Untersuchungen zum Einfluss einer groben - Ti

Aus dem Institut für Tierernährung
der Tierärztliche Hochschule Hannover
Untersuchungen zum Einfluss einer groben
Vermahlung des Futters und/oder eines
Kalium-Diformiat-Zusatzes auf die Chymusqualität
sowie die Aktivität und Zusammensetzung der
Magen-Darm-Flora unter den Bedingungen einer
experimentellen Infektion von Absetzferkeln mit
Salmonella Derby
INAUGURAL-DISSERTATION
zur Erlangung des Grades
einer Doktorin der Veterinärmedizin
(Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von
Stephanie Papenbrock
aus Hamm
Hannover 2004
Wissenschaftliche Betreuung:
Prof. Dr. J. Kamphues
Prof. Dr. G. Amtsberg
1. Gutachter: Prof. Dr. J. Kamphues
2. Gutachter: PD Dr. Goethe
Tag der mündlichen Prüfung: 26.05.2004
Inhaltsverzeichnis
1.
Einleitung ..................................................................................... 11
2.
Schrifttum..................................................................................... 13
2.1. Flora des Gastrointestinaltraktes (GIT)......................................... 13
2.1.1.
Entwicklung der GIT-Flora beim Schwein .....................................................13
2.1.2.
Die GIT-Flora beim Absetzferkel...................................................................14
2.1.3.
Regulationsmechanismen der GIT-Flora ......................................................16
2.2. Einfluss verschiedener Futterzusätze auf die GIT-Flora ............... 18
2.2.1.
Leistungsförderer ..........................................................................................18
2.2.2.
Andere Zusatzstoffe bzw. Ergänzungen .......................................................20
2.3. Salmonellen ................................................................................. 27
2.3.1.
Taxonomie der Salmonellen .........................................................................28
2.3.2.
Epidemiologie und Tenazität der Salmonellen ..............................................28
2.3.3.
Virulenzfaktoren und –mechanismen............................................................30
2.3.4.
Salmonellen beim Schwein ...........................................................................32
2.3.5.
Salmonelleninfektionen des Menschen.........................................................33
2.3.6.
Bekämpfung und Prophylaxe ........................................................................34
2.4. Einflussfaktoren
auf
die
Salmonellenprävalenz
in
Tierbeständen .............................................................................. 37
2.4.1.
Einflüsse von Futter und Fütterung ...............................................................37
2.4.2.
Andere Faktoren ...........................................................................................42
3.
Material und Methoden ................................................................ 44
3.1. Versuchsziel................................................................................. 44
3.2. Versuchstiere ............................................................................... 44
3.3. Haltung......................................................................................... 45
3.4. Fütterung...................................................................................... 46
3.5. Versuchsablauf ............................................................................ 48
3.6. Sektion und Probenentnahme ...................................................... 51
3.7. Untersuchungen
im
Institut
für
Tierernährung
der
Tierärztlichen Hochschule Hannover............................................ 53
3.7.1.
Futtermitteluntersuchung ..............................................................................53
3.7.2.
TS-Bestimmung im Kot .................................................................................57
3.7.3.
Analyse des Blutplasmas..............................................................................57
3.7.4.
Chymusuntersuchung ...................................................................................58
3.7.5.
Antikörpertiterbestimmung im Fleischsaft .....................................................60
3.8. Untersuchungen in der Abteilung für Mikrobiologie des Instituts
für Tierseuchen der Tierärztlichen Hochschule Hannover ............ 61
3.8.1.
Komplette bakteriologische Untersuchung am Tag der Einstallung ..............61
3.8.2.
Diagnostik der ausgewählten Indikatorkeime................................................62
3.8.3.
Untersuchung steriler Rektaltupfer................................................................63
3.8.4.
Untersuchung der eingesetzten Futtermittel auf Salmonellen.......................63
3.8.5.
Herstellung und Verabreichung der Infektionsbouillon..................................64
3.8.6.
Untersuchungen post mortem.......................................................................64
3.9. Berechnungen.............................................................................. 66
3.10. Statistische Auswertung ............................................................... 67
4.
Ergebnisse ................................................................................... 68
4.1. Versuch 1..................................................................................... 68
4.1.1.
Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung...........................................69
4.1.2.
TS-Gehalt im Kot ..........................................................................................69
4.1.3.
Füllung des Verdauungskanals.....................................................................70
4.1.4.
TS-Gehalte im Chymus.................................................................................70
4.1.5.
pH-Wert im Chymus des Gastrointestinaltraktes ..........................................71
4.1.6.
Chymuszusammensetzung nach Partikelgröße............................................71
4.1.7.
Stärkegehalt im Chymus von Caecum und Colon.........................................73
4.1.8.
Formiat-Gehalt im Chymus einzelner Abschnitte des MDT ..........................73
4.1.9.
Ammoniak-Konzentration in verschiedenen Breichen des GIT .....................74
4.1.10. L-Laktat-Konzentration im Chymus...............................................................75
4.1.11. Konzentration flüchtiger Fettsäuren in verschiedenen Abschnitten des
MDT 75
4.1.12. Gehalt des Chymus an Lipopolysacchariden (LPS)......................................76
4.1.13. Elektrolytgehalt im Plasma............................................................................76
4.1.14. Harnstoffgehalt im Plasma............................................................................77
4.1.15. Salmonellen- Antikörper-Titer im Plasma......................................................77
4.1.16. Faecale Salmonellenausscheidung ..............................................................77
4.1.17. Translokation der applizierten Salmonellen ..................................................78
4.1.18. Quantitative Bestimmung von E. coli im Chymus der einzelnen
Abschnitte des GIT .......................................................................................79
4.1.19. Quantitative Bestimmung der Lactobacillen in den untersuchten
Abschnitten des MDT....................................................................................79
4.2. Versuch 2..................................................................................... 80
4.2.1.
Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung...........................................81
4.2.2.
Füllung des Verdauungskanals.....................................................................82
4.2.3.
TS-Gehalte im Chymus.................................................................................82
4.2.4.
pH-Wert im Chymus des GIT ........................................................................83
4.2.5.
Stärkegehalt im Colonchymus ......................................................................83
4.2.6.
Formiat-Gehalt im Chymus einzelner Abschnitte des MDT ..........................84
4.2.7.
L-Laktat-Konzentration im Chymus...............................................................84
4.2.8.
