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

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

Die vorliegende Studie über den Alterseinfluß bei der Honigbiene (Apis mellifera) besteht aus drei Hauptteilen. Der erste Teil befasst sich mit den Charakteristiken des Spermathekeninhalts alter und junger Bienenköniginnen. Im zweiten Teil geht es um die Auswirkungen des maternalen Alters auf die embryonale Mortalität und die juvenile Entwicklung der Brut. Im dritten Studienteil werden die Auswirkungen der Verweildauer in der Spermatheca auf die embryonale Mortalität, Embryonenqualität und Larvenentwicklung der Nachkommen untersucht. Der Samen aus den Spermatheken älterer Bienen weist andere Bewegungsmuster, eine geringere Geschwindigkeit und eine anderen Enzymaktivität auf als der Samen, der aus den Spermatheken junger Königinnen gewonnen wurde. Ein altersbedingtes Nachlassen der Fertlität ist daraus zu erklären. Im Laufe von zwei Jahren wurde die embryonale Entwicklung und das Larvenwachstum von Nachkommen unterschiedlich alter Königinnen untersucht (2-jährige bis frisch begattete Königinnen). Ältere Königinnen legten kleinere Eier und deren Nachkommen zeigten eine signifikant höhere Mortalitätsrate und kleinere Entwicklungsstadien als die Nachkommen jüngerer Königinnen. In einer weiteren Studie wurde die embryonale Mortalität und die Embryonalentwicklung von Nachkommen, die aus älteren Samen entstanden, untersucht. Dabei wurde der Samen aus den Spermatheken von alten und jungen begatteten Königin entnommen und jungfräuliche Königinnen übertragen. um das Alter der Königin auszugleichen. Bei der Untersuchung wurde eine höhere embryonale Mortalität und generell, zu gewissen Entwicklungszeiten signifikant, kleine Entwicklungsstadien bei den Königinnen festgestellt, die mit dem älteren Samen befruchtet wurden. Der relative Anteil an früher und später embryonaler Mortalität war auch zwischen den beiden Spermien-Alterlassen signifikant unterschiedlich. Die insgesamt hohe embryonale Mortalität auch in der Kontrollgruppe (Königinnen besamt mit Sperma aus den Spermathecen junger Königinnen) belegt, dass die Methode der Samenextraktion und Reinsemination einen großen Einfluß auf die Embryonalentwicklung hatte. Auch das Phänomen „leerer Eier“, welches in beiden Gruppen in gleicher Frequenz vorgefunden wurde, ist möglicherweise durch diese Methode bedingt. / This study on the honey bee, Apis mellifera, consists of three major parts. The first involves the characteristics of the spermathecal content of old and young honey bee queen. The second examines maternal age effects on embryonic mortality and juvenile development of offspring in the honey bee. The third investigates on the impact of semen age on early embryonic mortality, embryo quality and larvae development in the honey bee. Semen collected from the spermatheca of old queen bees show different sperm movement patterns and slower speed than sperm from the spermathecae of young queens. This ability is possibly related to different enzyme activities and metabolisms found in the spermathecal contents of differently aged queens. The embryonic development and larval growth rate have been examined with regard to queen honey bees of different ages (2-year-old to freshly mated queens) during two years (2005 and 2006). Early embryonic mortality “EEM” has been found to be higher within the eggs from old queens than in those from younger queens. Egg volume, consequently embryo size, reduces as queen’s age. A further investigates embryonic mortality in offspring originating from older semen. This has been carried out by extracting the semen from the spermatheca of an old or/and young mated queen and re-inseminating it into a virgin queen, in order to adjust for queen age. The investigation show higher embryonic mortality in the offspring from virgin queens inseminated with semen extracted from older queens than with semen from younger queens. The relative percentage of early and late embryonic mortality within the groups was different between queens re-inseminated with aged semen. High embryonic mortality in the control semen ages may be affected by the method of extracting from semen out of the spermatheca and re-inseminating it into a virgin queen. Empty egg phenomenon, which has been found in both groups, may be related to this technique

