Sehnenerkrankungen sind ein häufiges Problem bei Sportpferden und oft der Grund für das Ausscheiden aus dem aktiven Renn- und Turniersport. In den vergangenen Jahren wurde viel Forschung betrieben um die adäquate Heilung zu unterstützen. Zur Evaluierung neuer Therapiemethoden basierend auf Ultraschall und der Magnetresonanztomographie (MRT) werden verschiedene Parameter und Bildgebungs- und Auswertungsverfahren eingesetzt. Die Vergleichbarkeit der verschiedenen Studien ist dabei fraglich. Des Weiteren wurde vor einigen Jahren mit der Entwicklung des Hallmarq Equine Limb Scanner® die MRT des Pferdebeines erleichtert. Sowohl das Scannen eines Beines in mehreren Sequenzen als auch die Auswertung der gewonnenen Bildserien bleiben jedoch zeitintensiv. Ziel der vorliegenden Studie war es zu beurteilen, welche Vorgehensweisen bei Bildgebung und Auswertung sich am besten für die Diagnose und Beurteilung des Heilungsverlaufes von Sehnenläsionen eignen, im Hinblick auf ihre Aussagekraft wie auch Zeiteffizienz. Von März 2014 bis März 2015 wurde an der Chirurgischen Tierklinik Leipzig eine Studie zur Sehnenheilung der oberflächlichen Beugesehnen des Pferdes durchgeführt (TVV 34/13). Dazu wurden bei sechs Pferden Sehnenläsionen mittels einer Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation erzeugt. Nach drei Wochen wurden die Läsionen durch lokale Injektion behandelt, wobei bei den in dieser Arbeit berücksichtigten Sehnenläsionen der Vordergliedmaßen 1ml autologes Serum injiziert wurde. Über 24 Wochen wurden zu 10 Zeitpunkten Niederfeld-MRT- und zu 9 Zeitpunkten Ultraschallaufnahmen angefertigt. Für die MRT wurden dabei T₁-, T₂-, T₂*- und STIR-Sequenzen verwendet. Am Ende des Untersuchungszeitraumes wurden die Tiere fachgerecht euthanasiert und die Sehnen für die Histologie entnommen. Als Färbemethoden kamen hierbei Hämatoxylin-Eosin und Masson-Trichrom zum Einsatz. Es standen 486 Bilder aus der Sonographie und 4790 Bilder aus der MRT zur Verfügung. Diese Bildserien wurden in der vorliegenden Arbeit mittels Synedra-Software (Synedra AIM) manuell ausgewertet. Dabei wurden verschiedene Herangehensweisen für die Bestimmung und Standardisierung der Signalintensität (SI) der Sehnenläsion, die Messung der cross sectional area (CSA) der Sehnenläsion und des Läsionsvolumens herangezogen. Für die Beurteilung der Standardisierung der SI dienten die Ergebnisse der Hisotologie als Goldstandard. Zudem wurde eine automatisierte Datenerhebung mittels des Algebra-Systems Mathematica (Wolfram Research Inc.) durchgeführt und mit der manuellen Messung im Synedra-Programm verglichen. Abschließend wurde die Darstellung der Sehnenläsionen im zeitlichen Verlauf in Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen beurteilt. Für die Standardisierung der SI der Sehnenläsion erwies sich als Referenz die Kortikalis des Röhrbeines als am besten geeignet. Die auf Basis der Formel: relative SI = SI (Läsion) / SI (Kortikalis) berechneten SI korrelieren mit den Ergebnissen der Histologie (p < 0,05). Darauf basierend wurde der Einfluss der region of interest (ROI), in der man die SI der Läsion ermittelt, evaluiert. Dabei wurde die SI für die gesamte Fläche der Läsion, für eine größtmögliche Kreis-ROI und für eine Kreis-ROI von 1mm² ermittelt. Die erhobenen Messwerte aller ROI korrelieren signifikant miteinander. Hinsichtlich der CSA wurde zum einen der Mittelwert aller CSA einer Bildserie pro Gliedmaße und Zeitpunkt berechnet. Zum anderen wurde pro Zeitpunkt die maximale CSA erfasst, beziehungsweise nach Ermittlung der maximalen CSA zum ersten Untersuchungszeitpunkt zu jedem weiteren Zeitpunkt der Wert in dieser Ebene bestimmt. Auch diese Methoden zeigten eine sehr gute Korrelation untereinander (p < 0,05). Der Einsatz der automatisierten Messung mittels Mathematica wurde anhand der Parameter SI, CSA und Läsionsvolumen überprüft und erwies sich als praktikabel. Die vom Programm ermittelten Werte korrelierten mit denen aus der manuellen Synedra-Messung (p < 0,05). Alle bisher genannten Ergebnisse wurden zusätzlich mit dem Wilcoxon-Signed-Rank-Test auf die Vergleichbarkeit der mittels verschiedenen Ansätzen gewonnenen Zahlenwerte überprüft. Für alle Wertepaare ergab sich hierbei, dass sie signifikant voneinander verschieden sind (p < 0,05). Zum Vergleich der bildgebenden Verfahren wurden die CSA-Messungen der Ultraschallbilder denen der vier MRT-Sequenzen gegenüber gestellt. Die MRT-Sequenzen wurden zudem anhand der SI und des Läsionsvolumens beurteilt. Dabei wurde jeweils der Verlauf eines Parameters über den Heilungsverlauf hinweg betrachtet. Der Ultraschall korrelierte dabei lediglich mit der T₂-Sequenz (p < 0,05). Beide wiesen ein rasches Absinken der CSA-Messwerte auf. Bei den MRT-Sequenzen weisen die T₁- und die T₂*-Sequenz ähnliche Zeitverläufe auf. Sowohl SI auch als CSA sinken im Vergleich zur T₂-Sequenz später ab. Für die STIR-Sequenz konnten keine validen Ergebnisse ermittelt werden, da diese Sequenz zu viele Aufnahmen mit Artefakten lieferte, sodass die Anzahl der auswertbaren Bilder nicht repräsentativ war. Demnach zeigen die vorliegenden Untersuchungen dass zur Standardisierung der SI die Kortikalis als konstante Messgröße verwendet werden sollte. Die Größe der ROI spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Für die Bestimmung der Läsionsgröße ist es ausreichend die Ebene mit der maximalen CSA für die Kontrolle des Heilungsverlaufes zu verwenden. Die Bestimmung der SI, der CSA und des daraus resultierenden Läsionsvolumen kann mittels des Programmes Mathematica automatisiert werden. Bei allen genannten Messungen ist es zwingend erforderlich für eine Verlaufsbeurteilung immer dieselbe Messmethode einzusetzen, da die Zahlenwerte verschiedener Methoden nicht vergleichbar sind. In der Beurteilung des Heilungsverlaufes weisen T₂-Sequenz und Ultraschall vergleichbare Werte auf, die jedoch sehr schnell abfallen und daher nicht für die Detektion chronischer Erkrankungen geeignet sind. Über den gesamten Untersuchungszeitraum von 24 Wochen post Serum-Applikation waren die Sehnenläsionen in T₁- und T₂*-Sequenz nachweisbar. Zur längerfristigen Überwachung des Heilungsfortschrittes sind diese daher zu bevorzugen.