Gehalt flüchtiger Fettsäuren in verschiedenen Abschnitten des MDT...........85
4.2.9.
Elektrolytgehalt im Plasma............................................................................85
4.2.10. Harnstoffgehalt im Plasma............................................................................86
4.2.11. Salmonellen- Antikörper-Titer im Plasma......................................................86
4.2.12. Salmonellen-Antikörper-Titer im Fleischsaft .................................................86
4.2.13. Faecale Salmonellenausscheidung ..............................................................87
4.2.14. Translokation des applizierten Salmonellenserovars im Tierkörper ..............88
4.2.15. Quantitative Bestimmung von E. coli im Chymus der einzelnen
Abschnitte des GIT .......................................................................................89
4.3. Versuch 3..................................................................................... 89
4.3.1.
Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung...........................................90
4.3.2.
Elektrolytgehalt im Plasma............................................................................91
4.3.3.
Harnstoffgehalt im Plasma............................................................................91
4.3.4.
Salmonellen-Antikörper-Titer im Plasma.......................................................92
4.3.5.
Salmonellen-Antikörper-Titer im Fleischsaft .................................................92
4.3.6.
Faecale Salmonellenausscheidung ..............................................................93
4.3.7.
Translokation des Salmonellenserovars Salmonella Derby A 147/85 im
Tierkörper .....................................................................................................94
4.3.8.
5.
Quantitative Bestimmung der grampositiven Kokken im Colonchymus ........95
Diskussion.................................................................................... 97
5.1. Kritik der Methode ........................................................................ 99
5.2. Diskussion der erhobenen Ergebnisse ....................................... 102
5.2.1.
Einflüsse der unterschiedlichen Vermahlung des Getreides im
Mischfutter ..................................................................................................102
5.2.2.
Einflüsse einer KDF-Supplementierung auf die untersuchten Parameter ...106
5.2.3.
Einflüsse einer groben Futterverarbeitung und eines KDF-Zusatzes zum
Mischfutter auf die gastrointestinale-Flora ..................................................110
5.2.4.
Effekte einer groben Vermahlung einzelner Futterkomponenten und
eines KDF-Zusatzes auf die faecale Salmonellenausscheidungsrate
und –dauer sowie auf die Translokation von Salmonellen ..........................115
5.2.5.
Effekte eines KDF-Zusatzes und grober Futterverarbeitung auf die
Salmonellenausbreitung innerhalb von Tierbestände .................................120
5.3. Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse........................ 123
6.
Zusammenfassung .................................................................... 129
7.
Summary .................................................................................... 132
8.
Literaturverzeichnis ................................................................... 135
9.
Anhang ....................................................................................... 151
9.1. Rohdaten ................................................................................... 151
9.2. Tabellenverzeichnis ................................................................... 168
9.3. Abbildungsverzeichnis................................................................ 172
Danksagung........................................................................................ 173
Abkürzungsverzeichnis
NfE
Stickstoff-freie-
Abb.
Abbildung
d
Tage
E. coli
Escherichia coli
NH3
Ammoniak
Fa.
Firma
OD
Optische Dichte
FFS
flüchtige Fettsäuren
(=
ggr.
Geringgradig
Antikörper.Titers)
GIT
Gastro-Intestinal-Trakt
oS
organische Substanz
GKZ
Gesamtkeimzahl
p
Wahrscheinlichkeit
h
Stunden
p.i.
post infectionem
hgr.
Hochgradig
PBS
phosphatgepufferte
i.v.
intravenös
K
Kontrolle
pH
Potentia Hydrogendii
KBE
koloniebildende Einheiten
Ra
Rohasche
KM
Körpermasse
Rfa
Rohfaser
lg
Logarithmus
Rfe
Rohfett
LPS
Lipopolysaccharid
Rp
Rohprotein
M
männlich
s
Standardabweichung
MDT
Magen-Darm-Trakt
S.
Salmonella
ME
umsetzbare Energie
Tab.
Tabelle
mgr.
Mittelgradig
TS
Trockensubstanz
mmol
Millimol
u.
und
n
Anzahl der
uS
ursprüngliche Substanz
Proben/Probanden
V
Versuch
nicht nachweisbar
W
weiblich
n.n.
Extraktstoffe
Einheit
des
Salmonellen-
Kochsalzlösung
Einleitung
1. Einleitung
Die Zeit des Absetzens ist in der Schweinehaltung allgemein bekannt als eine Phase,
in der die Tiere besonderen Risiken für die Entwicklung von Gesundheitsstörungen
ausgesetzt sind. Neben dem Absetzen ansich und der dabei erfolgenden
Futterumstellung kommt es infolge von Neugruppierung, Umstallung und daraus
resultierenden Rangkämpfen sowie durch den Transport zu einer Belastung des
Immunsystems. Neben einer erhöhten Krankheitsanfälligkeit wurden in dieser Phase
wiederholt
dysbiotische
Veränderungen
in
der
Darmflora
beobachtet,
die
begünstigend auf die Ansiedlung pathogener Keime wirken (SAVAGE 1977). Hier
sind neben Erkrankungen durch hämolysierende E. coli Stämme, die nicht selten zu
erheblichen Verlusten führen, auch Infektionen durch Salmonellen zu nennen, die nur
selten klinische Störungen hervorrufen, andererseits aber die Verbreitung dieser
Erreger in den Mastbeständen begünstigen. Infektionen mit Salmonellen in den
Schweinemastbeständen erhöhen ihrerseits wiederum das Risiko für einen Eintrag
dieser
Keime
in
die
Nahrungskette
des
Menschen,
was
unter
lebensmittelhygienischen Aspekten besondere Aufmerksamkeit verdient.
Vor diesem Hintergrund sind mögliche Einflüsse der Fütterung von Interesse:
Zum Einen geht es dabei um eine Vermeidung eines Salmonelleneintrags in die
Bestände über das Futter, so dass entsprechende futtermitteltechnologische
Maßnahmen erforderlich sind. Zum Anderen gibt es aus epidemiologischen Studien
Erkenntnisse, die für einen Einfluss der Fütterung auf die Seroprävalenz von
Salmonellen in Schweinebeständen sprechen. So sollen die Futterkonfektionierung
und –struktur wie auch der Einsatz bestimmter organischer Säuren prophylaktisch
günstig wirken, d.h. die Frequenz von Salmonelleninfektionen eher mindern.