Die Entwicklung eines Embryos und Fetus beeinflusst die Anfälligkeit für kardiovaskuläre Erkrankungen im weiteren Verlauf des Lebens entscheidend. Zugrundeliegende Mechanismen sind jedoch weitestgehend unbekannt. Unter Zuhilfenahme eines neuen Mausmodells für intrauterine kardiale Wachstumsretardierung zielt die vorliegende Dissertation auf die Identifikation adaptiver Wachstumsmechanismen ab, welche die Anpassung der Organgröße und die Aufrechterhaltung einer normalen Herzfunktion ermöglichen. Vielzählige Gene des Aminosäure (AS)-Metabolismus und der Proteinhomeostase zeigten eine vermehrte Expression in neugeborenen Mausherzen nach gestörter Embryonalentwicklung. Es wurde angenommen, dass sowohl die AS-Verfügbarkeit als auch die Aktivität der mechanistic target of rapamycin (mTOR) Signalkaskade entscheidend für eine normale Herzentwicklung und postnatales kompensatorisches Wachstum sind. Der mTOR Komplex 1 (mTORC1) wurde in prä- und perinatalen Mäusen mittels Rapamycin-Behandlung trächtiger Weibchen inhibiert. Die Auswirkungen einer prä- und postnatalen AS-Restriktion wurden anhand einer Niedrigproteindiät untersucht. Rapamycin-behandelte Neugeborene zeichneten sich durch vermindertes Gesamtwachstum sowie Entwicklungsverzögerung aus. Dabei war die kardiale Entwicklung besonders betroffen. Kardiale Proliferationsraten waren nicht verändert, die verminderte Herzgröße wurde jedoch auf eine verringerte Kardiomyozytengröße sowie eine erhöhte Apoptoserate zurückgeführt. Die intrauterine AS-Restriktion wurde überraschend gut von den Mausherzen toleriert. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die mTOR Signalkaskade essentiell für eine normale Herzentwicklung sowie kompensatorisches kardiales Wachstum ist. Darüber hinaus stellt die pränatale Rapamycin-Behandlung möglicherweise ein neues Modell der intrauterinen Wachstumsretardierung dar, welches Untersuchungen von Programmierungs-Mechanismen vor allem während der fötalen und perinatalen Herzentwicklung ermöglicht. / Intrauterine development influences the susceptibility to cardiovascular disease in adulthood, although the underlying molecular mechanisms are vastly unknown. Utilizing a new mouse model of impaired heart development, this thesis aims at identifying pre- and postnatal adaptive growth mechanisms to restore organ size and allow normal cardiac function. Unbiased functional annotation of genes differentially expressed in neonatal hearts after impaired intrauterine development revealed numerous gene clusters involved in amino acid (AA) metabolism and protein homeostasis. It was hypothesized that both AA availability and mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway activation are crucial for normal heart development and compensatory cardiac growth. mTOR complex 1 (mTORC1) was inhibited in fetal and neonatal mice by rapamycin treatment of pregnant dams. The effects of pre- and postnatal AA restriction were studied by feeding dams a low protein diet (LPD) throughout pregnancy and keeping the offspring on LPD postnatally. Rapamycin treated neonates were characterized by overall growth restriction and developmental delay, where cardiac development was especially affected (reduction of heart size, weight and heart weight to body weight ratio, severe thinning and noncompaction of the ventricular myocardium as well as immature myocardial morphology). While proliferation rates were unaffected, the reduced neonatal heart size was attributed to decreased cardiomyocyte size and increased apoptosis. Strikingly, the murine heart appeared to be surprisingly resistant to intrauterine AA restriction. In conclusion, the data revealed mTOR being essential for normal as well as compensatory cardiac development and growth. Moreover, prenatal rapamycin treatment might represent a new model of intrauterine growth restriction, which potentially allows the investigation of developmental programming mechanisms within the heart particularly in the fetal and neonatal phase of development.

Die Körpergröße ist von großer Bedeutung für die Fitness vieler Tiere, weil sie positiv mit Überleben und Reproduktionserfolg korreliert ist. Große Rogner vieler Fischarten sind fruchtbarer und produzieren Nachkommen von höherer Qualität verglichen mit kleineren Weibchen. Auch für Milchner einiger Fischarten wurde ein Einfluss der Körpergröße auf frühe Lebensstadien nachgewiesen. Der größenabhängige paternale Effekt verglichen mit maternalen Effekten ist weniger gut untersucht. Das Verständnis der Variation im Reproduktionserfolg als Funktion der Körpergröße der Laicher ist wichtig, weil die Fischerei die Durchschnittsgröße des Laicherbestands reduziert. In vorliegender Dissertation wurden in Laborversuchen an Zebrafischen (Danio rerio) größenabhängige paternale und maternale Effekte auf den Reproduktionserfolg und die Auswirkungen größenselektiver Entnahme auf Körperlänge, Reifung und Reproduktionserfolg untersucht. Die Köperlänge und Kondition waren wichtige Determinanten der Reifung bei Zebrafischen. Größere Rogner zeigten höheren Reproduktionserfolg als kleinere Fische und ein signifikanter Einfluss der Milchnerkörperlänge auf die frühen Lebensstadien ihrer Nachkommen wurde dokumentiert. Längere Männchen wurden von Rognern auch bei der Paarung bevorzugt. Die größenabhängigen maternalen und paternalen Effekte waren ausschlaggebend für den erhöhten Reproduktionserfolg von Zebrafischlaichbeständen, die, verglichen mit kleinen Laichern, aus großen oder zufällig zusammengesetzten Individuen zusammengesetzt waren. Die größenselektive Entnahme führte zu phänotypischen und genetischen Veränderungen, die nach Einstellung der experimentellen Befischung persistierten. Das deutet an, dass die durch die Fischerei ausgelöste Evolution schwierig umkehrbar sein könnte. Die Köpergröße ist von überragender Bedeutung in der Reproduktionsbiologie des Zebrafisches und der Schutz großer Laichfische kann wichtig für den Erhalt der Reproduktionskapazität von befischten Beständen sein. / Body size is a fundamentally important trait for fitness in many animal species because it correlates positively with survival and reproductive success. In many fish species, large females exhibit higher fecundity and produce higher quality offspring compared to small females. Similarly, male body size can affect offspring quality and early life-history traits but the importance of these effects to the reproductive biology of fish is poorly studied. The extent to which variation in reproductive success is explained by parental body size is an important research topic because size-selective fishing usually reduces the average size of reproducing adults in a population. In my dissertation, I studied the parental size effects on reproductive success in a model species (zebrafish, Danio rerio). I also studied the effects of size-selective harvesting on body size, maturation and reproductive output. Body size and condition factor were important determinants of the initiation of maturation in zebrafish. Large females were found to have higher reproductive success compared to small females and a significant effect of male body size on early life-history traits was documented. I found that large males were also favored by the females resulting to differential allocation of reproductive resources toward large males. The maternal- and paternal-size effects ultimately led to elevated reproductive success of experimental spawning stocks consisting of large or random-sized individuals compared to spawning stocks consisting of small individuals. Size-selective harvesting induced rapid phenotypic and genetic changes, which persisted after selection was halted. This suggests that fishing-induced changes might be hard to reverse. My results emphasize the importance of body size to the reproductive biology of zebrafish and suggest that protecting large fish might be important to maintain the reproductive potential of exploited fish stocks.