Einige Krankheitserreger, die für hohe wirtschaftliche Verluste in der Schweineindustrie sorgen, können über mehrere Kilometer über die Luft übertragen werden. Staub und daran gebundene Mikroorganismen können sowohl bei Tieren, als auch bei Menschen, die in der Landwirtschaft arbeiten, zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Um den aerogenen Erregereintrag und die Belastung der Gesundheit durch Stallstaub zu reduzieren, können Filtertechniken, wie Umluftfiltration, zum Einsatz kommen. In mehreren Studien konnte beim Einsatz von Umluftfiltration im Schweinestall ein positiver Einfluss auf die Lungengesundheit der Tiere verzeichnet werden. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend, war es Gegenstand dieser Arbeit die positiven Effekte der Umluftfiltration mit der keimtötenden Wirkung von UVC-Strahlen zu kombinieren und somit den Keimgehalt der Stallluft zu reduzieren. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Effizienz von UVC-kombinierter Umluftfiltration hinsichtlich der Reduktionsrate luftgetragener Mikroorganismen im Labormaßstab zu untersuchen. Im zweiten Teil der Studie wurde ein UVC-Umluftfiltermodul in einen kleinen Stall integriert, um dessen Einfluss auf die Qualität der Stallluft bzw. auf die Staub- und Bakterienmenge im Vergleich zu einem Referenzstall zu überprüfen. Für Testdurchläufe im Labormaßstab wurden Aerosole mit Staphylococcus aureus, Ac-tinobacillus pleuropneumoniae, dem Virus des seuchenhaften Spätaborts (PRRSV) und dem Porcinen Parvovirus (PPV) erzeugt. In einem Luftfilterprüfstand wurden mit jedem Erreger je fünf unabhängige Testläufe mit und ohne UVC-Bestrahlung durchgeführt. Bei einigen Test-durchläufen wurde die relative Luftfeuchtigkeit (rLF) verändert, um den Einfluss einer erhöh-ten rLF auf die UVC-Wirksamkeit zu bewerten. Die Reduktionsrate entsprach der Differenz der infektiösen Partikel gemessen vor dem Luftfilter und hinter dem Luftfilter. Um das Überleben von Krankheitserregern im Filtermaterial zu untersuchen, wurden die Filter in ge-trennten Plastiktüten aufbewahrt. Nach bestimmten Zeitintervallen wurden Filterproben ent-nommen, gepoolt und inkubiert. Es folgte eine Virustitration bzw. eine Zählung der Bakterien. Die Feldstudie fand in einem kleinen Instituts-eigenen Stall statt, der aus zwei getrennten Stallabteilen bestand. Es wurden wöchentlich Luftmessungen über einen Zeitraum von 13 Wochen bzw. 16 Wochen in jedem Stallabteil durchgeführt. Die Staub- und Bakterienmenge der Stallluft wurde an drei verschiedenen Probennahmestellen gemessen. Zusätzlich wurden Luft-Proben direkt vor und hinter dem UVC-Modul entnommen. Weiterhin wurde die Ammoniak- und CO2-Konzentration, sowie Temperatur und rLF aufgezeichnet. Die Reduktionsraten der Staub- und Bakterienmenge der Stallluft wurde durch Berechnung der Werteverhältnisse (Ratios) der Messwerte aus Stall 1 (UVC-Modul) verglichen zu Stall 2 (Referenzstall) bestimmt. Ratios kleiner als eins entsprachen einer relativen Verringerung der Bakterienzahl bzw. Staubmenge. Durch logarithmische Transformierung der Ratios wurden annähernd normalverteilte Werte gewährleistet. Unter Verwendung eines t-Tests mit einer Probe auf einem Signifikanzniveau von 5 % wurden Nullhypothesen von unveränderten mittleren Bakterien- bzw. Staubwerten geprüft. Zusätzlich wurden 95 %ige Konfidenzintervalle für die geschätzten Stichprobenmittelwerte berechnet. Bei Tests im Labormaßstab führte das UVC-kombinierte Filtersystem zu einer Reduzierung der viralen und bakteriellen Partikel um mehr als 99 %. Die rLF hatte keinen Einfluss auf die UVC-Effizienz. Die Lebensfähigkeit der Pathogene im Filtermaterial variierte in Abhängigkeit vom verwendeten Pathogen und der rLF, wobei sich S. aureus und PPV am resistentesten darstellten. In der Feldstudie erreichten wir in der Stallluft von Stall 1 (mit dem UVC-Modul) eine signifikant niedrigere Bakterienmenge im Vergleich zum Referenzstall (Stall 2). Die Bakterienkonzentration der Stallluft konnte durchschnittlich auf 37 % reduziert werden, während die Staubmenge in viel geringerem Maße (auf 78 %) verringert werden konnte. Messungen unmittelbar vor und hinter dem UVC-Modul ergaben in der Stallluft eine Reduktion von 99,4 % für Bakterien und von 95,0 % für Staub. Wir konnten die Wirksamkeit von UVC-Strahlung zur Luftdesinfektion im Labormaßstab mit einer Reduktionseffizienz von >99 % für ausgewählte Viren und Bakterien erfolgreich demonstrieren. Darüber hinaus erwies sich die Kombination von UVC-Strahlung und Umluftfiltration als erfolgreich bei der Reduzierung der Bakterien- und Staubmenge der Stallluft in einem kleinen Schweinbestand. Der Einsatz dieser Technologie könnte die allgemeine Stallluftqualität in Nutztierställen verbessern.:1 Einleitung 2 Literaturübersicht 2.1 Ausgewählte Pathogene in der Schweinehaltung 2.1.1 Viren 2.1.1.1 Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) 2.1.1.2 Ungulate protoparvovirus 1 (Porcines Parvovirus, PPV) 2.1.2 Bakterien 2.1.2.1 Actinobacillus pleuropneumoniae (APP) 2.1.2.2 Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) 2.2 UVC-Strahlung 2.2.1 Allgemeines 2.2.2 Luftdesinfektion mit UVC-Strahlung 2.3 Luftfiltration 2.3.1 Grundlagen der Filtration 2.3.2 Filterklassen 2.3.3 Luftfiltration in der Tierhaltung 2.4 Stallklima 2.4.1 Zusammensetzung der Stallluft 2.4.1.1 Organische Komponenten 2.4.1.1.1 Staub 2.4.1.1.2 Mikrobielle Zusammensetzung der Stallluft 2.4.1.2 Chemische und physikalische Komponenten 2.4.1.2.1 Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit (rLF), Luftgeschwindigkeit 2.4.1.2.2 Ammoniak (NH3) 2.4.1.2.3 Kohlendioxid (CO2) 3 Veröffentlichung 3.1 Eigenanteil 3.2 Fremdanteil 4 Diskussion 5 Zusammenfassung 6 Summary Literaturverzeichnis Danksagung / Some pathogens, which cause high economic losses in the swine industry, can be transmitted over several kilometres via the airborne route. Dust and microorganisms bound to dust can lead to serious health problems for animals, as well as for human beings working in the agricultural environment. In order to reduce airborne pathogen burden and to lower the negative health impact of stable dust, air filtration technologies such as recirculating air filtration can be used. In several studies, a positive impact on swine lung health was seen, when recirculating air filtration was implemented in the pig barn. Filtration of supply air can minimize the risk of introducing airborne pathogens to indoor air. Based on this knowledge, the aim of this study was to combine the positive effects of recirculating air filtration with the germicidal effect of UVC-irradiation, and thus to reduce germ content of stable air. The aim of the current study was, to assess the efficiency of UVC irradiation combined to air filtration in reducing airborne microorganisms at laboratory scale. In a second part, a UVC-combined recirculating air filtration