Basierend auf diesen Beobachtungen und Erfahrungen war es das Ziel der
vorliegenden Studie, mögliche Effekte einer groben Vermahlung des Getreides im
Alleinfutter und/oder eines Zusatzes von Kalium- Diformiat unter den Bedingungen
einer experimentellen Infektion von Absetzferkeln mit S. Derby A 147/85 näher zu
prüfen.
11
Einleitung
Im Einzelnen sollten dabei folgende Fragen geklärt werden:
1. Welche Auswirkungen hat eine grobe Vermahlung des Getreides im
Alleinfutter auf die Milieu- und Substratbedingungen im Chymus für die Flora
im Gastrointestinaltrakt (GIT)?
2. Hat der Zusatz von Kalium-Diformiat zum Futter Veränderungen der
Chymuszusammensetzung zur Folge?
3. Führen mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Chymus zu
einer Beeinflussung der Aktivität und/oder der Zusammensetzung der GITFlora?
4. Lassen sich die Haftung, die Vermehrung und die Ausscheidung von
Salmonellen bzw. ihre Translokation durch die grobe Verarbeitung der
Futterbestandteile und/oder den Zusatz von KDF evtl. günstig beeinflussen?
5. Ist die Kombination der oben genannten Fütterungsmaßnahmen geeignet, die
Salmonellenausbreitung innerhalb infizierter Tierbestände zu reduzieren?
12
Schrifttum
2. Schrifttum
2.1. Flora des Gastrointestinaltraktes (GIT)
Im Gastrointestinaltrakt aller homoiothermen Lebewesen können verschiedene Arten
von Bakterien nachgewiesen werden, deren Anzahl und Verhältnis zueinander vom
Milieu der Umgebung sowie von den vorhandenen Nahrungskonkurrenten beeinflußt
wird.
Hierbei
muß
zwischen
residenten
(=autochthonen)
und
transienten
(=allochthonen) Keimen unterschieden werden. Befindet sich das System im
Gleichgewichtszustand, so spricht man vom Zustand der Eubiose (HAENEL 1982),
welcher sich in der Regel günstig auf den Stoffwechsel des Wirts auswirkt. Kommt es
an einer Stelle des Systems zu Störungen und Veränderungen, hat dies
Konsequenzen in allen anderen Bereichen des Biotops. Das Ökosystem gerät aus
dem Gleichgewicht, man spricht dann von Dysbiose, einem Zustand, mit meist
negativen Konsequenzen für den Wirt (HAENEL 1982), die durch schädliche
mikrobielle Stoffwechselprodukte direkt, aber auch indirekt durch eine Zunahme
pathogener Bakterienarten hervorgerufen werden können (SAVAGE 1977).
2.1.1.
Entwicklung der GIT-Flora beim Schwein
Bis zum Zeitpunkt der Geburt gilt der Säugetierfetus als keimfrei, allerdings setzt
bereits im Geburtskanal die mikrobielle Besiedlung des Jungtiers ein. Nach der
Geburt ist das Neugeborene durch das Stallmilieu einer mehr oder weniger großen
mikrobiellen Belastung ausgesetzt, die zu einer weiteren Besiedlung des Tieres führt.
Über Kolostrum und Belecken der Einrichtung erfolgt eine orale Aufnahme von
Escherichia coli, Mikro- und Streptokokken, sowie Clostridien, deren Ansiedlung im
GIT nach der Geburt durch den mit 4,7-5,1 noch relativ hohen pH-Wert im Magen der
Ferkel begünstigt wird (SCHULZE 1978). Mit dem Absinken des pH-Wertes kommt
es zu einem herabgesetzten Wachstum der genannten Bakterienarten, aber einer
deutlichen Vermehrung des mikrobiellen Wachstums der Lactobacillen, die nun
besonders die proximalen Dünndarmabschnitte besiedeln. Man geht davon aus,
dass die Zusammensetzung und Entwicklung der gastrointestinalen Mikroflora beim
Ferkel nach drei (SINKOVICS u. JUHASZ 1974), bzw. vier (SCHULZE 1978) Tagen
einen vorläufigen Abschluss gefunden hat. Dieser Zeitpunkt wird durch die Schaffung
13
Schrifttum
eines anaeroben Milieus in den caudalen Darmabschnitten charakterisiert, da so
günstige Milieubedingungen für eine Besiedlung mit Bacteroides gegeben sind. Man
spricht von der stabilen Mikroflora des GIT.
2.1.2.
Die GIT-Flora beim Absetzferkel
Wie bereits erläutert hat die Flora des GIT der Ferkel bereits am 3.-4. Lebenstag
einen relativ stabilen Zustand erreicht. Der MDT der Jungtiere ist mikrobiell besiedelt
und das ausgewogene Verhältnis der einzelnen Bakterienarten zueinander hat sich
eingestellt. Innerhalb des GIT entsteht ein Sauerstoffgefälle, was deutliche
Auswirkungen auf die Ausbildung der Eubiose des jeweiligen MDT-Abschnittes hat.
Im
Magen
und
in
den
cranialen
Dünndarmabschnitten
sind
optimale
Lebensbedingungen für eine aerobe Keimflora (Lactobacillen, Enterococcen,
Streptococcen, E.coli) zu finden (SCHULZE 1987; AMTSBERG 1984). Von den
genannten Bakterienarten lassen sich die Lactobacillen hauptsächlich im Magen der
Absetzer nachweisen, wo unter dem Einfluss der von der Magenwand gebildeten
und sezernierten Salzsäure die meisten Bakterien abgetötet werden. Die anderen
Keime können vermehrt im Dünndarm beobachtet werden, wo die Gesamtkeimzahl
besonders in den cranialen Abschnitten im Zustand der Eubiose allerdings insgesamt
relativ gering ist. Im Verlauf des Dünndarms nimmt die bakterielle Besiedlung stetig
zu, so dass ein fließender Übergang zu den hohen Keimzahlen im Bereich des
Dickdarms entsteht. Bei anaeroben Bedingungen, wie sie im Caecum und Colon
angetroffen werden, besteht die Mikroflora in diesen Abschnitten des GIT aus
obligaten (Bacteroides) und fakultativen (E. coli, Enterococcen) Anaerobiern.
