische Verbreitung der Infektionserreger, insbesondere PRRSV, PCV 2 sowie APP spricht. SIV wurde lediglich in einem Bestand nachgewiesen. Serokonversionen hinsichtlich PRRSV gingen signifikant mit vermehrtem Husten der Tiere (p = 0,027) und einer höheren klinischen Gesamtpunktzahl (p = 0,016) einher. Bei Virusnachweis zeigte sich mit p = 0,047 eine signifikant schlechtere Lungengesundheit. Hinsichtlich des Stallklimas bestand für die Parameter Temperatur, Relative Luftfeuchte, CO2 Gehalt sowie den Schadgasgehalten der Stallluft ein starker Bezug zu den unterschiedlichen Mastperioden Sommer und Winter, mit vorrangig schlechteren Werten in der Winterperiode. Diese Klimaparameter lagen oftmals über den Grenz- bzw. Regelwertbereichen, mit Auswirkungen auf die Atemwegsgesundheit. Mit Ausnahme des Parameters NH3 ergaben sich bestandsübergreifend mit p ≤ 0,01 signifikante Zusammenhänge zu den klinischen Befunden (höhere Teilpunkzahlen Lungengesundheit korrelieren mit ρ = 0,250 zum CO2-sowie mit ρ = 0,222 zum H2S-Gehalt der Stallluft, negativ mit ρ = −0,396 zur Temperatur) sowie NH3 inbegriffen (mit einer Korrelation von ρ = 0,401) zu den Pneumoniebefunden. Ebenfalls bestandsübergreifend zeigte sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Infektion von APP (p = 0,038) sowie PRRSV (p = 0,001) und einer erhöhten Anzahl an Pleuritiden. Des Weiteren zeigten sich mit einer Signifikanz von p ≤ 0,01 in Verbindung mit verstärkten klinischen Symptomen auch signifikant mehr makroskopisch sichtbare Pneumonien bei der Schlachtung (Korrelation der Gesamtpunktzahl Klinik mit ρ = 0,297). Bestandsabhängig wurden beim Vorhandensein multipler Erregerspektren im Betrieb erhöhte Lungenbefunde ermittelt. Beziehungen der Klima- und Klinikparameter sowie der Lungenbefunde zu den Leistungsparametern, konnten nur in geringem Maße festgestellt werden. So wurden beispielsweise keine Korrelationen zwischen den Schadgasparametern und der durchschnittlichen Masttagszunahme festgestellt. Hier scheint der genetische Aspekt einen starken Einfluss zu besitzen. Schlussfolgerungen: Anhand der Untersuchungen konnten sowohl einzelbetrieblich als auch betriebsübergreifend Signifikanzen zwischen den einzelnen Parametern festgestellt werden. Die gegenseitige Beeinflussung und Abhängigkeit aller Faktoren ist jedoch immer herdenabhängig und variiert, je nach Bestandsdynamik.

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