module (UVC module) was implemented in a small animal facility in order to assess its improvement of air quality with regard to airborne bacteria and dust. Tests at laboratory scale were performed using aerosols of Staphylococcus aureus, Actinobacillus pleuropneumoniae, porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) and porcine parvovirus (PPV). Five independent test runs were performed in a test chamber with each pathogen, with and without UVC irradiation, respectively. Relative humidity (RH) was manipulated in some test runs to evaluate the influence of increased RH to UVC-efficacy. Reduction efficiencies were calculated by numbers of pathogens entering and leaving the test chamber. To investigate the survival of pathogens in the filter material, the filters were stored in separated plastic bags. Filter samples were taken after certain time intervals, pooled and incubated, followed by virus titration or counting of bacteria. Our field study occurred in a small pig facility consisting of two separated barns. Weekly air measurements were conducted over a period of 13 weeks (10 piglets) and 16 weeks (11 piglets) in each barn, respectively. Airborne dust and bacteria amount was sampled and calculated at three different sampling points. Furthermore, samples were taken right in front and behind the UVC-module. In addition, ammonia, CO2, temperature and RH were recorded. Relative reduction of airborne dust and bacteria amount was determined by calculating ratios of values in barn 1 (UVC-module) compared to barn 2 (reference). Ratios smaller than one correspond to a relative reduction of bacterial counts/dust amount. Ratios were log-transformed to guarantee approximately normally distributed values. Null hypotheses of unchanged mean bacterial or dust counts (i.e., mean ratios equal one) were tested using one sample t-tests on a significance level of 5 %. In addition, 95 % confidence intervals (CI) were calculated for the estimated sample means. UVC-combined air filtration in tests at laboratory scale resulted in a more than 99 % reduction of viral and bacterial particles. RH had no influence on UVC efficiency. Viability in the filter matter varied depending on the pathogen used and RH with S. aureus and PPV being most resistant. In the field study, airborne bacterial numbers were significantly lower in the barn equipped with the UVC module compared to the reference barn. On average, a reduction to 37 % of reference values could be achieved for bacteria, whereas the amount of total dust was reduced to a much lesser extent (i.e. to 78 % of reference values). Measures taken in front of and behind the UVC module revealed a reduction of 99.4 % for airborne bacteria and 95.0 % for total dust. We successfully demonstrated the effectiveness of air disinfection using UVC irradiation at laboratory scale with reduction efficiencies of >99 % for certain viruses and bacteria. Moreo-ver, combining UVC irradiation to recirculating air filtration proved to be successful in reduc-ing airborne bacteria and dust in a small animal facility. The implementation of such devices might improve the overall environmental quality in animal facilities.:1 Einleitung 2 Literaturübersicht 2.1 Ausgewählte Pathogene in der Schweinehaltung 2.1.1 Viren 2.1.1.1 Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) 2.1.1.2 Ungulate protoparvovirus 1 (Porcines Parvovirus, PPV) 2.1.2 Bakterien 2.1.2.1 Actinobacillus pleuropneumoniae (APP) 2.1.2.2 Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) 2.2 UVC-Strahlung 2.2.1 Allgemeines 2.2.2 Luftdesinfektion mit UVC-Strahlung 2.3 Luftfiltration 2.3.1 Grundlagen der Filtration 2.3.2 Filterklassen 2.3.3 Luftfiltration in der Tierhaltung 2.4 Stallklima 2.4.1 Zusammensetzung der Stallluft 2.4.1.1 Organische Komponenten 2.4.1.1.1 Staub 2.4.1.1.2 Mikrobielle Zusammensetzung der Stallluft 2.4.1.2 Chemische und physikalische Komponenten 2.4.1.2.1 Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit (rLF), Luftgeschwindigkeit 2.4.1.2.2 Ammoniak (NH3) 2.4.1.2.3 Kohlendioxid (CO2) 3 Veröffentlichung 3.1 Eigenanteil 3.2 Fremdanteil 4 Diskussion 5 Zusammenfassung 6 Summary Literaturverzeichnis Danksagung

Gliotoxin ist ein ubiquitär vorkommendes Mykotoxin und wird unter anderem von Aspergillus sp. gebildet. Das Gliotoxin ist toxisch und stellt für Mensch und Tier ein gesundheitliches Risiko dar. Über die Aufnahme von kontaminierten Futtermitteln (FM) kann es in tierische Produkte und anschließend in die Nahrungsmittelkette gelangen. Dem Mykotoxin werden starke immunmodulatorische Eigenschaften zugeschrieben. Gliotoxin gilt als eine sehr reaktive Verbindung, die in der Umwelt schnell zu bis(methylthio)Gliotoxin (bmGliotoxin) umgesetzt werden kann. Dieser Metabolit ist sowohl atoxisch als auch biologisch inaktiv und wird aufgrund seiner Stabilität als ein wichtiger und zuverlässiger Diagnostikmarker beschrieben. In der Mykotoxinanalytik werden Konzentrationsbestimmungen primär durch chromato-graphische Verfahren durchgeführt. Mit diesen Verfahren konnten bereits Gliotoxin-Konzentrationen in verschiedensten FM bestimmt werden. Im Gegensatz zu anderen prominenten Mykotoxinen gibt es für das Gliotoxin kein Nachweisverfahren für routinemäßige Kontrolluntersuchungen. Daher war das Ziel der Dissertationsarbeit die Entwicklung eines ELISA, mit dem Gliotoxin in FM einfach und schnell bestimmt werden kann. Es wurden zunächst geeignete Protein-Gliotoxin-Konjugate für die Anti-Gliotoxin-Immunisierung hergestellt. Kaninchen wurden nach einem festgelegten Protokoll mit diesen Hapten-Konjugaten immunisiert (Kurzzeit- bzw. Langzeitimmunisierung). Anschließend erfolgte die Titerbestimmung in den Antiseren und die Überprüfung der Paratophemmbarkeit durch freies Gliotoxin. Aus dem Antiserum mit der höchsten IgG-anti-Gliotoxin-Konzentration wurden die Antikörper antigenaffinitäts-chromatografisch aufgereinigt. Zusätzlich wurde für den kompetitiven ELISA ein geeignetes Gliotoxin-Peroxidase-Konjugat hergestellt. Alle Testkomponenten wurden vorab geprüft und danach der kompetitive Gliotoxin-ELISA validiert. Mit dem optimierten kompetitiven Testsystem wurden die Gliotoxin-Konzentrationen in Schimmelpilz-Kulturüberständen (Aspergillus sp.) gemessen. Anschließend erfolgte die Untersuchung von Futtermittelproben (Silagen) auf Gliotoxin. Nach der entsprechenden Probenaufbereitung der FM wurde das Gliotoxin im kompetitiven ELISA ebenfalls quantitativ bestimmt. Die hier gemessenen Gliotoxin-Konzentrationen wurden mit Ergebnissen aus parallel durchgeführten Untersuchungen mit der LC-MS/MS verglichen. Mit dem entwickelten kompetitiven ELISA sind quantitative Aussagen zu erhöhten Gliotoxin-Konzentrationen in verschiedenen Probenmaterialien möglich. Das Mykotoxin kann sowohl frei in seiner nativen Form, gebunden an Proteine oder metabolisiert als bis(methylthio)gliotoxin detektiert werden. Mit dem Testsystem kann die quantitative Produktion von Gliotoxin durch verschiedene Schimmelpilzarten beurteilt werden. Die untersuchten FM (Silageproben) konnten im entwickelten ELISA alle erfolgreich gemessen und beurteilt werden.