Verschiedene im ehemaligen Institut für Mikrobiologie der Tierärztlichen Hochschule
Hannover sowie im Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule
Hannover erstellte Dissertationen beschäftigten sich weit eingehender mit der
Zusammensetzung der GIT-Flora bei Absetzferkeln, als es in dieser Versuchsreihe
der Fall sein soll. In diesen Arbeiten wurde folgende Zusammensetzung des
gastrointestinalen Milieus beobachtet.
14
Schrifttum
Tabelle 1: Zusammensetzung der Flora des caudalen Dünndarms bei
Absetzferkeln, zusammenfassende Darstellung der
Dissertationen WINKENWERDER (1999), GÖSSLING (2001),
KULLA (2001)
Tierzahl (n)
Mean ± s
Aerobe Gesamtkeimzahl
33
8,6 ± 0,6
E. coli
33
6,6 ± 1,6
Enterococcen/Streptococcen
33
7,8 ± 0,9
Anaerobe Gesamtkeimzahl
13
8,8 ± 0,5
Gramnegative Anaerobier
33
4,8 ± 2,4
Laktobazillen
33
8,3 ± 0,8
Parameter
Tabelle 2: Zusammensetzung der Flora des Colon ascendens bei
Absetzferkeln, zusammenfassende Darstellung der
Dissertationen GÖSSLING (2001) und KULLA (2001)
Tierzahl (n)
Mean ± s
Aerobe Gesamtkeimzahl
17
9,3 ± 0,6
E. coli
17
8,2 ± 1,2
Enterococcen/Streptococcen
17
8,1 ± 0,6
Anaerobe Gesamtkeimzahl
14
9,9 ± 0,2
Gramnegative Anaerobier
17
8,9 ± 0,5
Laktobazillen
17
9,4 ± 0,6
Parameter
Da die in diesen Versuchsreihen erhobenen Daten als Vergleichswerte bei der
aktuellen Fragestellung dienen sollen, sind sie an dieser Stelle nochmals
zusammenfassend dargestellt. Es sei allerdings darauf hingewiesen, dass in den
zitierten Versuchsreihen die Keimzahl jeweils nur im caudalen Dünndarmdrittel
ermittelt wurde, sich in dieser Untersuchung jedoch auf ein Aliquot aller
Dünndarmabschnitte bezieht.
15
Schrifttum
Tabelle 3: Keimzahlen von E. coli und Lactobacillen im Bereich des caudalen
Dünndarmdrittels von Absetzferkeln ermittelt in den
Dissertationen WINKENWERDER (1999), GÖSSLING (2001),
KULLA (2001), BOLLMANN (2002) in lg KBE/g Chymus
Tierzahl (n)
E.coli
Lactob.
WINKENWERDER (1999)
16
5,5
8,1
GÖSSLING (2001)
6
8,1
8,6
KULLA (2001)
11
7,4
8,4
BOLLMANN (2002)
8
4,9
8,3
∅ Insgesamt
41
6,3±1,7
8,3±0,8
Tabelle 4: Keimzahlen von E. coli und Lactobacillen im Bereich des Colon
ascendens von Absetzferkeln ermittelt in den Dissertationen
GÖSSLING (2001), KULLA (2001), BOLLMANN (2002) in lg KBE/g
Chymus
Tierzahl (n)
E.coli
Lactob.
GÖSSLING (2001)
6
8,2
9,6
KULLA (2001)
11
8,2
9,3
BOLLMANN (2002)
8
5,0
9,4
∅ Insgesamt
25
7,2±1,8
9,4±0,5
Bei den angeführten Erhebungen fällt insbesondere die im Colon der Tiere ermittlete
sehr geringe Anzahl von Escherichia coli in der Dissertation BOLLMANN (2002) auf.
Da auch die im Dünndarmchymus ermittlete Gesamtzahl dieser Keime in dieser
Versuchsreihe unterhalb der bei den anderen Versuchen ermittleten Werte lag, ist
davon auszugehen, dass der E. coli Gehalt im Chymus dieser Tiere insgesamt sehr
niedrig war. Anderweitige Einflüsse scheinen jedoch unerheblich.
2.1.3.
Regulationsmechanismen der GIT-Flora
Die Flora des GIT wird sowohl durch von außen einwirkende Faktoren (allogen), als
auch durch auf sie selbst zurückzuführende Bedingungen (autogen) beeinflußt
(SONNENBORN u. GREINWALD 1991). Als der wohl bedeutendste allogene Faktor
tritt das Futter, bzw. die Adaptation der Mikroflora an das aufgenommene Futter in
16
Schrifttum
Erscheinung. Die Nährstoffe regen die Bakterienarten, die zu ihrer Umwandlung in
Energie in der Lage sind, zur Vermehrung an und eine Eubiose stellt sich ein. Die bei
der
Verstoffwechselung
entstehenden
Produkte
unterdrücken
transiente
Bakterienarten in ihrem Wachstum und stabilisieren das Gleichgewicht (OZAWA u.
FRETER 1964); weiterhin ermöglichen sie durch den Nährstoffabbau die Resorption
verschiedener
Nahrungsbestandteile
im
Dünndarm.
Durch
eine
plötzliche
Futterumstellung, den Einsatz von Antibiotika oder einen sehr hohen Keimdruck in
den cranialen Darmabschnitten gelangen infolge einer reduzierten Adaptation der
Flora an das aufgenommene Futtermittel vermehrt unverdaute Nahrungsbestandteile
in den Dickdarm, was zu einem Anstieg der pathogenen Keimflora in diesen
Darmabschnitten führt (SCHUMM et al. 1990). Viele der in den caudalen
Darmabschnitten residenten Keime besitzen die Fähigkeit, sich auch von endogenen
Substanzen wie dem in der Schleimhaut gebildeten Muzin zu ernähren. Hier
beeinflussen Zusammensetzung und Menge den Gleichgewichtszustand
des
Ökosystems. Die Stoffwechselprodukte der vorherrschenden Bakterienarten, die
flüchtigen Fettsäuren, beeinflussen gemeinsam mit dem Sauerstoffpartialdruck im
MDT das Redoxpotential innerhalb der MDT Abschnitte. Anaerobe und fakultativ
anaerobe Bakterienarten reduzieren die O2 –Sättigung sowie das Redoxpotential
besonders in den caudalen Darmabschnitten (SONNENBORN u. GREINWALD
1990). Einen erheblichen Einfluß auf die Zusammensetzung der GIT Flora übt auch
der pH-Wert des Umgebungsmilieus aus, der ebenfalls entscheidend von den
Stoffwechselmetaboliten der Keime beeinflußt wird. Der im Magen vorliegende pHWert im sauren Bereich tötet viele transiente Bakterien bereits kurz nach ihrer oralen
Aufnahme ab. Um so problematischer für die Stabilität des gastrointestinalen Milieus
ist also eine mangelnde Ansäuerung des Mageninhalts bei Absetzern zu bewerten.