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Anatomie der Beugesehnen der Vordergliedmaße des Pferdes 3 2.2 Erkrankungen der OBS des Pferdes 3 2.3 Bildgebende Verfahren bei Sehnenerkrankungen 4 2.3.1 Magnetresonanztomographie 4 2.3.1.1 Einleitung 4 2.3.1.2 Physikalische Grundlagen 5 2.3.1.3 Der Resonanzeffekt 5 2.3.1.4 Die Relaxation 6 2.3.1.5 Bildkontrastdarstellung 6 2.3.1.5.1 T₁-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.2 T₂-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.3 Protonendichte-gewichtete Bilder 7 2.3.1.6 Sequenzen 8 2.3.1.6.1 Saturation-Recovery- und Partial-Saturation- Sequenzen 8 2.3.1.6.2 Spin-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.3 Gradienten-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.4 Inversions-Recovery-Sequenzen 8 2.3.1.6.5 Schnelle Sequenzen 9 2.3.1.7 Sehnengewebe im MRT-Bild und Bildauswertung 9 2.3.2 Ultraschall 11 2.3.2.1 Einleitung 11 2.3.2.2 Physikalische Grundlagen 11 2.3.2.3 Technische Grundlagen 12 2.3.2.4 Bildarten 12 2.3.2.5 Doppler-Sonographie 12 2.3.2.6 Bildartefakte 13 2.3.2.7 Sehnengewebe im Ultraschallbild und Bildauswertung 14 2.3.2.8 Einteilung der Metacarpalregion für die Sonographie 15 2.4 Histologie von Sehnengewebe 16 2.4.1 Histologischer Aufbau von Sehnengewebe 16 2.4.2 Histologische Färbemethoden für Sehnengewebe 17 2.4.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung (HE) 17 2.4.2.2 Masson-Trichom-Färbung (TM) 17 2.5 Sehnenheilung 17 2.5.1 Inflammatorische Phase 18 2.5.2 Proliferationsphase 18 2.5.3 Remodellingphase 18 2.6 Experimentelle Sehnenläsionen an Tiermodellen 19 2.6.1 Chirurgisch induzierte Sehnenläsionen 19 2.6.2 Sehnenläsionen mittels Kollagenase-Applikation 19 2.6.3 Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation 20 3 TIERE, METARIAL UND METHODEN 21 3.1 Untersuchte Tiere 21 3.2 Induzierte Sehnenläsionen und Weiterbehandlung 21 3.2.1 Chirurgischer Eingriff 21 3.2.2 Versorgung prä und post operationem 22 3.2.3 Applikation von Serum und mesenchymalen Stromazellen 22 3.2.4 Behandlungsprogramm nach Serum- und MSC-Injektion 22 3.3 Magnetresonanztomographie 23 3.3.1 Kernspintomograph 23 3.3.2 Durchführung 23 3.3.2.1 Sedation 23 3.3.2.2 Untersuchungszeitpunkte 23 3.3.2.3 Sequenzen 24 3.3.3 MRT-Bildmaterial 24 3.4 Ultraschall 24 3.4.1 Ultraschallgerät 24 3.4.2 Durchführung 24 3.4.2.1 Untersuchungszeitpunkte 24 3.4.2.2 Untersuchungstechnik 25 3.4.3 Ultraschall-Bildmaterial 25 3.5 Histologie 25 3.5.1 Entnahme der Gewebeproben 25 3.5.2 Histologische Einbettung 25 3.5.3 HE-Färbung 25 3.5.3.1 Färbemethode 25 3.5.3.2 Auswertung der HE-Schnitte 26 3.5.4 Masson-Trichrom-Färbung 26 3.5.4.1 Färbemethode 26 3.5.4.2 Auswertung der Masson-Trichrom-Schnitte 26 3.6 Auswertung des Bildmaterials 27 3.6.1 Auswertung der MRT- und Ultraschallbilder 27 3.6.1.1 Messung der CSA 27 3.6.1.1.1 Synedra-Messung 27 3.6.1.1.2 Mathematica-Messung 28 3.6.1.1.3 Verwendung der ermittelten CSA-Werte 28 3.6.1.2 Volumenberechnung 29 3.6.1.3 Messung der SI 29 3.6.1.3.1 Synedra-Messung 29 3.6.1.3.2 Mathematica-Messung 31 3.6.1.3.3 Standardisierung der Signalintensitäten 32 3.7 Statistische Auswertung 32 4 ERGEBNISSE 35 4.1 Standardisierung der SI der Sehnenläsion 35 4.2 Definition der ROI für die Messung der SI der Sehnenläsion 37 4.3 CSA-Messungen der Maximalbereiche im Vergleich zur gesamten Läsion 40 4.4 Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 43 4.4.1 Vergleich der SI-Bestimmung 43 4.4.2 Vergleich der CSA-Bestimmung 45 4.4.3 Vergleich der Volumenberechnung 47 4.5 Eignung von Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 49 4.5.1 Gegenüberstellung von MRT und Ultraschall 49 4.5.1.1 Ultraschall und T₁-Sequenz 49 4.5.1.2 Ultraschall und T₂-Sequenz 50 4.5.1.3 Ultraschall und T₂*-Sequenz 50 4.5.1.4 Ultraschall und STIR-Sequenz 51 4.5.1.5 Darstellung des Heilungsverlaufs in Ultraschall und MRT 52 4.6 Darstellung des Heilungsverlaufs in verschiedenen MRT-Sequenzen 53 4.6.1 SI der Läsion 53 4.6.2 CSA der Läsion 54 4.6.3 Volumen der Läsion 55 5 DISKUSSION 57 5.1 Diskussion der Standardisierung der SI der Sehnenläsion 57 5.2 Diskussion der unterschiedlich großen ROI für die SI-Messung in der Sehnenläsion 58 5.3 Diskussion der unterschiedlichen CSA-Messungen zur Beurteilung des Heilungsverlaufes 59 5.4 Diskussion der Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 60 5.4.1 Automatisierte SI-Bestimmung 61 5.4.2 Automatisierte CSA-Bestimmung 62 5.4.3 Automatisierte Bestimmung des Läsionsvolumens 63 5.5 Diskussion der Eignung von Ultraschall und verschiedener MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 64 5.6 Diskussion der Gegenüberstellung der MRT-Sequenzen 66 5.6.1 Diskussion der SI der Läsion 67 5.6.2 CSA der Läsion im Heilungsverlauf 68 5.6.3 Läsionsvolumen im Heilungsverlauf 69 5.7 Zusammenfassung und Interpretation der Ergebnisse 70 6 ZUSAMMENFASSUNG 72 7 SUMMARY 74 8 LITERATURVERZEICHNIS 76 9 ANHANG 80 9.1 Statistische Tabellen und Graphiken 80 9.1.1 Ergänzende Daten Kapitel 4.1 80 9.1.2 Ergänzende Daten Kapitel 4.2 86 9.1.3 Ergänzende Daten Kapitel 4.3 91 9.1.4 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.1 96 9.1.5 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.2 99 9.1.6 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.3 102 9.1.7 Ergänzende Daten Kapitel 4.6 105 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 107 TABELLENVERZEICHNIS 112 DANKSAGUNG 113 / Tendon disease is a common problem in equine athletes and often results in retirement from racing and jumping competitions. In the past years, numerous studies focused on strategies to support tendon regeneration. To evaluate new therapeutic approaches based on ultrasound and magnetic resonance imaging (MRI), different parameters, imaging and image analysis techniques are being used, limiting comparability between studies. Furthermore, the development of the Hallmarq Equine Limb Scanner® facilitated MRI of the equine distal limb enormously. However, the scanning of a limb in several different MRI sequences as well as image analysis remain time-consuming. The aim of the current work was to evaluate which approaches to imaging and image analyses are most suitable for diagnosis and monitoring of tendon lesions with respect to their informative value as well as the time required. From March 2014 to March 2015, a study on tendon healing was conducted at the Large Animal Clinic for Surgery, University of Leipzig (TVV 34/13). Tendon lesions were induced in the superficial digital flexor tendons of six healthy horses by a combined surgical and collagenase-based approach. Three weeks later, lesions were treated by local injections, at which the forelimb tendon lesions relevant to the current study were injected with 1ml of autologous serum. During a follow-up period of 24 weeks, low-field MRI and ultrasound imaging was performed at 10 and 9 time points, respectively. MRI included T₁-, T₂-, T₂*- and STIR-sequences. After follow-up, the animals were euthanized and tendons were subjected to histology (hematoxylin and eosin as well as Masson’s trichrome staining). 