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Schimmelpilze 2 2.1.1 Definition und Zuordnung 2 2.1.2 Vorkommen in der Umwelt 4 2.1.3 Bedeutung und Nutzen 5 2.1.4 Schadwirkung für Mensch und Tier 7 2.2 Mykotoxine 9 2.3 Gliotoxin 10 2.3.1 Allgemeine Merkmale 10 2.3.2 Bis(methylthio)Gliotoxin 16 2.3.3 Ausgewählte Pathogenitätsmechanismen 17 2.3.3.1 Redox-Zirkel und ROS-Produktion 17 2.3.3.2 Verschiebung des TH1/ TH2-Gleichgewichtes 18 2.3.3.3 Inhibition des Transkriptionsfaktors NF-κB 19 2.3.3.4 Einleitung von Apoptose und Nekrose 20 2.3.3.5 Inhibition von Mastzellen 21 2.3.4 Nachweisverfahren 22 2.3.4.1 Chromatographie 22 2.3.4.2 Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) 23 2.3.5 Quantitative Mengenbestimmungen in Proben 25 2.3.5.1 Klinisches Probenmaterial 25 2.3.5.2 Belastete Futtermittelproben 27 2.3.5.3 Belastete Lebensmittelproben 33 3 Material und Methoden 34 3.1 Gliotoxin, Chemikalien und ausgewählte Laborgeräte 34 3.2 Gliotoxin-Hapten für die Immunisierung 35 3.3 Immunisierung 37 3.4 Untersuchung der Anti-Gliotoxin-Antiseren 37 3.4.1 Protein-Gliotoxin-Konjugate für ELISA 37 3.4.2 ELISA für Antiserumuntersuchung 39 3.4.3 ELISA für die Bestimmung der IgG-Konzentrationen anti-Gliotoxin 40 3.5 Etablierung des kompetitiven Gliotoxin-ELISA 42 3.5.1 Isolierung der IgG-anti-Gliotoxin 42 3.5.2 Herstellung des Gliotoxin-HRP-Konjugates 43 3.5.3 Prüfung der Testkomponenten 44 3.5.4 Validierung des kompetitiven Gliotoxin-ELISA 45 3.6 Untersuchung von Kreuzreaktionen 45 3.7 Untersuchung von Pilzkulturen auf Gliotoxin 45 3.8 Untersuchung von Futtermitteln auf Gliotoxin 47 3.8.1 Untersuchung von dotiertem Futtermittel 47 3.8.2 Futtermitteluntersuchung mit dem Gliotoxin-ELISA 48 3.8.3 Futtermitteluntersuchung mit der LC-MS/MS 49 3.9 Datenauswertung 49 4 Ergebnisse 50 4.1 Hapten für die Immunisierung 50 4.2 Untersuchung der Anti-Gliotoxin-Antiseren 50 4.2.1 Titerbestimmung 50 4.2.2 Bestimmung der Hemmungsrate durch freies Gliotoxin 51 4.2.3 IgG-anti-Gliotoxin-Konzentration in den Antiseren 53 4.3 Untersuchung der Antiseren 55 4.3.1 Isolierung des IgG-anti-Gliotoxin 55 4.3.2 Voruntersuchungen für die Etablierung des kompetitiven Gliotoxin-ELISA 57 4.3.3 Validierung des kompetitiven Gliotoxin-ELISA 60 4.4 Untersuchung von Kreuzreaktionen 64 4.5 Untersuchung von Pilzkulturen auf Gliotoxin 65 4.6 Untersuchung von Futtermitteln auf Gliotoxin 68 4.6.1 Untersuchung mit Gliotoxin dotierter Futtermittel 68 4.6.2 Futtermitteluntersuchung mit Gliotoxin-ELISA und LC-MS/MS 71 4.7 Auswertung und Bewertung 73 5 Diskussion 78 5.1 Bewertung der Gliotoxin-Antigen Entwicklung 78 5.2 Bewertung der Antiseren nach Immunisierung (28d- und 91d-Protokoll) 79 5.3 Etablierung des kompetitiven ELISA 83 5.4 Bewertung der Pilze und der Kulturüberstände 85 5.5 Bewertung der Futtermittel 88 6 Zusammenfassung 96 7 Summary 98 8 Literaturverzeichnis 100 9 Anhang 116

In der Schweinehaltung sind Erkrankungen des Bewegungsapparates und des Zentralnervensystems neben Erkrankungen des Gastrointestinal- und Respirationstraktes von größter Bedeutung hinsichtlich der Betriebswirtschaftlichkeit und des Wohlergehens der Tiere. Infektionen durch verschiedene bakterielle Erreger sind hierbei die häufigste Ursache. Über die altersabhängige Häufigkeitsverteilung der Erreger sind allerdings keine jüngeren Studien veröffentlicht. Streptococcus (S.) suis verursacht beim Schwein neben Polyarthritiden und Meningitiden auch Septikämien, Endokarditiden und plötzliche Todesfälle. Weltweit sind die Serotypen 1 bis 9 unter den invasiven Isolaten besonders prävalent. In Europa und auch Deutschland dominieren die Serotypen 2 und 9. Obwohl eine Vielzahl von Publikationen zur molekularen Pathogenese von S.-suis-Infektionen erschienen sind, sind die Infektionswege, die zur Bakteriämie führen, nicht hinreichend geklärt. Während beim Schwein als Eintrittspforte der Nasopharynx, die Tonsillen oder der obere Respirationstrakt angenommen wird, wird beim Menschen der Eintritt des Erregers über eine verletzte Hautregionen nach Kontakt mit infektiösen Tieren oder Tierprodukten oder über den oralen Weg beim Verzehr von nicht oder unzureichend gegartem Schweinefleisch postuliert. Zwar konnte der gastrointestinale Infektionsweg beim Schwein unter Ausschluss des Magens experimentell bestätigt werden, aber inwieweit diese Eintrittspforte unter Feldbedingungen eine Rolle spielt, ist bisher unklar. Zum einen war das Ziel dieser Studie, die Häufigkeit verschiedener bakterieller Erreger, die Arthritis und Erkrankungen des Zentralnervensystems (ZNS) bei Schweinen verursachen, unter Berücksichtigung des Alters der Tiere und des Pathotyps von S. suis zu untersuchen. Zur Differenzierung des Pathotyps sollten die Gene der Kapselbiosynthese und die Gene der Virulenz-assoziierten Faktoren Suilysin (sly), Muramidase-released Protein (mrp) und Extracellular Factor (epf) nachgewiesen werden. Zum anderen sollte durch die Untersuchung einer Reihe von Lymphknoten der Schweine überprüft werden, I) ob sich S. suis bei Feldinfektionen im Lymphknoten von Schweinen nachweisen lässt, II) ob durch die Untersuchung der Lymphknoten die Eintrittspforte des Erregers eingegrenzt werden kann und III) ob sich Hinweise für den gastrointestinalen Infektionsweg finden. Für die vorliegende Arbeit wurden zwischen Mai 2016 und Juli 2017 insgesamt 201 Schweine seziert, die schwerpunktmäßig aus Nordwestdeutschland stammten und nach dem Vorbericht klinisch mit Gelenkserkrankungen, oder zentralnervösen Symptomen aufgefallen oder plötzlich verendet waren. Pathologisch-anatomische Veränderungen der Gelenke und des ZNS wurden pathohistologisch verifiziert. Gelenk- und Hirnhauttupfer, Niere, Lobus medius der Lunge, Tonsilla veli palatini, Nl. cervicalis superficialis dorsalis dexter, Nl. bifurcationis medius, Nl. gastricus, Nl. jejunalis, Nl. ileocolicus, Nl. colicus, Nl. iliacus medialis dexter und Nl. inguinalis superficialis dexter wurden kulturell untersucht und isolierte Erreger molekularbiologisch identifiziert. Die Bestimmung des Kapseltyps 1 oder 14, 2 oder 1/2, 4, 7 und 9 sowie der oben genannten virulenzassoziierten Faktoren von S. suis erfolgte mittels Multiplex-Polymerase-Kettenreaktion. S. suis war bei den erregerpositiven Gelenk- (70,8 %) und Hirnhauttupfern (85,4 %) der untersuchten Schweine der bei Weitem häufigste Erreger und war in beiden Lokalisationen bei Saug- und Absetzferkeln am häufigsten nachzuweisen. Nach molekulargenetischer Serotypisierung der 677 S.-suis-Isolate konnten 572 Isolate einem der untersuchten Kapseltypen zugeordnet werden, wobei cps-Typ 2 oder 1/2 mit 35,6 % (n=241) und 9 mit 32,3 % (n=219) dominierten. Bei Saugferkeln zählten die S.