Die besonders in den vorderen Darmabschnitten hochfrequente Peristaltik und
hierdurch bedingte kurze Passagezeiten vermindern das Risiko einer Anheftung
pathogener
Bakterienarten
in
diesen
Darmabschnitten
(SONNENBORN
u.
GREINWALD 1991). Die in die cranialen Dünndarmabschnitte sezernierten
Gallensäuren wirken auf viele der oral aufgenommenen Bakterienarten bakterizid
und reduzieren somit die mikrobielle Besiedlung in diesem Bereich weiter. Nicht zu
unterschätzen ist der Einfluß des darmassoziierten Abwehrsystems, welches durch
die ständige Stimulation durch die Mikroflora eine Infektionsschranke gegenüber
17
Schrifttum
eindringenden Erregern bildet und somit an der Aufrechterhaltung der Eubiose
entscheidend beteiligt ist (FRETER 1974).
Unter den autogenen Faktoren, welche die Zusammensetzung der Mikroflora
beeinflussen, ist die Nahrungskonkurrenz zwischen den verschiedenen Bakterien
besonders
hervorzuheben.
Bakteriozinen
zu
Lebensbedingungen
Weiterhin
den
für
zählt
die
Produktion
Eigenschaften
einiger
andere
deutlich
Arten
von
Bakterien,
FFS
und
so
die
die
verschlechtern.
Deutliche
Unterschiede in der Besiedlung des Magendarmtraktes ergeben sich auch aus der
unterschiedlichen Fähigkeit einzelner Bakterienarten, sich an der Darmwand
anzuheften (FRETER et al.1983).
2.2. Einfluss verschiedener Futterzusätze auf die GIT-Flora
Wie bereits gesehen handelt es sich bei der Intestinalflora um ein sehr sensibles,
komplexes System, welches durch verschiedenste allogene und autogene
Mechanismen im Zustand des Gleichgewichts gehalten wird. Der Einsatz
verschiedener Futteradditive beeinflußt die Zusammensetzung der GIT-Flora zum
Teil erheblich. In der Praxis werden diese Einflüsse teils bewußt mit therapeutischer,
prophylaktischer oder wirtschaftlicher Intention genutzt, teils als Nebeneffekt toleriert.
2.2.1.
2.2.1.1.
Leistungsförderer
Begriffsdefinition
Unter dem Begriff Leistungsförderer werden Futterzusatzstoffe zusammengefasst,
welche die Leistung von klinisch gesunden Tieren bei ausreichender Versorgung mit
allen
lebensnotwendigen
Stoffen
verbessern
und
darüber
hinaus
eine
gesundheitsprophylaktische Wirkung haben (FREITAG et al. 1998). Der Einsatz
dieser
Additive
ohne
Nährstoffcharakter
(KAMPHUES
et
al.
1999)
wird
futtermittelrechtlich in der Anlage 3 der geltenden Futtermittelverordnung (Ausgabe
2004, Stand Dez. 2003) reglementiert.
Obwohl sich die Gruppe der Leistungsförderer aus verschiedenen Substanzklassen
zusammensetzt, versteht man unter dem Begriff im engeren Sinn antibiotische
Futterzusätze, die in subtherapeutischen Dosierungen von < 100 mg/kg Futter
eingesetzt werden (LOSAND 2000). Allerdings ist bedingt durch die Verschärfung
18
Schrifttum
des Arzneimittelgesetzes beim Schwein seit 1999 nur noch der Einsatz von Salino-,
Avila- und Flavomycin erlaubt (LOSAND 2000). Eine Verschreibungspflicht besteht
für Leistungsförderer nicht. Im Arznei- sowie
im Futtermittelgesetz wurden
Höchstmengen für Futtermittelzusatzstoffe fesgelegt, die dazu in der Lage sind die
Gesundheit der Tiere zu beeinflussen. Zu diesen Stoffen zählen neben den
antibiotisch wirksamen Leistungsförderern Kupfer und Zinkverbindungen sowie
verschiedene organische Säuren.
2.2.1.2.
Antibiotische Leistungsförderer
Antibiotika sind Substanzen, die im Stoffwechsel lebender Zellen erzeugt werden und
bereits
in
geringen
Konzentrationen
gegen
Mikroorganismen
eine
entwicklungshemmende oder abtötende Wirkung entfalten, indem sie in den
Zellstoffwechsel der Mikroorganismen eingreifen und ihre Reproduktion verhindern
(LOSAND
2000).
Antibiotische
Leistungsförderer
wirken
über
verschiedene
Wirkmechanismen im, am und außerhalb des Verdauungskanals (KAMPHUES
1997). Positive Effekte ihres Einsatzes zeigen sich vor allen Dingen auf den
Gebieten der Tiergesundheit und des Umweltschutzes (FERKET 2003). Verringerte
Nährstoffverluste durch einen deutlich herabgesetzten mikrobiellen Substratabbau
sowie
eine
daraus
Stoffwechselprodukten
resultierende
und
eine
geringere
anabole
Belastung
des
Stoffwechsellage
Tiers
mit
bedingen
die
leistungssteigernde Wirkung der eingesetzten Wirkstoffe (LOSAND 2000). Weiterhin
werden die leistungssteigernden Effekte auf ein reduziertes Auftreten verschiedener
für
die
Spezies
Schwein
charakteristischer
Krankheiten
(Dysenterie,
PIA,
haemorrhagische Enteropathie, Clostridium perfringens-Infektionen) zurückgeführt
(DOYLE 2001). Auch eine deutliche Erhöhung des Insulin-like growth factors als
Folge einer subtherapeutischen Antibiotikadosierung wurde beobachtet (DOYLE
2001). Durch eine effektivere Verwertung der im Futtermittel enthaltenen Nährstoffe
kommt es in den Ausscheidungen zu einer herabgesetzten Konzentration an
Stickstoff
und
Phosphat
(CROMWELL
1999).