486 ultrasound and 4790 MRI images were available for analysis in the current study. The image series were analysed manually using the Synedra-software (Synedra AIM), using different approaches for estimation and standardization of signal intensity (SI) of the tendon lesions, analysis of the lesion cross sectional area (CSA) and lesion volume. For evaluation of SI standardization, histology results served as gold standard. Furthermore, an automated image analysis using the algebra system Mathematica (Wolfram Research Inc.) was performed and results compared to those obtained by manual measurements using Synedra. Finally, the visualization of the tendon lesions in ultrasound and different MRI sequences over time was evaluated. For SI standardization, the cortical bone was most suitable as a reference. SI values calculated based on the formula relative SI = SI (lesion) / SI (cortical bone) correlated with the histology results (p < 0.05). On that basis, the influence of the region of interest (ROI) used for SI measurement was evaluated. SI was measured within the whole lesion area, in the largest possible circular ROI, and in a 1 mm2 circular ROI. All values correlated significantly (p < 0.05). With respect to CSA, on the one hand, the mean of all CSA within the image series per limb and time point was calculated. On the other hand, the maximum CSA per time point was measured, or the CSA was always measured at the level of the maximum CSA at time point 1. The measurements correlated well with each other (p < 0.05). The use of the automated image analysis with Mathematica was evaluated based on the parameters SI, CSA and lesion volume and was considered as feasible. Values obtained from the software correlated with those obtained by manual measurements using Synedra (p < 0.05). All so far mentioned parameters were also analysed with respect to comparability of values obtained by the different approaches using the Wilcoxon-Signed-Rank test. All paired tests revealed significant differences (p < 0.05). For comparison of imaging techniques, CSA values obtained by ultrasound and the different MRI sequences were compared. MRI sequences were additionally evaluated regarding SI and lesion volume. The development of the different parameters over time was investigated. Ultrasound correlated only with the T₂ MRI sequence (p < 0.05), both showing a rapid decrease in CSA. T₁- and T₂*-MRI sequences displayed a similar development over time, with SI as well as CSA decreasing only at later time points compared to the T₂ sequence. For STIR sequences, no valid results could be obtained, as there were too many image artefacts. In conclusion, the cortical bone should be used as reference for SI standardization, whereas the size of the ROI plays only a minor role in SI measurement. For evaluation of lesion size, it is sufficient to obtain the CSA from the level of maximum injury to monitor tendon healing. SI, CSA and lesion volume can be analysed automatically using the Mathematica software. For all parameters, it is essential to always use the same approach within the course of a study, as values obtained based on the different approaches are not comparable. For monitoring tendon healing, T₂ MRI sequences and ultrasound lead to similar results but are not suitable to detect chronic disease. In T₁- und T₂* sequences, tendon lesions were detected during the whole follow-up period of 24 weeks. Therefore, these sequences are advantageous for long-time monitoring of tendon healing.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VII 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 3 2.1 Anatomie der Beugesehnen der Vordergliedmaße des Pferdes 3 2.2 Erkrankungen der OBS des Pferdes 3 2.3 Bildgebende Verfahren bei Sehnenerkrankungen 4 2.3.1 Magnetresonanztomographie 4 2.3.1.1 Einleitung 4 2.3.1.2 Physikalische Grundlagen 5 2.3.1.3 Der Resonanzeffekt 5 2.3.1.4 Die Relaxation 6 2.3.1.5 Bildkontrastdarstellung 6 2.3.1.5.1 T₁-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.2 T₂-gewichtete Bilder 7 2.3.1.5.3 Protonendichte-gewichtete Bilder 7 2.3.1.6 Sequenzen 8 2.3.1.6.1 Saturation-Recovery- und Partial-Saturation- Sequenzen 8 2.3.1.6.2 Spin-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.3 Gradienten-Echo-Sequenzen 8 2.3.1.6.4 Inversions-Recovery-Sequenzen 8 2.3.1.6.5 Schnelle Sequenzen 9 2.3.1.7 Sehnengewebe im MRT-Bild und Bildauswertung 9 2.3.2 Ultraschall 11 2.3.2.1 Einleitung 11 2.3.2.2 Physikalische Grundlagen 11 2.3.2.3 Technische Grundlagen 12 2.3.2.4 Bildarten 12 2.3.2.5 Doppler-Sonographie 12 2.3.2.6 Bildartefakte 13 2.3.2.7 Sehnengewebe im Ultraschallbild und Bildauswertung 14 2.3.2.8 Einteilung der Metacarpalregion für die Sonographie 15 2.4 Histologie von Sehnengewebe 16 2.4.1 Histologischer Aufbau von Sehnengewebe 16 2.4.2 Histologische Färbemethoden für Sehnengewebe 17 2.4.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung (HE) 17 2.4.2.2 Masson-Trichom-Färbung (TM) 17 2.5 Sehnenheilung 17 2.5.1 Inflammatorische Phase 18 2.5.2 Proliferationsphase 18 2.5.3 Remodellingphase 18 2.6 Experimentelle Sehnenläsionen an Tiermodellen 19 2.6.1 Chirurgisch induzierte Sehnenläsionen 19 2.6.2 Sehnenläsionen mittels Kollagenase-Applikation 19 2.6.3 Kombination aus chirurgischem Verfahren und Kollagenase-Applikation 20 3 TIERE, METARIAL UND METHODEN 21 3.1 Untersuchte Tiere 21 3.2 Induzierte Sehnenläsionen und Weiterbehandlung 21 3.2.1 Chirurgischer Eingriff 21 3.2.2 Versorgung prä und post operationem 22 3.2.3 Applikation von Serum und mesenchymalen Stromazellen 22 3.2.4 Behandlungsprogramm nach Serum- und MSC-Injektion 22 3.3 Magnetresonanztomographie 23 3.3.1 Kernspintomograph 23 3.3.2 Durchführung 23 3.3.2.1 Sedation 23 3.3.2.2 Untersuchungszeitpunkte 23 3.3.2.3 Sequenzen 24 3.3.3 MRT-Bildmaterial 24 3.4 Ultraschall 24 3.4.1 Ultraschallgerät 24 3.4.2 Durchführung 24 3.4.2.1 Untersuchungszeitpunkte 24 3.4.2.2 Untersuchungstechnik 25 3.4.3 Ultraschall-Bildmaterial 25 3.5 Histologie 25 3.5.1 Entnahme der Gewebeproben 25 3.5.2 Histologische Einbettung 25 3.5.3 HE-Färbung 25 3.5.3.1 Färbemethode 25 3.5.3.2 Auswertung der HE-Schnitte 26 3.5.4 Masson-Trichrom-Färbung 26 3.5.4.1 Färbemethode 26 3.5.4.2 Auswertung der Masson-Trichrom-Schnitte 26 3.6 Auswertung des Bildmaterials 27 3.6.1 Auswertung der MRT- und Ultraschallbilder 27 3.6.1.1 Messung der CSA 27 3.6.1.1.1 Synedra-Messung 27 3.6.1.1.2 Mathematica-Messung 28 3.6.1.1.3 Verwendung der ermittelten CSA-Werte 28 3.6.1.2 Volumenberechnung 29 3.6.1.3 Messung der SI 29 3.6.1.3.1 Synedra-Messung 29 3.6.1.3.2 Mathematica-Messung 31 3.6.1.3.3 Standardisierung der Signalintensitäten 32 3.7 Statistische Auswertung 32 4 ERGEBNISSE 35 4.1 Standardisierung der SI der Sehnenläsion 35 4.2 Definition der ROI für die Messung der SI der Sehnenläsion 37 4.3 CSA-Messungen der Maximalbereiche im Vergleich zur gesamten Läsion 40 4.4 Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 43 4.4.1 Vergleich der SI-Bestimmung 43 4.4.2 Vergleich der CSA-Bestimmung 45 4.4.3 Vergleich der Volumenberechnung 47 4.5 Eignung von Ultraschall und verschiedenen MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 