-suis-Isolate am häufigsten zu den cps-Typen 1 oder 14 und 7, während beim Absetzferkel die cps-Typen 2 oder 1/2 und 9 am häufigsten nachzuweisen waren. Der Genotyp mrp+ sly+ epf+ cps2 oder 1/2 und der Genotyp mrp+ sly+ epf- cps9 traten bei 70,0 % bzw. fast der Hälfte der Tiere (44,9 %), bei denen der jeweilige Genotyp nachweisbar war, in mehr als drei Lokalisationen auf sowie bei jeweils 18 Tieren in mehr als zwei Lymphknoten gleichzeitig. S. suis war mit einer Nachweisrate zwischen 13,9 % (n=28) im Nl. ileocolicus und 20,4 % im Nl. cervicalis superficialis dorsalis dexter in allen untersuchten Lymphknoten einschließlich der mesenterialen (15,8 %; n=121/765) nachweisbar, wobei der cps-Typ 2 oder 1/2 mit 38,5 % (n=104) und 9 mit 40,0 % (n=108) dominierten. Im Nl. gastricus war der Anteil der Kapseltypen, die keinem der untersuchten cps-Typen entsprachen, mit 26,5 % (n=9) vergleichsweise hoch. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie sind auf die selektierte Studienpopulation begrenzt, da keine repräsentative Stichprobe untersucht wurde. Dennoch bestätigen die Ergebnisse die Bedeutsamkeit von S. suis als wichtigstem Erreger von Arthritiden und Meningitiden beim Schwein und insbesondere beim Absetzferkel. Dabei wurden altersspezifische Unterschiede bezüglich der am häufigsten nachweisbaren Kapseltypen festgestellt. Bei einer systemischen Infektion mit Nachweis des Erregers in mehreren Lymphknoten konnte die Untersuchung der Lymphknoten nicht zur Klärung der Eintrittspforte von S. suis beitragen. Die Ergebnisse legen aber nahe, dass eine gastrointestinale Translokation bei Feldinfektionen vorkommen kann, allerdings finden sich keine Hinweise für eine große Relevanz des gastrointestinalen Infektionsweges. / In pigs, diseases of the locomotor and central nervous system (CNS), as well as diseases of the gastrointestinal and respiratory tract, are of major importance in regard to economic efficiency and animal welfare. Bacterial infections are the most common cause. However, no recent studies have been published on the age-dependency of these pathogens. In pigs, Streptococcus (S.) suis can cause polyarthritis, meningitis, as well as septicemia, endocarditis and sudden death. Serotypes 1 to 9 of the bacteria are particularly prevalent among the invasive isolates worldwide whilst serotypes 2 and 9 dominate in Europe and Germany. Although a large number of publications have been published on the molecular pathogenesis of S. suis infections, the infection pathways leading to bacteremia have not been fully demonstrated. In pigs, the nasopharynx, tonsils, or upper respiratory tract are assumed to be the portal of entry for S. suis, whilst in humans the portal of entry for the pathogen is postulated to be via a contact of injured skin with infectious animals or animal products, or via the oral route as a result of eating raw or undercooked pork. Although the gastrointestinal route of infection in pigs has been confirmed experimentally with the exclusion of the stomach, its role in the field is still unclear. One aim of this study was to determine the frequency of various bacterial pathogens that cause arthritis and diseases of the CNS in pigs, taking into account the age of the animals and the pathotype of S. suis. Detection of capsular biosynthesis genes and genes of virulence-associated factor suilysin (sly), muramidase-released protein (mrp), and extracellular factor (epf) are used to differentiate the pathotype. Another aim of this study was to investigate whether S. suis can be detected in the lymph nodes of naturally infected pigs and whether the examination of the lymph nodes can be used to narrow down the portal of entry, and especially whether there are any indications of the gastrointestinal route of infection. Between May 2016 and July 2017, a total of 201 pigs, with clinical history of joint disease, meningitis or sudden death, mainly from north-west Germany, were necropsied for the study. Pathological-anatomical changes in the joints and the CNS were verified pathohistologically. Joint and meningeal swabs, as well as kidney, Lobus medius of the lung, Tonsilla veli palatini, Nl. cervicalis superficialis dorsalis dexter, Nl. bifurcationis medius, Nl. gastricus, Nl. jejunalis, Nl. ileocolicus, Nl. colicus, Nl. iliacus medialis dexter and Nl. inguinalis superficialis dexter were examined culturally and isolated pathogens were identified using polymerase chain reaction. The capsule typing of S. suis was carried out using the multiplex polymerase chain reaction (1 or 14, 2 or 1/2, 4, 7 or 9) including the detection of the described genes of virulence-associated factors mrp, sly and epf. S. suis was determined to be the most important pathogen in the pathogen-positive joint (70.8%) and meningeal swabs (85.4%) of the examined pigs and was most frequently detected in both locations in suckling and weaning piglets. After molecular genetic serotyping of the 677 S. suis isolates, 572 isolates could be assigned to one of the examined types of capsule (1 or 14, 2 or 1/2, 4, 7 and 9), with cps-type 2 or 1/2 35.6% (n=241) and 9 32.3% (n=219) being the most dominating cps types. In suckling piglets, the S. suis isolates were most frequently cps-types 1 or 14 and 7, while cps-types 2 or 1/2 and 9 were most frequently detected in weaning piglets. The genotype mrp+ sly+ epf+ cps2 or 1/2 occurred in more than three locations in 70.0% of the animals and genotype mrp+ sly+ epf- cps9 in almost half of the animals (44.9%) that were positive for the respective genotype and in 18 animals in more than two lymph nodes simultaneously. S. suis was detected with a detection rate ranging from 13.9% (n=28) in the Nl. ileocolicus to 20.4% in the Nl. cervicalis superficialis dorsalis dexter in all examined lymph nodes including the mesenteric lymph nodes (15.8%; n=121/765), with cps-types 2 or 1/2 38.5% (n=104) and 9 40.0% (n=108) being the most dominating cps types. In the Nl. gastricus, the proportion of S. suis isolates that did not correspond to any of the examined cps types was comparatively high 26.5% (n=9). The results of the present study are limited by the selected study population as no representative sample was examined. Nonetheless, the results highlight the importance of S. suis as a causative agent of arthritis and meningitis in pigs and especially in weaning piglets. There are age-specific differences concerning the frequency of the detectable cps types. In case of systemic infection with detection of the pathogen within multiple locations, the examination of the lymph nodes could not help clarify the portal of entry for S. suis. The results suggest that gastrointestinal translocation may occur in naturally infected pigs, but there are no indications that the gastrointestinal route of infection is of great relevance.