Der
Einsatz
antibiotischer
Leistungsförderer ist innerhalb des letzten Jahrzehnts zunehmend in die Kritik
geraten, da ihnen im Bereich der Humanmedizin eine mögliche Rolle bei der
Entstehung resistenter Bakterienstämme zugesprochen wird. Innerhalb kürzester
Zeit nach dem Einsatz antibiotisch wirksamer Leistungsförderer konnten aus den
behandelten Beständen resistente Bakterienstämme isoliert werden (MATHEW et al.
19
Schrifttum
2002). Aus diesem Grund erfolgte in den 90er Jahren durch die EU das
Anwendungsverbot für Antibiotika, die auch als Therapeutika eingesetzt wurden,
bzw. werden sollten (LOSAND 2000). Die verbliebenen antibiotisch wirksamen
Leistungsförderer entfalten lediglich gegen grampositive Erreger die erwünschten
Wirkungen (KAMPHUES 1999). Ab 2006 wird der Einsatz antibiotisch wirksamer
Leistungsförderer EU-weit verboten sein, so dass die Suche nach alternativen
Substanzen zur Zeit stark forciert wird (WHO-MEETING 1997; KAMPHUES 1999).
2.2.2.
Andere Zusatzstoffe bzw. Ergänzungen
Aufgrund des ab 2006 EU-weit geltenden Verbots antibiotischer Leistungsförderer
besteht derzeit großes Interesse an der Prüfung der verschiedenen zur Verfügung
stehenden Alternativen, denn es gilt, die in Schweden nach einem absoluten Verbot
antibiotischer Leistungsförderer beobachteten signifikant erhöhten Verluste nach
dem Absetzen sowie die stark herabgesetzten Leistungen zu vermeiden.
2.2.2.1.
Management, Enzyme, Prae-, Probiotika, Zusätze pflanzlichen
Ursprungs, Immunstimulatoren, andere Futtermittelzusätze
Management
In verschiedenen Untersuchungen konnte gezeigt werden, das die größte
leistungssteigernde Wirkung von Antibiotika in den Betrieben mit ungünstigem
Management zu erzielen war. Aus diesem Grund sollte es oberstes Ziel des
Betriebsleiters sein, Handlungsabläufe, Tier- und Personenverkehr sowie Fütterungsund Tränkmanagement zu optimieren. Die Gewährung optimalster Haltungs- und
Managementbedingungen
wird
die
Konfrontation
der
Wirtsorganismen
mit
pathogenen Organismen nicht vollständig verhindern können.
Enzyme
Die Zusammensetzung der Darmflora ist erheblich von der Nährstoffverdaulichkeit
der aufgenommenen Ration abhängig. Enthält ein Futtermittel hohe Anteile
nicht/schwer
verdaulicher
Bestandteile,
so
vermehren
sich
besonders
im
Dickdarmbereich fakultativ pathogene Keime, die eine klinische Erkrankung der Tiere
begünstigen (LANGHOUT 1999). Der so hervorgerufenen Dysbiose kann durch den
20
Schrifttum
Zusatz von Antibiotika begegnet werden, was erklärt, dass der Einfluß antibiotischer
Leistungsförderer bei weniger verdaulichen Rationen größer ist als bei leicht
verdaulichen (SMULDERS et al. 2000). Entfällt der Einsatz der Antibiotika zu diesem
Zweck, muß die Verdaulichkeit der Futtermittel auf anderem Weg erhöht werden. Es
bietet
sich
der
Zusatz
exogener
Enzyme
an.
Diese
steigern
die
Nährstoffverfügbarkeit im Wirtstier und beeinflussen so die Zusammensetzung der
MDT-Flora (FERKET 2003).
Praebiotika
Bei der Gruppe der Prebiotika handelt es sich um verschiedene Substanzen (meist
Oligosaccharide), die nicht durch wirtseigene Enzyme dem Stoffwechsel zugeführt
werden können, und so in Folge ihrer Unverdaulichkeit dem Bakterienstoffwechsel
an verschiedenen Stellen des GIT zur Verfügung stehen. Beim Einsatz dieser
Substanzen macht man sich die Beobachtung zu Nutzen, dass besonders die
Bakterien,
welche
die
GIT-Flora
positiv
beeinflussen,
wie
Lactobacillen,
Bifidobakterien und spezielle Streptococcusarten, zur Produktion der für die Nutzung
der Oligosaccharide benötigten Enzyme in der Lage sind. Prebiotika induzieren
durch das geförderte Wachstum der gewünschten Flora eine Kolonisationsresistenz
(GIBSON
u.
ROBERFROID
1994).
Bisher
wurde
diese
Gruppe
der
Futtermittelzusätze eher verhalten eingesetzt, aufgrund der stetig steigenden
Verwendung in der humanen Ernährung ist allerdings auch von einem gesteigerten
Einsatz in der Tierproduktion auszugehen.
Probiotika
Lebende mikrobielle Futterzusatzstoffe, die mit dem Ziel einer Stabilisierung der
MDT-Flora
zum
Einsatz
kommen,
werden
unter
dem
Begriff
Probiotika
zusammengefasst (FULLER 1989). Zum Einsatz kommen vermehrt Lactobacillen-,
Bacillusarten und Hefekulturen, die im Sinne einer „competitive exclusion“ die
Besiedlung des MDT durch pathogene Bakterien verhindern sollen. Im Allgemeinen
werden für dieses Phänomen vier Mechanismen verantwortlich gemacht. Zum einen
heften sich die probiotischen Futterzusätze an die Darmwand und belegen so
mögliche Plätze der pathogenen Organismen. Weiterhin besteht zwischen den
Bakterien
der
gewünschten
Flora
und
den
unerwünschten
Keimen
eine
Nahrungskonkurrenz, die bei Zusatz von Probiotika zu Gunsten der positiven Flora
21
Schrifttum
verschoben wird. Eine Vermehrung der geförderten Keimart hat die Produktion von
Stoffwechselendprodukten und Bakteriozinen zur Folge, welche das Wachstum
pathogener Bakterien einschränken. Die vom mikrobiellen Besatz ausgehende
Stimulation
des
darmassoziierten
Immunsystems
hat
eine
gesteigerte
Abwehrreaktion auch gegen eindringende Pathogene zur Folge, die sich günstig auf
die Gesundheit des Wirts auswirkt (DOYLE 2001). Diese Gruppe findet sowohl in der
menschlichen als auch in der tierischen Ernährung derzeit großen Anklang und wird
aufgrund des erwiesenen Einflusses in zahlreichen Produkten verwendet.