49 4.5.1 Gegenüberstellung von MRT und Ultraschall 49 4.5.1.1 Ultraschall und T₁-Sequenz 49 4.5.1.2 Ultraschall und T₂-Sequenz 50 4.5.1.3 Ultraschall und T₂*-Sequenz 50 4.5.1.4 Ultraschall und STIR-Sequenz 51 4.5.1.5 Darstellung des Heilungsverlaufs in Ultraschall und MRT 52 4.6 Darstellung des Heilungsverlaufs in verschiedenen MRT-Sequenzen 53 4.6.1 SI der Läsion 53 4.6.2 CSA der Läsion 54 4.6.3 Volumen der Läsion 55 5 DISKUSSION 57 5.1 Diskussion der Standardisierung der SI der Sehnenläsion 57 5.2 Diskussion der unterschiedlich großen ROI für die SI-Messung in der Sehnenläsion 58 5.3 Diskussion der unterschiedlichen CSA-Messungen zur Beurteilung des Heilungsverlaufes 59 5.4 Diskussion der Gegenüberstellung der manuellen und automatisierten Messungen 60 5.4.1 Automatisierte SI-Bestimmung 61 5.4.2 Automatisierte CSA-Bestimmung 62 5.4.3 Automatisierte Bestimmung des Läsionsvolumens 63 5.5 Diskussion der Eignung von Ultraschall und verschiedener MRT-Sequenzen für Diagnose und Verlaufskontrollen von Sehnenläsionen 64 5.6 Diskussion der Gegenüberstellung der MRT-Sequenzen 66 5.6.1 Diskussion der SI der Läsion 67 5.6.2 CSA der Läsion im Heilungsverlauf 68 5.6.3 Läsionsvolumen im Heilungsverlauf 69 5.7 Zusammenfassung und Interpretation der Ergebnisse 70 6 ZUSAMMENFASSUNG 72 7 SUMMARY 74 8 LITERATURVERZEICHNIS 76 9 ANHANG 80 9.1 Statistische Tabellen und Graphiken 80 9.1.1 Ergänzende Daten Kapitel 4.1 80 9.1.2 Ergänzende Daten Kapitel 4.2 86 9.1.3 Ergänzende Daten Kapitel 4.3 91 9.1.4 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.1 96 9.1.5 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.2 99 9.1.6 Ergänzende Daten Kapitel 4.4.3 102 9.1.7 Ergänzende Daten Kapitel 4.6 105 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 107 TABELLENVERZEICHNIS 112 DANKSAGUNG 113

Einleitung: In der Human- und Veterinärmedizin ist der immunhistologische Keratinnachweis für die Tumordiagnostik von großem Wert. Während beim Menschen bereits spezifische Keratinmuster zur genaueren Charakterisierung epithelialer Neoplasien herangezogen werden können, liegen beim Hund bzgl. der Keratinexpression in Neoplasien nur fragmentarische Kenntnisse vor. Ziele der Untersuchungen: Für die Bewertung der diagnostischen Eignung des Keratinnachweises innerhalb kaniner Neoplasien unter Praxisbedingungen ist eine breit angelegte organübergreifende Betrachtung von Tumoren erforderlich. Ziel dieser Studie war eine umfassende Charakterisierung der Keratinexpression in kaninen epithelialen Neoplasien. Diese erfolgte anhand von Neoplasien unterschiedlicher Histogenese sowie unter Einbezug unterschiedlicher Wachstumsformen dieser Neoplasien sowie ihrer Metastasen. Daneben wurde anhand der in der Humanpathologie bedeutsamen Keratine K7, K8, K13, K14, K19 und K20 auch ein umfangreiches Keratinpanel für die Untersuchung herangezogen. Die Resultate sollten im Kontext der Keratinexpression gesunder kaniner Gewebe betrachtet werden, um die Veränderungen des Expressionsmusters im Rahmen von Neoplasien zu betrachten und deren Eignung für die Charakterisierung von Tumoren zu evaluieren. Tiere, Material und Methoden: Im Rahmen dieser Studie wurden 111 Tumorproben von insgesamt 85 Hunden retrospektiv untersucht. 87 Proben wurden aus 85 primären epithelialen Neoplasien und weitere 24 Proben aus 24 dazugehörigen Metastasen gewonnen. Die Proben wurden anhand der aktuellen WHO-Nomenklatur der histologischen Klassifikation der Tumoren beim Hund in 18 Tumorgruppen und -untergruppen mit, bis auf zwei Ausnahmen, mindestens je 5 Vertretern eingeteilt. Eingang in die Untersuchung fanden dabei Übergangszellkarzinome der Harnblase, Prostatakarzinome, Plattenepithelkarzinome der Haut und Maulschleimhaut, bronchoalveoläre Karzinome der Lunge, Adenokarzinome von Magen, Dünn- und Dickdarm sowie Mammakarzinome mit unterschiedlichen histomorphologischen Erscheinungsbildern. Die routinemäßig aufgearbeiteten Gewebeproben wurden anhand der folgenden kommerziell erhältlichen anti-humanen Anti-Keratin-Antikörper immunhistologisch untersucht: OV-TL 12/30 (Keratin K7), NCL-CK8-TS1 (Keratin K8), AE8 (Keratin K13), NCL-LL002 (Keratin K14), NCL-CK19 (Keratin K19), Ks 20.8 (Keratin K20) und Multikeratinmarker AE1/AE3 (Keratine K1-K8, K10, K13, K14, K15, K16 und K19). Ergebnisse: Insgesamt zeigen die untersuchten Karzinome ein im Vergleich zum gesunden Ursprungsgewebe weitgehend erhaltenes Expressionsmuster, wobei in einigen Fällen jedoch durchaus drastische qualitative und quantitative Abweichungen der Keratinexpression zu beobachten waren. Während in einigen Karzinomen Keratine, welche im orthologen Gewebe nicht nachweisbar waren, beobachtet werden konnten (unerwartete Expression, Neuexpression), trat auch das Fehlen von organtypischen Keratinen innerhalb der Tumoren auf (Expressionsverlust). Obwohl überwiegend eine Konservierung der Keratinexpression innerhalb der Tumoren sichtbar war, fand sich nicht nur zwischen Tumoren unterschiedlicher Organherkunft, sondern auch zwischen Tumoren desselben Organursprungs sowie selbst innerhalb ein und derselben Neoplasie eine mitunter auffällige Variabilität. Trotz dieser inter- und intratumoralen Heterogenität ließen sich Grundmuster der Keratinexpression innerhalb der untersuchten kaninen epithelialen Neoplasien erkennen. So werden die Keratine K7, K8, K13 und K14 in Übergangszellkarzinomen qualitativ und quantitativ variabel exprimiert, während K19 immer und K20 nicht nachweisbar waren. Ein ähnliches Bild zeigt sich für die untersuchten Adenokarzinome, welche jedoch teilweise auch K20 in unterschiedlichem Ausmaß exprimieren. Demgegenüber stehen die Plattenepithelkarzinome der Haut und Maulschleimhaut mit einer typischen K13- und K14-Expression und einem K7- und K20-negativen Phänotyp. Die Expressionsmuster der Metastasen ähneln denen ihrer Primärtumoren. Es konnten jedoch auch hier Abweichungen beobachtet werden. Schlussfolgerungen: Beim Hund bestehen je nach Ursprungsgewebe und Tumorart Unterschiede in der Expression einzelner Keratine. Da für den Hund jedoch neben der teils nicht gegebenen Erhaltung der Keratinmuster eine bisweilen starke Variabilität der Keratinexpression zwischen und innerhalb von Tumoren zu beobachten war und die Keratinmuster der verschiedenen Tumorarten teils breite Übereinstimmungen aufweisen, ist der diagnostische Nutzen der in dieser Studie untersuchten Keratine eingeschränkt. Zwar können Art und Herkunft der Tumoren ausschließlich anhand dieser Auswahl an Keratinmarkern nicht mit absoluter Sicherheit identifiziert werden, allerdings kann der Nachweis einzelner Keratine unter Einbezug von Anamnese, Histomorphologie sowie anderer gewebespezifischer immunhistologischer Marker durchaus eine Diagnose erbringen bzw. eine Verdachtsdiagnose bekräftigen.

No description available.