Einleitung: Equine Bronchialepithelzellen (EBEC) orchestrieren die Funktion von Zellen wie z. B. glatte Muskelzellen, Zellen des Immunsystems sowie Rezeptorantworten. Darüber hinaus exprimieren sie β2-Adrenozeptoren. Diese wiederum spielen eine entscheidende Rolle bei der Physiologie der Atemwege aber auch bei der Pathogenese von Atemwegserkrankungen, wie dem humanen und equinen Asthma, sowie als therapeutisches Ziel bei deren Behandlung. Zielsetzung: In der vorliegenden Arbeit wurden equine Bronchialepithelzellen isoliert und kultiviert. An ihnen wurden dann die Expression, der Subtyp und die Funktionalität des β2-Adrenozeptors untersucht. Dies wurde sowohl an frisch isolierten, an kultivierten und an mit ROCK-Inhibitors Y-27632 behandelten EBEC geprüft, um den Einfluss der Kultivierung und den Einfluss von Y-27632 auf die Expression und die Funktion des Rezeptors zu klären. Material und Methode: EBEC wurden aus den Bronchien von gesund geschlachteten Pferden gewonnen, indem die Mukosa stumpf abgetrennt, zerkleinert und mittels 0,25 % Trypsin verdaut wurde. Die Dichte und die Subtypverteilung der β-Adrenozeptoren auf EBEC wurden mittels Radioligandbindungsstudie mit [125I]-(-)-Iodocyanopindolol und in Gegenwart von subtypselektiven β2- (ICI 118.551) und β1-Antagonisten (CGP 20712A) untersucht. Die Funktion wurde in Form der intrazellulären cAMP-Akkumulation nach Stimulation durch die Agonisten Isoprenalin, Epinephrin und Norepinephrin mit Hilfe eines Alpha-Screen-Assays untersucht. Die Kultvierung der Zellen erfolgte in einem vollständigen AECGM mit 10 % FBS. Nach sechs Tagen bildete sich ein konfluenter Monolayer. Y-27632 wurde in der Konzentration von 10 nM angewendet. Die statistische Signifikanz wurde über einen t-Test für unverbundene Stichproben ermittelt und das Signifikanzniveau bei P ≤ 0,05 festgelegt. Ergebnisse: Die maximale Rezeptordichte (Bmax) war mit 9 763 Bindungsstellen/Zelle bei frisch isolierten und 10 575 Bindungsstellen/Zelle bei kultivierten EBEC vergleichbar. Allerdings führte Y 27632 während der Kultivierung zu einer Reduktion um ~35 % von 10 575 Bindungsstellen/Zelle auf 6 929 Bindungsstellen/Zelle. Die Affinität (KD) des Rezeptors war bei allen drei Bedingungen (frisch, kultiviert und mit Y-27632 behandelt) mit 16, 25 und 34 pM ähnlich hoch. Bei der Untersuchung der β-Adrenozeptorsubtypverteilung konnte überwiegend der β2-Adrenozeptorsubtyp nachgewiesen werden. Die Bildung des intrazellulären cAMP erfolgte bei allen EBEC in der Reihenfolge der Potenz Isoprenalin > Epinephrin > Norepinephrin. Die Emax Werte für Isoprenalin, Epinephrin und Norepinephrin waren bei frisch isolierten mit 33, 29 und 30 pM und bei kultivierten EBEC mit 33, 27 und 22 pM ähnlich. Die Behandlung mit Y-27632 führte jedoch zu einer signifikanten Erhöhung der Emax Werte und somit zu einer deutlichen Funktionsverbesserung der β2-Adrenozeptoren. Schlussfolgerung: EBEC haben sich als ein geeignetes In-vitro-Zellmodell zur Untersuchung der Eigenschaften von β2-Adrenozeptoren in Physiologie und Pathologie sowohl für Forschungs- als auch für Klinikzwecke gezeigt. Die Funktionsverbesserung der β-Adrenozeptoren unter dem Einfluss von Y-27632 scheint vielversprechend für den zukünftigen Einsatz als Arzneimittel bei der Behandlung von humanem und equinem Asthma. Allerdings bleibt seine downregulierende Wirkung auf die Rezeptorendichte widersprüchlich und bedarf weiterer Forschungsarbeit.

Die Dissertation befasst sich mit der Fragestellung der Tenazität sowie Desinfektion des Virus der Afrikanischen Schweinepest in verschiedenen Waldböden bei Kontamination durch infiziertes verendetes Schwarzwild. / The dissertation deals with the question of tenacity as well as disinfection of African swine fever virus in different types of forest soil in case of contamination by infected dead wild boar.