Zusätze pflanzlichen Ursprungs
Bereits seit Jahrhunderten werden phytogene Substanzen in Hausapotheke und
Küche eingesetzt. Die antibakterielle Wirkung einiger Stoffe, besonders der
ätherischen Öle, ist inzwischen wissenschaftlich belegt (KÜHN et al. 1998). Die in
den Pflanzen enthaltenen Substanzen beeinflussen das Verdauungsgeschehen auf
unterschiedliche Weise. Einige der Substanzen stimulieren die Sekretion der
Verdauungssäfte, andere wirken appetitanregend und wieder andere zeigen
antimikrobielle Wirkungen. Trotz ihrer hohen gesellschaftlichen Akzeptanz ist ihr
Einsatz jedoch kritisch zu bewerten, da positive Ergebnisse nur bedingt
reproduzierbar sind und sich die Wirkmechanismen nur bedingt erklären lassen
(KULLA 2001, LOSAND 2000).
Immunstimulatoren/-modulatoren
Der Zusatz immunstimulierender Substanzen, wie Glucane oder Algenextrakte, zum
Futtermittel führt zu einer Stimulation der humoralen und zellulären Immunabwehr.
Während akute Entzündungen die Nahrungsaufnahme stark reduzieren und mit einer
Nährstoffmobilisierung einhergehen, bedingt eine gesteigerte humorale Abwehr eine
deutlich verbesserte Krankheitsabwehr des Individuums (HUMPHREY et al. 2002).
Der Einfluss verschiedener Immunmodulatoren führt zu einem gesteigerten
Antikörpergehalt des von der Darmschleimhaut sezernierten Schleims, was eine
gesteigerte Abwehr auf oralem Weg eindringender Pathogene zur Folge hat.
Glucane, die zum Beispiel aus Hefen und Algen gewonnen werden, hingegen setzen
sich an einen bestimmten Rezeptor der Makrophagen und aktivieren diese so
(LOSAND 2000).
22
Schrifttum
Andere Futtermittelzusätze
Als Alternative zu den bekannten antibiotischen Leistungsförderern wurden in
Schweden nach deren Verbot in großem Maße Zinkoxid und Kupfer eingesetzt, die in
ihrer Wirkung auch an diejenige der Leistungsförderer heranreichten. Allerdings
kommt es in Geweben der behandelten Tiere sowie in deren Fäkalien kurzfristig zu
einer erheblichen vorübergehenden Anreicherung der Substanzen, die aus
umwelthygienischer Sicht äußerst kritisch zu bewerten ist. Dies führte schließlich
dazu, dass für den Einsatz von Zink- und Kupferprodukten in Futtermitteln eine
Höchstgrenze festgesetzt wurde, die zunächst futtermittelrechtlich fixiert wurde (Cu
max.:<16 LW.:175 mg/kg uS, >16.LW.: 35 mg/kg uS; Zn max.: 250 mg/kg uS), ab
dem 26.1.2004 jedoch durch die EU-Richtlinie Nr. 1334/2003 ersetzt wird (Cu max.:
< 12 LW.: 170 mg/kg uS, > 12. LW.: 25 mg/kg uS; Zn max.: 150 mg/kg uS).
2.2.2.2.
Die
Organische Säuren und deren Salze
Gruppe
der
organischen
Säuren
setzt
sich
aus
verschiedenen
Monocarboxylsäuren zusammen, deren Gemeinsamkeit in ihrem Grundaufbau
besteht. Sie alle bestehen aus einem Gerüst von 1-7 Kohhlenstoffatomen, sind in
Pflanzen und Tieren weit verbreitet und haben mehr oder weniger starke
antimikrobielle Wirkungen. Die kurzkettigen Vertreter dieser Gruppe (C1-C3)
befinden sich im flüssigen Aggregatzustand, die langkettigen Vertreter hingegen
sind fest. Ihnen ist ihr stechender Geruch sowie die aufgrund des Dipolcharakters
bis auf wenige Ausnahmen vorhandene Mischbarkeit mit Wasser gemein. Während
sich die freien Säuren durch eine hohe Korrosivität auszeichnen, fehlt diese
Eigenschaft ihren Salzen vollkommen, was ihren Einsatz in der Praxis begünstigt
(FREITAG et al. 1998).
2.2.2.2.1
Verwendung in der Tierernährung
Bereits seit vielen Jahrzehnten wird die antimikrobielle Wirkung organischer Säuren
zur
Futtermittelkonservierung
futtermittelrechtlich
als
genutzt
(LÜCKSTÄDT
Konservierungsmittel
unter
den
2003).
Sie
sind
Futterzusatzstoffen
zugelassen. Bei den in Futtermitteln eingesetzten organischen Säuren handelt es
sich meist um solche, die sowohl im Verdauungstrakt als auch im Stoffwechsel des
Tieres gebildet werden und somit als natürlich bezeichnet werden. Sie weisen nur
23
Schrifttum
eine geringe Toxizität auf und hinterlassen im tierischen Produkt keinerlei
Rückstände,
was
ihre
gesellschaftliche
Akzeptanz
stark
erhöht.
Nach
KIRCHGESSNER und ROTH (1988) lassen sich drei Wirkungsbereiche organischer
Säuren und ihrer Salze unterscheiden:
Im
Futter
haben
sie
durch
die
Absenkung
des
pH-Wertes
und
der
Säurebindungskapazität einen antimikrobiellen Effekt. Weiterhin senken sie die
Aktivität der mikrobiellen Hämienzyme (LÜCK 1957), verändern durch Anlagerung an
die Zellmembran deren Durchlässigkeit, was zum Sistieren überlebenswichtiger
Stoffwechselfunktionen der Keime führt (SHELHORN 1951), und dissoziieren nach
ihrer Integration in die Zelle. Dieser Prozess bewirkt zunächst einen erhöhten
Energieaufwand zur Aufrechterhaltung der Zellfunktionen, es kommt allerdings auch
zu einer gestörten Reproduktion der Mikroorganismen, da die DNA-Synthese unter
dem Einfluß der Säureanionen nicht mehr möglich ist (NURSEY 1997). In
verschiedenen Untersuchungen konnten jene die Salmonellenprävalenz und vermehrung reduzierenden Effekte von Säuren in Futtermitteln nachgewiesen
werden (MAYER 1977; HASSLING 1985; NURSEY 1997), allerdings ist die
erforderliche Dosierung der Säure im Futter von verschiedenen Eigenschaften
abhängig. So haben die Struktur des Futtermittels, der Feuchtigkeitsgehalt,
chemische Eigenschaften, die Temperatur sowie die Einwirkzeit entscheidenden
Einfluss auf den Erfolg.