Das Hygienemanagement in einer Pferdeklinik ist komplex. Zum einen erschweren bauliche Gegebenheiten wie rutschfeste Böden oder Holzwände sowie Einstreu und die hierdurch anfallende Staubbelastung die Reinigung und Desinfektion. Zum anderen bringen die Patienten ein vielfältiges, ständig wechselndes Keimspektrum in die Klinik ein. Nosokomiale Infektionen in Pferdekliniken haben in den letzten Jahren zugenommen weshalb Hygienemaßnahmen im Rahmen der Biosicherheit von zentraler Bedeutung sind. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde das Hygienemanagement der Chirurgischen Tierklinik (inzwischen Teil der Klinik für Pferde) der Veterinärmedizinischen Fakultät in Leipzig analysiert. Ziel war es, zunächst das aktuelle Hygieneregime sowie die bakterielle Keimbelastung an ausgewählten Probenentnahmestellen zu erfassen und anschließend anhand der Ergebnisse Verbesserungsvorschläge zu erarbeiten. Zur Erhebung des Status Quo wurden Fragebögen zur allgemeinen sowie Raum-spezifischen Reinigung und Desinfektion angefertigt und zusammen mit dem verantwortlichen Klinikpersonal ausgefüllt. Einbezogen in die Auswertung des Hygienemanagements wurden auch bauliche Gegebenheiten sowie organisatorische Abläufe. Für die bakterielle Keimbelastung wurden Tupferproben auf MRSA, E. coli, coliforme Keime, ESBL-bildende Enterobacteriaceae, Salmonellen, Streptococcus (S.) equi subsp. equi, S. equi subsp. zooepidemicus, Rhodococcus hoagii und Acinetobacter baumannii untersucht. Jede Probenentnahmestelle wurde mindestens zweimal im Abstand von mindestens vier Wochen beprobt. In allen Proben sowie zusätzlich in Luftkeimsammelproben wurde die aerobe Lebendkeimzahl mittels Oberflächenspatelverfahren bestimmt. Darüber hinaus wurden die Patientenakten von Januar 2014 bis Juli 2016 auf Hinweise möglicher nosokomialer Infektionen ausgewertet. Die Keimbelastung in der Klinik variierte je nach Probenentnahmeort und war im OP-Bereich am niedrigsten und in den Stallungen am höchsten. ESBL-bildende E. coli und S. equi subsp. zooepidemicus wurden sporadisch nachgewiesen. Der Nachweis von MRSA gelang vom Bügel des Desinfektionsmittelspenders am Waschbecken, von einer Nasenbremse sowie aus einer Luftkeimsammelprobe, die in einer Stallgasse genommen wurde. Insgesamt ergab die Luftkeimsammlung eine Keimbelastung von bis zu 105 Kolonie-bildenden Einheiten (KbE)/m3 Luft im Stallbereich während im OP ein Keimgehalt von 102 KbE/m3 Luft messbar war. Hinsichtlich der Durchführung von Reinigung und Desinfektion wurden Schwachstellen durch die Erhebung des Status Quo aufgezeigt. Alle Ergebnisse wurden im Rahmen eines Vortrages in der Klinik vorgestellt und Verbesserungsvorschläge diskutiert. Ein Hygieneplan, der zu Beginn dieser Studie nicht vorlag, wurde eingeführt. Darüber hinaus erfolgte die Benennung einer Hygienebeauftragten. Die Auswertung der Patientendaten ergab, dass einige der vorangehend aufgeführten Keime, wie MRSA, S. equi subsp. zooepidemicus, S. equi subsp. Equi, und R. hoagii, im ausgewerteten Zeitraum durchaus eine Rolle bei Infektionen innerhalb der Klinik spielten. Allerdings gab es keinen Verdacht auf eine nosokomiale Infektion. In der internationalen Literatur sind wenige Studien zum Thema Hygienemanagement in Pferdekliniken zu finden. Die Keimbelastung in den Luftkeimsammelproben im Stallbereich war in der vorliegenden Studie fünf- bis ≥ zehnfach höher im Vergleich zu anderen Studien. Bei der Durchführung dieser Studie wurde deutlich, dass für ein gezieltes Hygienemanagement die Festlegung von Verantwortlichkeiten sowie das Vorliegen konkreter Handlungsanweisungen unabdingbar sind.:Inhalt 1 Einleitung 1 2 Literatur 2 2.1 Stallklima im Pferdestall 2 2.2 Bauliche Grundlagen einer idealen Pferdeklinik 3 2.3 Hygienemaßnahmen in der Pferdeklinik 4 2.3.1 Hygieneplan 5 2.3.2 Händehygiene 5 2.3.3 Reinigung 7 2.3.4 Desinfektion und Sanitation 8 2.3.5 Probennahmeverfahren für die mikrobiologische Untersuchung 12 2.3.5.1 Abklatschverfahren 12 2.3.5.2 Tupferabstrichverfahren 13 2.4 Beschreibung der ausgewählten Bakterienspezies 13 2.4.1 Methicillin-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) 13 2.4.2 Streptokokken 14 2.4.2.1 Streptococcus equi subsp. equi 15 2.4.2.2 Streptococcus equi subsp. zooepidemicus 15 2.4.3 Escherichia coli und ESBL 16 2.4.4 Salmonellen 17 2.4.5 Acinetobacter baumannii 18 2.4.6 Rhodococcus hoagii (Rhodococcus equi/Prescotella equi) 19 3 Material und Methoden 20 3.1 Material 20 3.1.1 Bakterien 20 3.1.2 Nährmedien sowie deren Bestandteile 21 3.1.3 Biochemische Identifizierungssysteme 21 3.1.4 Chemikalien und Reagenzien 21 3.1.5 Geräte 22 3.1.6 Verbrauchsmaterialien 22 3.2 Methoden 23 3.2.1 Eigenschaften der verwendeten Nährmedien 23 3.2.2 Bestandsaufnahme in der Chirurgischen Tierklinik 27 3.2.2.1 Bauliche Gegebenheiten der Chirurgischen Tierklinik 27 3.2.2.2 Fragebogen über das Hygieneregime 28 3.2.2.3 Auswertung der Patientendaten 28 3.2.3 Probennahmen 29 3.2.3.1 Auswahl der Probenentnahmepunkte 29 3.2.3.2 Durchführung der Probennahmen 29 3.2.4 Probenbearbeitung 30 4 Ergebnisse 37 4.1 Bauliche Gegebenheiten der Chirurgischen Tierklinik 37 4.2 Hygienemaßnahmen in der Chirurgischen Tierklinik 40 4.2.1 Hygieneplan 40 4.2.2 Auswertung des Fragebogens 40 4.3 Auswertung der Patientendaten 42 4.4 Ergebnisse der Probennahmen 45 4.4.1 Instrumentenaufbereitung 46 4.4.2 Bildgebung 48 4.4.3 Klinikhalle und Mittelgang 49 4.4.4 Stall 55 4.4.5 OP-Saal 61 4.5 Hygieneplan 64 5 Diskussion 68 5.1 Bauliche Gegebenheiten 68 5.2 Hygienemaßnahmen 69 5.2.1 Hygieneplan und Desinfektionsmittel 69 5.2.2 Patientendaten 70 5.3 Probennahmen 71 5.3.1 Instrumentenaufbereitung 71 5.3.2 Bildgebung 71 5.3.3 Klinikhalle und Mittelgang 72 5.3.4 Stall 73 5.3.5 OP-Saal 74 5.3.6 Luftkeimsammelproben 75 6 Zusammenfassung 77 7 Summary 79 8 Literaturverzeichnis 81 9 Anhang 91 9.1 Fragebogen 91 9.2 Instrumentenaufbereitung 101 9.3 Klinikhalle und Mittelgang 102 9.4 Stall 105 9.5 OP-Saal 105 Tabellenverzeichnis 108 Abbildungsverzeichnis 109 Danksagung 110

No description available.