Bei brachyzephalen Hunden ist der Naseneingang fehlgebildet und hochgradig stenotisch. Diese Naseneingangsstenose wird seit Jahrzehnten diagnostiziert und im Rahmen des Brachyzephalen Syndroms chirurgisch behandelt. Bereits mit dem bloßen Auge kann die äußere 1. Stenose erkannt werden, verursacht durch den äußeren Anteil der Nasenflügel, der dem Septum nahezu anliegt und so die Naris fast vollständig verschließt. Der vestibuläre Anteil des Naseneingangs ist bei brachyzephalen Hunden von außen nicht zu beurteilen. In der Computertomographie und der Endoskopie wird deutlich, dass der voluminöse Bulbus, in dem der rostrale Anteil der Flügelfalte und der innere Anteil des Nasenflügels verschmelzen, den Nasenvorhof fast vollständig obstruiert und damit unmittelbar kaudal der ersten Stenose zu einer relevanten 2. Stenose des Naseneingangs führt. Zusätzlich ist die beim gesunden Hund ausgeprägte Abduktion des vestibulären Bulbus nach lateral während der Inspiration bei brachyzephalen Hunden eingeschränkt bis völlig fehlend. Zur Korrektur der Naseneingangsstenose wird in der Literatur bis heute eine 'Keilchen-Resektion' aus dem äußeren Anteil des Nasenflügels empfohlen. Diese Operationsmethode und ihre Modifikationen konzentrieren sich auf die Korrektur der von außen sichtbaren 1. Stenose. In den letzten 10 Jahren wird von Tierbesitzern nach dieser Operation immer häufiger ein ausbleibender Operationserfolg beklagt. Ziele der Untersuchungen: Es soll eine Operationsmethode beschrieben werden, mit der beide Stenosen des komplexen Naseneingangs chirurgisch korrigiert werden können. Zur Evaluierung dieser Operation soll anhand von CT-Untersuchungen das Luft-Volumen im Naseneingang brachyzephaler Hunde prä- und sechs Monate postoperativ gemessen werden. Brachyzephale Hunde, die zur Behandlung einer schweren respiratorischen Insuffizienz überwiesen wurden, wurden in die Studie aufgenommen. Es wurde eine Computertomographie durchgeführt und das Luft-Volumen im Naseneingang mit einer speziellen Software berechnet (Phillips Intelli Space Portal, Philips Healthcare, Hamburg). Eine neue chirurgische Technik mit Teilresektion des Nasenflügels und des Bulbus der Plica alaris, die Ala-Vestibuloplastie, wird zum ersten Mal beschrieben und durch eine CT-Kontrolle nach 6 Monaten analog der präoperativen Untersuchung evaluiert. Die Operationsergebnisse von zwei Chirurgen werden verglichen und die Reproduzierbarkeit der CT-basierten Volumenbestimmung im Vestibulum nasi evaluiert. Für die Analyse der normalverteilten Daten wurde nach dem Shapiro-Wilk-Test geprüft. Signifikanzen wurden mit dem Wilcoxon-Mann-Whitney-Test beurteilt. Für die Analyse der nicht normalverteilten Daten wurde der Kruskal-Wallis Test durchgeführt, gefolgt von dem Dunn´s Multiple Comparisons Test. Die Vergleichbarkeit der Operateure und die Reproduzierbarkeit wurde nach Altmann und Bland überprüft. Das Signifikanzniveau wurde auf alpha=0,05 festgelegt. In diese retrospektive Studie wurden 20 Möpse und 30 Französische Bulldoggen eingeschlossen. Präoperativ wurde bei den Französischen Bulldoggen ein Naseneingangsvolumen links von median 235 mm³ und rechts von 258 mm³ gemessen. Bei den Möpsen wurden Volumina von links 178 mm³ und rechts 146 mm³ gemessen. Mit der Ala-Vestibuloplastie wird durch die Resektion des Bulbus der Plica alaris und der stenosierenden Nasenflügel das Luft-Volumen im Vestibulum nasi bei allen Hunden statistisch signifikant vergrößert. Sechs Monate postoperativ wurde bei den französischen Bulldoggen eine Volumenzunahme von 77 % links und rechts von 75 % gemessen. Bei den Möpsen betrug die Volumenzunahme links 85 % und rechts 71 %. Zwischen den beiden Chirurgen gab es keinen signifikanten Unterschied im Operationsergebnis. Schlussfolgerungen: Die Ala-Vestibuloplastie ist eine neue in Leipzig entwickelte Operationsmethode mit der die komplexe Fehlbildung aus Nares- und Vestibulum-Stenose der brachyzephalen Hunde effektiv und anhaltend korrigiert werden kann. Mit der computertomographischen Untersuchung der brachyzephalen Nase kann die Gesamtstenose nachgewiesen und die kleinen Volumina des Nasenvorhofs prä- und postoperativ vergleichbar und reproduzierbar bestimmt werden. Die Operation führt zu einer signifikanten Vergrößerung des luftgefüllten Naseneingangs und zu einer vollständigen Beseitigung beider Stenosen.

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Das Feline Coronavirus (FCoV) ist in den Katzenpopulationen der ganzen Welt weit verbreitet. Das Problem dieses Virus ist seine große Wahrscheinlichkeit zu mutieren. Einige dieser Mutationen können zu einer veränderten Pathogenität und zu einem schweren Verlauf der Infektion führen. So bleibt es möglicherweise nicht wie bei den meisten der infizierten Tiere bei einem inapparenten Verlauf oder milden Durchfall, sondern es kommt zur Entwicklung einer häufig tödlich endenden systemischen Erkrankung, der Felinen Infektiösen Peritonitis (FIP). Um dies zu verhindern ist es essentiell, Virusausscheider schnell zu identifizieren und zu eliminieren, um den Virusdruck in Katzenpopulationen so gering wie möglich zu halten. Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) für den Nachweis von FCoV in Kot ist der Goldstandard, aber ist zeitaufwendig und erfordert ein gut ausgestattetes Labor. Als isothermale Methode liefert die Reverse Transkription Rekombinase Polymerase Amplifikation (RT-RPA) eine schnelle und kostengünstige Alternative für den molekularen Nachweis von FCoV. Ziel dieser Studie war es, einen Schnelltest zum Nachweis von FCoV zu entwickeln, der auf der RT-RPA basiert. Drei Vorwärts- und drei Rückwärtsprimer sowie eine Sonde wurden erstellt. Als Zielsequenz wurde die hochkonservierte, nicht-translatierte Region des 7b Gens gewählt. Alle möglichen Kombinationen dieser Primer wurden getestet und das Paar mit der höchsten Sensitivität für die weitere Validierung ausgewählt. Bei einer konstanten Temperatur von 42 °C wurde die reverse Transkription mit anschließender DNA-Amplifikation und Detektion innerhalb von 15 Minuten durchgeführt. Die analytische Sensitivität wurde anhand von neun Wiederholungen mit der Verdünnungsreihe des molekularen Standards (10^3-10^0RNA Kopien/µL) ermittelt und die Nachweisgrenze mittels Probit-Analyse berechnet. Für die Untersuchung auf Kreuzreaktionen wurde DNA oder RNA von 19 Viren getestet. Die Leistung der RT-RPA unter Verwendung klinischer Proben wurde mit extrahierter RNA von 39 felinen Kotproben analysiert. Alle Ergebnisse wurden denen der real-time RT-PCR gegenübergestellt. Die UTR des 7b Gens ausgewählter Proben, einschließlich einer falsch negativ getesteten Probe, wurde sequenziert und mittels Geneious Prime analysiert. Die Probit-Analyse ergab eine Nachweisgrenze von 58,5 RNA-Kopien/Reaktion. Die RT-RPA amplifizierte keine Nukleinsäuren der 17 getesteten anderen Pathogenen, zeigte jedoch eine Kreuzreaktion mit dem Caninen Coronavirus und dem Transmissiblen Gastroenterits-Virus. Der Vergleich der Resultate der real-time RT-PCR mit den 39 extrahierten Kotproben und den Ergebnissen der RT-RPA ergab eine Sensitivität von 90,9% und eine Spezifität von 100%. Bei der Sequenzierung wurde keine Sequenzänderung in der Region von Primern und Sonde festgestellt. Die RT-RPA hat sich als schnelle und effektive Maßnahme für den Nachweis von FCoV in extrahierten Kotproben herausgestellt. Die einfache Handhabung der RPA macht wiederholtes Testen möglich, um auch die intermittierenden Ausscheider zu erkennen. Die Anwendung des Schnelltests könnte so zu einer Reduktion von FCoV innerhalb der Katzenpopulationen beitragen.:Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1 2. Literaturübersicht 3 2.1 Felines Coronavirus 3 2.1.1 Virus Klassifikation 3 2.1.2 Struktur und Genom 4 2.1.3 Virusevolution 6 2.2 Epidemiologie und Krankheitsverlauf 8 2.2.1 Übertragung und Umweltstabilität 8 2.2.2 Krankheitsverlauf 9 2.2.3 Prävalenz 12 2.2.4 Prävention 13 2.2.5 Behandlung 13 2.2.6 Impfung 14 2.3 Diagnostik 15 2.3.1 Indirekter Erregernachweis 15 2.3.2 Direkter Erregernachweis 17 3. Publikation 27 3.1 Stellungnahme zum Eigenanteil der Publikation 27 3.2 Publikation 27 4. Diskussion und Schlussfolgerung 40 5. Zusammenfassung 47 6. Summary 49 7. Literaturverzeichnis 51 8. Abbildungsverzeichnis 64 9. Tabellenverzeichnis 64 10. Anhang 65 11. Danksagung 72

Einleitung: Wohlbefinden und Tierschutzaspekte spielen in der modernen Zootierhaltung eine entscheidende Rolle und werden von vielen Seiten diskutiert und kritisiert. Die Überwachung des Wohlbefindens ist eine Herausforderung, da nicht alle in menschlicher Obhut gehaltene Tiere leicht untersucht werden können. Probenentnahmen zur Gesundheitsüberwachung stellen zusätzlichen Stress dar. Dass Stress maßgeblich das Wohlbefinden tangiert, ist umfassend bereits beschrieben. Möglichkeiten des Einsatzes nicht invasiver Methoden bieten zoologischen Einrichtungen den Handlungsspielraum, eine Überwachung ihrer Tiere, ohne sie fangen zu müssen, möglich zu machen. Das bedeutet weniger Stress für die Tiere, weniger Gefährdungspotential für das Pflegepersonal und den Tierarzt. Im Rahmen der nicht invasiven Überwachung können bereits erste Hinweise zu weiterführenden Untersuchungen veranlassen und helfen den zoologischen Einrichtungen bei der Überwachung und Verbesserung des Wohlbefindens. Ziel der Untersuchung: Ziel war es, nicht invasive Methoden zur Beurteilung des Wohlbefindens in menschlicher Obhut gehaltener Wildtiere retrospektiv zu betrachten. Hierzu wurden Tierarten, als Wildformen und domestizierte Formen, aus fünf Säugetierordnungen, die in Zoos gehalten werden, untersucht. Evaluierte und erprobte Verfahren wurden zusammengetragen und vergleichend aufgezeigt. Dabei wurden stets der Body Condition Score, Cortisolmetabolite und Verhaltensstudien betrachtet. Wesentlich war es Parallelen und Möglichkeiten zwischen den Tierartengruppen darzustellen und die Praktikabilität der Kombination der Methoden zu betrachten. Weiterhin war es Ziel, Grenzen und Lücken aufzuzeigen und weiterführende Untersuchungen anzuregen. Material und Methoden: In einer Literaturrecherche wurden ca. 1200 Literaturstellen auf die Nutzbarkeit für nicht invasive Überwachung von Wohlbefinden und Tierschutzaspekten sondiert. Im Rahmen der Fokussierung und Eingrenzung wurden fünf Säugetierordnungen mit ausgewählten Familien betrachtet, dafür wurde ein Suchkatalog angelegt. Dieser wurde in den Datenbanken Pub Med, Web of Sciene und dem Leibniz Institut für Zoo und Wildtierforschung recherchiert. Ergebnisse: Rüsseltiere (Proboscidea), Herrentiere (Primates), Raubtiere (Carnivora), Unpaarhufer (Perissodytyla) und Paarhufer (Artiodactyla) mit weit über 60 Vertretern wurden betrachtet. Um eine Vereinheitlichung zur Bewertung des Wohlbefindens bei genannten Wildtieren aufzustellen habe ich das BBC-Schema (Body Condition Score, Behavior und Cortisolmetabolite) entworfen. Somit können bei den Proboscidea alle Bereiche der BBC angewendet werden. Hingegen bei den Primates scheinen besonders Cortisolmetabolite und Verhaltensanalysen zielführend zu sein. Bei den Carnivora bieten BBC-Betrachtungen gute Ansätze, jedoch bedarf es weiterer Body Condition Score Erweiterungen für kleinere Vertreter. Bei den Perissodytyla sind BBC in allen Bereichen anwendbar, jedoch sind bisher für die Tapiridae keine Ethogramme zur Verhaltensevaluierung beschrieben. Für Artiodactyla ist das BBC-Schema eine gute Möglichkeit zur Beurteilung von Wohlbefinden und Stress. Der Unterbereich der Bovidae bedarf bei vielen Vertretern weiterer Evaluierungen von Cortisolmetaboliten und Verhaltensaufnahmen. Mit dem BBC-Schema konnte für jede Gruppe eine geeignete Kombination zur nicht invasiven Beurteilung von Wohlbefinden und Tierschutzaspekten aufgezeigt werden. Darüber hinaus war es möglich tierartübergreifende Parallelen, Unterschiede, Lücken, als auch Vor- und Nachteile herauszuarbeiten. Schlussfolgerung: Die Untersuchungen zeigen, dass eine einzelne Methode nicht immer eine absolute Aussagekraft hat. Desto wichtiger ist eine tierartspezifische, nach Fragestellung und Untersuchungsmöglichkeiten angepasste Auswahl zu nutzen. Anhand meiner betrachteten Methoden lassen sich die ,,5 Domains“ (Ernährung, Umwelt, Gesundheit, Verhalten, und geistige Gesundheit) mit den nachfolgend genannten Methoden als Bestandteil des BBC Schemas überwachen und beurteilen. Body Condition Scores bieten