Überprüfung des Selenstatus von gesunden Pferden anhand der Konzentration von Selen (Se) im Serum und der Glutathionperoxidase-Aktivität im Vollblut (GPx) zur Ableitung von Referenzbereichen bei adulten Warmblutpferden.:1. EINLEITUNG 1 2. LITERATURÜBERSICHT 2 2.1 Se im Stoffwechsel 2 2.1.2 Transport, Metabolisierung und Speicherung 2 2.1.2.1 Transport 2 2.1.2.2 Metabolisierung 3 2.1.2.3 Speicherung 3 2.1.3 Transfer über die Plazenta und Milchdrüse 4 2.1.4 Exkretion 4 2.2 Glutathionperoxidase und weitere Selenoenzyme 5 2.2.1 Biologische Funktionen 5 2.2.2 Se-abhängige Glutathionperoxidasen 5 2.2.3 Se-abhängige Dejodasen 6 2.3 Se in Pflanzen und Futtermitteln 6 2.3.1 Vorkommen im Boden 6 2.3.2 Se in Pflanzen 7 2.3.3 Se-Gehalt einzelner Futtermittel 9 2.4 Bedeutung des Spurenelements Se für das Pferd 10 2.4.1 Se-Bedarf des Pferdes 10 2.4.2 Se-Supplementierung 10 2.4.3 Beurteilung der Se-Versorgung beim Pferd 11 2.4.3.1 Direkte Bestimmung des Se-Status durch Messung des Se-Gehaltes in Serum, Plasma und Vollblut 11 2.4.3.2 Indirekte Bestimmung des Se-Status durch Messung der GPx-Aktivität 12 2.5 Se assoziierte Erkrankungen 12 2.5.1 Mangel 12 2.5.2 Toxizität 14 2.5.2.1 Die akute Se-Vergiftung 14 2.5.2.2 Die subakute Se-Vergiftung 14 2.5.2.3 Die chronische Se-Vergiftung 14 3. EIGENE PUBLIKATION 16 4. DISKUSSION 25 5. ZUSAMMENFASSUNG 32 6. SUMMARY 34 7. LITERATURVERZEICHNIS 36

Einleitung: Der portosystemische Shunt (PSS) stellt eine vaskuläre Anomalie dar, die eine direkte venöse Kommunikation des portalen mit dem systemischen Kreislauf ermöglicht. Für die Bestätigung oder den Ausschluss eines makroskopischen PSS ist bildgebende Diagnostik unerlässlich. In der vorliegenden Arbeit wurden computertomographische (CT)-Portographie und Splenoportographie als nicht- bzw. minimalinvasive Verfahren zur Diagnose von PSS beim Hund untersucht. Ziel der Studie war ein Vergleich von CT-Portographie mittels Bolus Tracking (BT) und jeju-naler Portographie im Hinblick auf die Genauigkeit der Shuntlokalisation (intra-, extrahepatisch) und des Shunttyps (Ursprungs- und Mündungsgefäß bei extrahepatischen PSS; rechts-, linksseitig oder zentral bei intrahepatischen PSS). Zudem sollte das BT zur Abschätzung des korrekten Scanzeitpunktes in der CT evaluiert werden (Gruppe 1). In Gruppe 2 sollte mit Hilfe der ultraschallgestützten Splenoportographie die Darstellbarkeit des Portalvenensystems zur Diagnose und Charakterisierung eines PSS sowie Komplikationen durch dieses Verfahren eva-luiert werden. Zudem wurde die Nutzung der ultraschallgestützten Splenoportographie zur Beurteilung eines Restshuntflusses nach chirurgischem Shuntverschluss untersucht. Tiere, Material und Methoden: In die retrospektive Studie wurden Hunde aus dem Patientengut der Klinik für Kleintiere von Februar 2000 bis Dezember 2017 eingeschlossen, bei denen der Verdacht auf einen PSS bestand. Bei Tieren der Gruppe 1 wurde zunächst eine CT-Kontrastmittelstudie durchgeführt, in der Shuntlokalisation und Shunttyp klassifiziert wurden. Diese wurden mit den Befunden der anschließenden jejunalen Porto¬graphie verglichen. Der korrekte Scanzeitpunkt in der CT wurde mit Hilfe des BT ermittelt. Zur Objektivierung des korrekten Scanstarts in der portalvenösen Phase und zur Abgrenzung des Portalvenensystems zum umliegenden Lebergewebe wurden die Schwächungsprofile in der V. portae vor und nach Kontrastmittelgabe sowie im Leberparenchym ermittelt. Eine Kontrastmitteldifferenz zwischen der Portalvene und der Leber von mehr als 50 HU wurde als ausreichend definiert. In der Gruppe 2 wurde mit Hilfe uniplanarer Durchleuchtungsgeräte eine ultraschallgestützte Splenoportographie durchgeführt. Auswertbarkeit des Splenoportogramms und mög-liche Komplikationen sowie Auftreten und Grad des intraabdominalen Kontrastmittelaustrittes wurden notiert. Quantitative Daten wurden auf Normalverteilung getestet (Shapiro-Wilk-Test). Vergleiche zwischen Variablen wurden mit dem Wilcoxon-Mann-Whitney-Test, dem Kruskal-Wallis-Test bzw. dem exakten Test nach Fisher durchgeführt. Ergebnisse: Bei 54 der 59 Patienten (91,5 %) der Gruppe 1 stimmte die Lokalisation und der Typ des PSS in CT-Portographie und jejunaler Portographie überein. Bei 5 Hunden erfolgte hingegen eine differierende Befundung hinsichtlich der Shuntlokalisation (n = 2) oder des Shunttyps (n = 3) in der CT-Portographie. Bei 13 Hunden (22,0 %) lag die Differenz zwischen dem Enhancement der Portalvene und des Leberparenchyms in der CT unter den geforderten 50 HU, bei 46 Hunden (77,9 %) lag sie darüber. Dennoch war bei allen Hunden eine sichere Identifikation der V. portae nach CT-Angiographie mittels Bolus Trackings möglich. Bei allen 42 Tieren der Gruppe 2 ermöglichte die ultraschallgestütze Splenoportographie eine adäquate Darstellung des Portalvenensystems. Bei 25 Hunden konnte ein PSS ausgeschlossen, bei 10 ein PSS diagnostiziert werden. Komplikationen oder Blutungen wurden nicht beobachtet. Bei 18 Hunden trat kein, bei 13 ein geringgradiger, bei 7 ein mittelgradiger und bei 4 ein hochgradiger Kontrastmittelaustritt auf. Es lag kein Zusammenhang zwischen dem Grad des intraperitonealen Kontrastmittelaustrittes und dem Gewicht und der Lagerung der Hunde oder der Induktion einer Apnoephase vor. Schlussfolgerungen: Die CT-Portographie lässt eine sichere Klassifizierung der Shuntform bei Hunden mit PSS zu. Die diagnostische Wertigkeit der nicht invasiven CT-Portographie mit Hilfe von BT ist vergleichbar mit der jejunalen Portographie. Durch das BT wurde eine gute Synchronisation des Kontrastmittelbolus mit dem Scanstart erreicht und eine adäquate Kontrastierung des Portalvenensystems ermöglicht. Die Splenoportographie unter sonographi-scher Kontrolle stellt ebenfalls ein sicheres minimalinvasives Diagnostikum zur Diagnose bzw. zum Ausschluss portalvenöser Anomalien dar.

Asiatische Elefanten, Afrikanische Elefanten und Klippschliefer gehören zur phylogenetisch sehr alten Gruppe der Afrotheria, welche sich bereits vor 100 Millionen Jahren von anderen Vertretern der Mammalia abgespaltet haben. Die Vertreter dieser Spezies zeichnen sich durch Besonderheiten in ihrer Vokalisation und Kommunikation aus, welche die Verwendung von Infraschallfrequenzen der Elefanten und die Gesänge der Klippschliefer umfassen. Auf neuroanatomischer Ebene spiegeln sich durch bestimmte Spezies wahrnehmbare Frequenzbereiche in der spezifischen Ausbildung auditorischer Kerngebiete wie der Kochleariskerne (CN) und des Komplexes der oberen Olive (SOC) wider. Diese Kerngebietskomplexe befinden sich im Hirnstamm und erfüllen die Funktion der Schallverarbeitung und -lokalisation durch komplexe Mikrokreisläufe, was für in freier Wildbahn lebende Tiere unerlässlich ist. Die Kerngebiete des zentralen auditorischen Systems sind besonders reich an perineuronalen Netzen (PN), einer Sonderform der extrazellulären Matrix im Gehirn, welche in Zusammenhang mit einer schnellen synaptischen Übertragung und Stabilisierung synaptischer Kontakte gebracht wird. PNs bilden sich bei Nesthockern erst zu Beginn der kritischen Periode, welche mit dem Beginn der Wahrnehmung akustischer Signale einhergeht aus, (bei Maus und Ratte circa zum Ende der ersten postnatalen Woche). Dementsprechend wird den PNs auch eine wichtige Rolle in der Synaptogenese zugesprochen. Bislang gibt es keine Studien über die Ausprägung von PNs bei nestflüchtenden Tieren zum Zeitpunkt der Geburt. Die Ziele dieser Arbeit waren die Darstellung, Identifikation und Charakterisierung der Kerngebiete des auditorischen Hirnstammes sowie der Nachweis perineuronaler Netze und deren Charakterisierung, insbesondere beim neonatalen Elefanten. Die Ergebnisse galt es im Speziesvergleich und im Kontext des aktuellen Wissensstandes darzustellen. Dafür wurden die Gehirne von drei verstorbenen Elefanten im Alter von 0 Tagen bis eineinhalb Jahren und die Gehirne eines adulten und eines juvenilen Klippschliefers mittels histologischer und immunhistochemischer Methoden bearbeitet. Es kamen sowohl Fluoreszenfärbungen als auch Markierungen mithilfe der klassischen ABC-Methode (DAB-Nickelfärbungen) sowie eine kombinierte Klüver-Barrera-Markscheiden- und Nissl-Färbung zum Einsatz. Da für die Identifikation der auditorischen Kerngebiete weder für den Klippschliefer, noch für den Elefanten geeignete Publikationen oder Atlanten existieren, erfolgte deren Analyse und Zuordnung im Speziesvergleich mit Ratte, Katze, Rhesusaffe und Mensch. Die CN der untersuchten Spezies konnten identifiziert und das Zusammenspiel von Neuronen, Synapsen und perineuronalen Netzen dargestellt werden. Eine Besonderheit stellt der Nachweis von Oktopuszellen beim Elefanten dar, die sich in dorsolateraler Lage am Rande des Hirnstammes markieren ließen und eine typische tentakelartige Morphologie ihrer Dendriten aufzeigten. Charakteristische Büschelzellen im Nucleus cochlearis ventralis gingen bei allen untersuchten Tieren mit einem deutlich ausgeprägten Nucleus medialis olivae superioris (MSO) einher, der Signale dieser Zellen empfängt und für eine binaurale Integration zur Ermittlung des Schallursprunges verantwortlich ist. Lateral des MSO konnte ein weniger stark ausgeprägter Nucleus lateralis olivae superioris (LSO) markiert und zugeordnet werden, der ebenfalls an der Berechnung des Schallursprunges beteiligt ist, diese Aufgabe aber vornehmlich anhand hoher Frequenzen bewerkstelligt. Der Vergleich der Ausprägung von LSO und MSO bestärken beim Elefanten, einem tieffrequent hörenden Tier, die Hypothese zu dessen Fähigkeit zur Schallortung durch interaurale Zeitunterschiede (ITD) tiefer Frequenzen und lassen beim Klippschliefer die Vermutung aufkommen, dass auch diese Tierart den Schallursprung anhand von tiefen Frequenzen berechnet. Die Berechnung des ITD im Gehirn ist möglich, wenn die Geräuschquelle seitlich auf den Kopf auftrifft und somit ein Wellenmaximum die Ohren zeitversetzt erreicht. Weitere Kerngebiete des Komplexes der oberen Olive, zu dem auch MSO und LSO gehören, konnten charakterisiert werden: der Nucleus corporis trapezoidei medialis (MNTB) fiel sowohl durch seinen glutamatergen Signaleingang in Form einer Riesensynapse beim Elefanten als auch durch seine intensive Netzmarkierung auf, unterschied sich jedoch bei Klippschliefer und Elefant erheblich. Während der MNTB des Elefanten Ähnlichkeiten mit dem Menschen aufwies und nur aus wenigen Prinzipalneuronen bestand, zeichnet sich der Klippschliefer durch die Prominenz dieses Kerngebietes mit einer gewissen Ähnlichkeit zur Mongolischen Rennmaus aus. Riesensynapsen konnte mit der verwendeten Auswahl an Antikörpern nicht dargestellt werden. Außerdem wurden kleinere, sogenannte perioliväre Kerngebiete bei den untersuchten Spezies charakterisiert, die zwar schon im Jahr 1909 von Ramon y Cajal beschrieben worden sind, deren Funktionen jedoch bis heute nicht eindeutig geklärt werden konnten. Die Charakteristika der Kerngebiete des auditorischen Hirnstammes konnten bei allen untersuchten Spezies aufgezeigt werden, wichtige Orientierungspunkte im Hirnstamm des Elefanten neu definiert werden und erstmals gelang der Nachweis für die Existenz perineuronaler Netze bei einem nestflüchtenden Neugeborenen. Zusammenfassend können die auditorischen Kerngebiete der untersuchten Spezies als säugetiertypisch eingeordnet werden und erste Hinweise auf den Hörbereich des Klippschliefers ermittelt werden. Es wurden sowohl Ähnlichkeiten zwischen den Vertretern der Afrotheria aufgezeigt als auch Unterschiede bewertet, die höchstwahrscheinlich nicht auf der phylogenetischen Herkunft dieser Tiere beruhen.:1. Einleitung 2. Literaturübersicht 2.1 Afrotheria 2.1.1 Elephantidae 2.1.2 Hyracoideae/ Procaviidae 2.2 Schallverarbeitung im zentralen Nervensystem 2.2.1 Grundlagen zur neuronalen Kodierung des perzipierten Schalls 2.2.2 Nomenklatur 2.2.3 Die Kerngebiete des zentralen auditorischen Systems und deren Funktion 2.2.4 Schalllokalisation 2.3 Die extrazelluläre Matrix des Nervensystems 2.3.1 Perineuronale Netze: Aufbau und Visualisierung 2.3.2 Vorkommen, Evolution und Entwicklung perineuronaler Netze 2.3.3 Potentielle Funktionen perineuronaler Netze 3. Tiere, Material, Methoden 3.1 Material 3.1.1Chemikalien 3.1.2 Puffer und Lösungen 3.1.3 Antikörper 3.1.4 Geräte und Verbrauchsmaterialien 3.1.5 Tiere und Gewebe 3.2 Methoden, Schnittverfahren und Färbungen 3.2.1 Gehirnentnahme und Nachfixierung 3.2.2 Anfertigung der Schnittserien 3.2.3 Übersichtsfärbungen und anatomische Eingrenzung 3.2.4 Antigendemaskierung 3.2.5 Immunhistochemie 3.2.6 Nachbehandlung mit Sudan-Schwarz-B 3.2.7 Fotodokumentation 4. Ergebnisse 4.1 Makroskopische und mikroskopische Orientierung im Hirnstamm des Elefanten 4.2 Immunhistochemie: Antikörperreaktivität im Gehirn des Elefanten 4.3 Identifikation der Kerngebiete des zentralen auditorischen Systems des Elefanten 4.3.1 Nuclei cochleares des Elefanten 4.3.2 Komplex der oberen Olive des Elefanten 4.4 Makroskopische und mikroskopische Orientierung im Hirnstamm des Klippschliefers 4.5 Immunhistochemie: Antikörperreaktivität im Gehirn des Klippschliefers 4.6 Identifikation der Kerngebiete des zentralen auditorischen Systems des Klippschliefers 4.6.1 Nuclei cochleares des Klippschliefers 4.6.2 Der Komplex der oberen Olive des Klippschliefers 5. Diskussion 5.1 Identifikation der Kerngebiete des zentralen Auditorischen Systems des Elefanten 5.1.1 Nuclei cochleares 5.1.2 Komplex der oberen Olive 5.2 Perineuronale Netze im zentralen auditorischen System des Elefanten 5.3 Die Auditorischen Kerngebiete des Klippschliefers 5.4 Vergleich der zentralen auditorischen Kerngebeite und Perineuronalen Netze von Klippschliefer und Elefant 5.5 Limitationen und Fehlerbetrachtung 5.6 Ausblick 6. Zusammenfassung 7. Summary 8. Literaturverzeichnis 9. Anhang 9.1 Tabellenverzeichnis 9.2 Abbildungsverzeichnis 9.3 Protokolle