die Möglichkeit zur langfristigen Überwachung des Ernährungszustandes. Verringerungen oder Steigerungen des BCS, können Ausdruck von Faktoren, die das Wohlbefinden beeinflussen, sein. Ausgewählte Verhaltensweisen (Behavior) sind pathognomonisch für mangelndes Wohlbefinden und lassen sich mit Verhaltensaufnahmen beurteilen und quantifizieren. Analysen helfen, Verbesserungen nach Anpassungen der Haltungsbedingungen und/oder Elimination eines Stressors aufzuzeigen. Ebenfalls kann abnormales Verhalten Hinweise auf Erkrankungen geben. Das Stresshormon Cortisol, welches bei Stress vermehrt ausgeschieden wird, kann kurzfristig in Speichel und Harn, mittelfristig im Kot und langfristig in den Haaren nachgewiesen werden. Es kann Rückschlüsse auf die Stressoren, Erkrankungen oder mangelndes Wohlbefinden im Allgemeinen geben.:Inhaltsverzeichnis: 1. Einleitung 1 2. Literaturübersicht 2 2.1 Tierschutzaspekte, Wohlbefinden und die ,,Five Domains“ 2 2.2 Nicht-invasive Methoden zur Beurteilung von Wohlbefinden und Stress 5 a) Body Condition Score: 5 b) Cortisolmetabolitebestimmung aus Kot, Harn, Speichel und Haaren: 5 c) Verhaltensanalysen: 8 3. Material 11 4. Methoden 11 5. Ergebnisse 14 5.1 Elefanten (Elphantidae) 14 5.2 Herrentiere (Primates) 19 5.2.1 Menschenaffen (Hominidae) 19 5.2.2 Krallenaffen & Totenkopfaffen (Cebidae) 24 5.2.3 Paviane & Rhesusaffen (Cercopithecidae) 27 5.3 Raubtiere (Carnivora) 32 5.3.1 Felidae: Großkatzen (Pantherinae) und Kleinkatzen (Felinae) 32 5.3.2 Hyänen (Hyaenidae) 39 5.3.3 Hunde (Canidae) 40 5.3.4 Bären (Ursidae) 45 5.4 Unpaarhufer (Perissodytyla) 51 5.4.1 Pferde (Equidae) 51 5.4.2 Tapire (Tapiridae) 55 5.4.3 Nashörner (Rhinocerotidae) 59 5.5 Paarhufer (Artiodactyla) 63 5.5.1 Schweine (Suidae) und Pekaris (Tayassuidae) 63 5.5.2 Hirsche (Cervidae) 70 5.5.3 Hornträger (Bovidae) 75 5.5.4 Giraffen und Okapis (Giraffidae). 81 6. Diskussion 84 7. Zusammenfassung 91 8. Summary 93 9. Literatur 95 10. Danksagung 123

Tüpfelbeutelmarder gehören zu den Beuteltieren Australiens und Tasmaniens. Die Populationen in der Wildbahn sind rückläufig und werden in der International Union for Conservation of Nature (IUCN) Red List of Threatened Species™ seit dem Jahr 2016 als „endangered“ gelistet. In Zoos sind die bedrohten, nachtaktiven Tiere auch aufgrund ihrer anspruchsvollen Haltungs- und Zuchtbedingungen bisher selten zu sehen. Ziel dieser Arbeit war es relevante veterinärmedizinische Aspekte für die Haltung von Tüpfelbeutelmardern in menschlicher Obhut zusammenzutragen. Damit sollte ein besseres Verständnis zu den Haltungsansprüchen und dem medizinischen Umgang geschaffen werden, das zum Schutz dieser bedrohten Spezies beiträgt. Im Rahmen einer ausführlichen Recherche und Sichtung des durch 12 Zoologische Einrichtungen zur Verfügung gestellten Materials zwischen 2011 und 2019 und eigens durchgeführter Untersuchungen im Leipziger Zoo im Zeitraum von 2013 bis 2019 konnten wichtige Daten über die Tüpfelbeutelmarder zusammengetragen und ausgewertet werden. Hauptaugenmerk wurde dabei auf das Vorkommen bestimmter Erkrankungen und oder Neoplasien, labordiagnostische Parameter wie Hämatologie und klinische Chemie, die Häufigkeit bestimmter bakterieller und parasitärer Infektionserreger sowie Immobilisationsmethoden gelegt. Insgesamt wurden 88 pathologisch-anatomische und-histologische Befunde, 42 Blutproben, 53 bakteriologisch und 107 parasitologisch untersuchte Kotproben in die Studie einbezogen. Die deskriptive Auswertung der Daten erfolgte mit dem Programm GNU PSPP. Im Anschluss erfolgten Signifikanzprüfungen der einzelnen Variablen anhand des Tests nach Fisher, dem T-Test für unabhängige Stichproben und mit Hilfe der Berechnung einzelner Konfidenzintervalle bestimmter Neoplasie- und Erkrankungsentitäten. Das Signifikanzniveau wurde auf p<0,05 festgelegt. Zusammenfassend ließen sich bei 59% der untersuchten Tüpfelbeutelmarder eine oder mehrere Neoplasien nachweisen. Es bestand eine signifikante Korrelation zwischen dem Alter und dem Auftreten der Tumoren. Eine tierartspezifische Neoplasie konnte hingegen nicht nachgewiesen werden. Darüber hinaus wiesen 71% der Tiere eine oder mehrere Erkrankungen zum Todeszeitpunkt auf. Die Hepatitis, Nephritis und die Steatosis Hepatis waren dabei die am häufigsten dokumentierten Krankheiten. Keine der Entitäten lag allerdings als signifikante Häufung vor. Weiterhin ließ sich in Übereinstimmung mit der Literatur die Leukenzephalopathie als degenerativer Erkrankungskomplex bei 35%, der zumeist älteren Tüpfelbeutelmarder bestätigen. Die Inhalationsanästhesie erwies sich insgesamt als die zuverlässigste und sicherste Narkoseform für diese Tierart. Die mikrobiologischen Kotuntersuchungen ergaben den Verdacht einer einrichtungsspezifischen Erregerbesiedlung der Quolls, mit Clostridium perfringens, Proteus mirabilis und Escherichia coli. Wobei E. coli möglicherweise sogar als enterale Normalflora bezeichnet werden könnte. Eine ebenso einrichtungsspezifische Erregerbesiedlung ergaben die parasitologischen Kotuntersuchungen. Hier konnten vornehmlich Nematoden und Zestoden vermutlich als Darmpassanten bedingt durch die Futtertiere detektiert werden. Darüber hinaus wurden labordiagnostische Parameter etabliert, die als Orientierungshilfe zur Beurteilung des Gesundheitsstatus der Tüpfelbeutelmarder dienen können. Im Durchschnitt kann von einer Lebenserwartung der Tüpfelbeutelmarder in menschlicher Obhut von 3-4 Jahren ausgegangen werden. Die Haltungsansprüche der Tiere umfassen hauptsächlich das passende Lichtregime, vielseitig gestaltete Gehege und eine saisonal angepasste, täglich wechselnde Fütterung von Ganzkörpern. Regelmäßige Beutelkontrollen, sowie das richtige Handling durch geschulte Pfleger können darüber hinaus zur erfolgreichen Reproduktion der Eastern Quolls beitragen. Die größte veterinärmedizinische Bedeutung der Tüpfelbeutelmarderhaltung sollte der zumeist altersbedingten Ausbildung von Neoplasien und dem degenerativen Erkrankungskomplex der Leukenzephalopathie beigemessen werden. Bisher sind keine erfolgversprechenden Therapien bekannt, so dass eine engmaschige Überwachung des Allgemeinzustandes der Tiere im Sinne des Tierschutzes unbedingt anzuraten ist.