Einleitung Adipositas ist ein zunehmendes Problem bei Menschen und Haustieren, z.B. in Pferden. Ponyrassen sind dabei besonders prädisponiert, wobei die Gründe bisher nicht abschließend geklärt werden konnten. Humane Adipositas geht mit einer fettigen Infiltration der Leber einher, die sogenannte Non-Alcoholic Fatty Liver Disease, welche zu einer hepatozellulären Entzündung führt. Es ist bisher nicht bekannt, ob Adipositas in Equiden auch zu hepatischen Veränderungen führt. Menschliche Fettleibigkeit ist zusätzlich mit systemischer Entzündung und gesteigertem oxidativen Stress verbunden. Das führte zu intensiven Untersuchungen von anti-inflammatorischen und antioxidativen Faktoren (z.B. Vitamin A - Retinol und Vitamin E - α-Tocopherol) in der humanen Adipositas Forschung. Viele Studien konnten ein Absinken von Vitamin A und Vitamin E in fettleibigen Menschen feststellen. Ziele Die vorliegende Studie sollte den Einfluss von zunehmendem Körpergewicht (KG) in Ponys und Pferden auf mehrere Parameter untersuchen: (1) Serum Leberenzymaktivitäten und Serum Gallensäuren (GS), (2) Leberfettgehalt, (3) hepatische messenger Ribonukleinsäure (mRNA) Level von Entzündungsmarkern und Markern des Lipidmetabolismus und (4) Serum Konzentrationen von Retinol und α-Tocopherol. Zusätzlich sollten Ponys und Pferde im Verlauf dieser Studie verglichen werden, um eventuelle Gründe für die Rasseprädisposition der Ponys für metabolische Störungen zu identifizieren. Material und Methoden Zehn Shetland Ponys und 9 Warmblut Pferde, die initial nicht adipös waren, wurden über 2 Jahre mit 200% des Erhaltungsbedarfes für umsetzbare Energie gefüttert. Die Entwicklung des KG, des Body Condition Scores (BCS) und des Cresty Neck Scores (CNS) wurde wöchentlich erfasst. Während der Fütterungsphase wurde zu 6 Zeitpunkten (ZP) Blut für die Bestimmung von Serum Leberenzymaktivitäten (Alkaline Phosphatase (ALP), Aspartat Aminotransferase (AST), Glutamat Dehydrogenase (GLDH), Gamma-Glutamyl Transferase (GGT)) und Serum GS entnommen und zu 7 ZP wurde Blut für die Analyse von Serum Retinol und α-Tocopherol gewonnen. An 3 ZP wurde durch Laparotomie Lebergewebe in Vollnarkose entnommen. Die Leberbiopsien wurden histologisch auf ihren Fettgehalt untersucht und mittels quantitativer Echtzeit Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR) wurden die mRNA Level von Entzündungsmarkern (Nuclear Factor-κB (NF-κB), Interleukin-1β (IL-1β), IL-6, Tumor Nekrose Faktor α (TNFα), Differenzierungsgruppe 68 (CD68), Chemerin) und Lipid Metabolismus Markern (Lipoprotein Lipase (LPL), Fettsäuren Bindungsprotein 1 (FABP1) bestimmt. Die Daten wurden mittels statistischem Software Programm ausgewertet (STATISTICA, version 12, StatSoft GmbH, Hamburg, Deutschland). Nach Prüfung auf Normalverteilung der Daten, wurden geeignete statistische Tests angewendet mit einem statistischen Signifikanzniveau bei P < 0,05. Die Tierschutzkommission des Bezirks Leipzig genehmigte das Projekt in Übereinstimmung mit deutschen Rechtsvorschriften (Nr. TVV 32/15). Ergebnisse Ponys und Pferde zeigten einen signifikanten Anstieg von KG (Mittelwert ± SD; Ponys: 29,9 ± 19,4%; Pferde: 17 ± 6,74%), BCS (Median (25./75. Perzentil); Ponys: 157% (115/349); Pferde: 142% (128/192)) und CNS (Median (25./75. Perzentil); Ponys: 165% (123/500); Pferde: 200% (160/225)) induziert durch die hyperkalorische Fütterung über 2 Jahre. Das ansteigende KG hat keine Steatosis in der Mehrheit der Equiden ausgelöst. Die mRNA Level von IL-6, TNFα, CD68 und IL-1β in der Leber wurden nicht beeinflusst. Die Leber mRNA Level von Chemerin sind signifikant angestiegen in Ponys (x-facher Anstieg: 1,89) und Pferden (x-facher Anstieg: 2,04). Signifikante Unterschiede zwischen den Rassen hinsichtlich der Serum GLDH Aktivitäten, Serum GS Konzentrationen und der hepatischen mRNA LPL Level konnten festgestellt werden. Die Serum α-Tocopherol Konzentrationen stiegen in Ponys und Pferden signifikant an und korrelierten positiv mit der Vitamin E Aufnahme. Die Serum Retinol Konzentrationen fluktuierten während der Studie, ohne mit der Aufnahme zu korrelieren. Schlussfolgerungen Frühe Fettleibigkeit in Equiden führt nicht zwangsläufig zu einer Steatose mit hepatozellulärer Entzündung. Gemäß der Hypothese zeigten Ponys und Pferde allerdings unterschiedliche hepatische Reaktionsmuster nach KG Zunahme. Das könnte die höhere Empfänglichkeit von Ponys für metabolische Erkrankungen erklären. Chemerin konnte als interessanter Marker für die equine Adipositas Forschung identifiziert werden. Serum Konzentrationen von Retinol und α-Tocopherol wurden durch die KG Zunahme nicht beeinflusst.

In recent years, the intermittent, exogenous application of parathyroid hormone fragment has been established as a therapeutic agent for human osteoporosis. The present placebo-controlled trial evaluated the effects of intermittent, exogenous application of equine parathyroid hormone fragment (ePTH 1-37) on calcium homeostasis and bone metabolism in healthy horses. The dose-response relationship and an appropriate daily treatment scheme with ePTH (1-37) were assessed with 0.5, 1, 5, 10, and 40 µg ePTH (1-37)/kg BW to provide a basis for long-term ePTH (1-37) application. The dose selection of 0.5 µg ePTH (1-37)/kg KM for long-term application resulted from a short, temporary increase in the ionized blood calcium level after ePTH (1-37) injection and an unimpaired fractional calcium and phosphorus excretion. Higher dosages caused adverse events such as persisting hypercalcemia and general condition disturbance after 2 or 3 days of treatment. In a subsequent attempt, 6 horses each received either ePTH (1-37) or placebo for 120 days by daily subcutaneous injections. The diurnal response of calcium in blood reflected the responsiveness of the target cells to exogenous application of ePTH (1-37). During the observation period, cancellous bone mineral density increased significantly, but showed no differences between ePTH treatment and placebo. After long-term application, parathyroid response and endogenous intact parathyroid hormone release were investigated using Na2EDTA-induced hypocalcemia. Previously ePTH-treated horses showed moderately reduced levels of endogenous intact PTH when compared to those results obtained in the placebo group. Concomitant, ePTH-treated horses appeared to have a more rapid and improverd recovery of calcium homeostasis. In general, the long-term intermittent application of 0.5 µg ePTH (1-37)/kg BW seemed to have no negative effects in healthy horses. The potential area of ePTH application in horses could be osteoporotic stages, for instance, as observed in podotrochlosis and glucocorticoid-induced bone loss.