Im Verdauungstrakt dagegen fördern die organischen Säuren durch Herabsetzung
des Chymus pH-Wertes die Aktivierung des Pepsinogens zu Pepsin und somit die
Proteinverdauung. Weiterhin verdrängt ein herabgesetzter pH-Wert aus caudalen
MDT-Abschnitten aufsteigende Bakterien (MC KINNON 1997). So konnten bei 1991
durchgeführten Versuchen im Bereich des Dünndarms signifikant herabgesetzte
Gehalte an E.coli und Enterococcen ermittelt werden (ROTH u. KIRCHGESSNER
1991; KIRCHGESSNER et al.1992), was positive Effekte der eingesetzten Säuren
auf Salmonellen vermuten läßt, da diese ähnliche Bedingungen an das sie
umgebende Milieu stellen wie Bakterien der Art E.coli. Veränderte Bakterienzahlen
im Bereich des Dünndarms sowie divergierende Gehalte des Chymus an
Metaboliten des mikrobiellen Abbaus lassen sich nicht mit der direkten Wirkung der
eingesetzten Säuren erklären, da diese bereits in weiter cranial gelegenen
Abschnitten des GIT resorbiert werden. Vielmehr lassen diese Ergebnisse darauf
schließen, dass es als Folge des Säurezusatzes zu einer gesteigerten praecaecalen
24
Schrifttum
Verdaulichkeit der Nährstoffe kommt und so der den Bakterien im Dickdarm zur
Energieumwandlung
zur
Verfügung
stehende
Gehalt
an
fermentierbaren
Kohlenhydraten reduziert ist (ROTH et al. 1992). Ein verminderter Keimgehalt senkt
auch
die
resultierenden
Nährstoffverluste
sowie
die
Bildung
negativer
Stoffwechselendprodukte (z.B. NH3, biogene Amine). Durch den Einsatz organischer
Säuren im Absetzalter kann also die noch mangelhafte Salzsäureproduktion der
Ferkel substituiert werden. Eine Absenkung des pH-Wertes erfolgt nur beim Einsatz
freier
Säuren,
nicht
jedoch
unter
Verwendung
ihrer
Salze
(ROTH
u.
KIRCHGESSNER 1989a). Die Ansäuerung des Chymus kann jedoch nicht allein für
leistungssteigernden Effekte der organischen Säuren verantwortlich gemacht
werden, da diese Effekte ansonsten auch durch eine Ansäuerung mit anderen
Säuren (z.B. Phosphorsäure) erzielt werden könnten, was aber nicht der Fall ist. Der
Gehalt des Chymus an Säureanionen ist aber bei der Verwendung von Säuren und
ihren Salze gleich hoch. Während der Einsatz der Salze organischer Säuren eine
weniger deutliche Leistungssteigerung hervorruft, entsprechen die Einflüsse auf die
Zusammensetzung der GIT-Flora denen freier Säuren (KIRCHGESSNER et al.
1992). Ein weiterer Wirkmechanismus ist in der Komplexbildung der Säure-Anionen
mit kationischen Mengen- und Spurenelementen zu sehen, was zu einer höheren
Resorption dieser Elemente führen kann. Im Stoffwechsel des Wirts werden die
meisten organischen Säuren komplett verstoffwechselt und tragen aufgrund ihres
nicht unbeträchtlichen Energiegehalts mit zur Energiedichte des Futters bei
(EIDELSBURGER 1997).
Mit organischen Säuren und deren Salzen als Futterzusatzstoffe können auch in
Abhängigkeit
von
ihrer
Dosierung
z.T.
beträchtliche
und
sichere
Leistungssteigerungen vor allem in der Ferkelaufzucht (Zuwachs bis +20 %,
Futterverzehr bis +9 %, Futteraufwand bis –10 %) erreicht werden (LOSAND 2000).
Probleme werden manchmal durch die herabgesetzte Futteraufnahme, die
Handhabung und die nicht unbeträchtlichen Kosten verursacht (LOSAND 2000).
Weiterhin gilt es zu beachten, dass auch beim Einsatz von organischen Säuren eine
Resistenzentwicklung innerhalb der Bakterienpopulation beobachtet werden konnte,
die es im Auge zu behalten gilt (DOYLE 2001).
2.2.2.2.2
Ameisensäure
25
Schrifttum
Bei der Ameisensäure handelt es sich um eine farblose, klare, flüchtige, stechend
riechende organische Säure, deren Schmelzpunkt bei 8°C und deren Siedepunkt bei
101°C liegt. Dämpfe dieser Säure reizen die Schleimhäute der Atemwege und der
Augen, sind unter Sauerstoffzufuhr entzündbar und verbrennen mit blauer Flamme.
Direkter Kontakt der Haut mit der stärksten der Carbonsäuren (pK-Wert 3,75)
resultiert in Verätzungen der betroffenen Hautareale. Unter den Carbonsäuren nimmt
die Ameisensäure eine Sonderstellung ein, denn sie ist die einzige der genannten
Verbindungen, die nicht nur als Säure sondern auch als Aldehyd reagieren kann, wo
sie also einen reduzierenden Einfluss hat. Ameisensäure besteht aus nur einem
Kohlenstoffatom und hat ein Molekulargewicht von 46,0 g. Hieraus ergibt sich, dass
sie im Vergleich zu den anderen organischen Säuren pro Gewichtseinheit den
höchsten Anteil Säureanionen enthält.
Die Salze der Ameisensäure werden als Formiate bezeichnet. Ihre Wirkung hängt in
nicht unerheblichem Mass von dem jeweiligen Kation ab. So wurde für reine
Ameisensäure eine LD50 von 1,1g/kg KM ermittelt. Die LD50 für Ca-Formiat liegt bei
1,92g/kg KM, diejenige von K-Formiat bei 5,5g/kg KM und jene von Na-Formiat bei
11,2g/kg KM (MALLORNY 1969). Für die unterschiedliche Toxizität der untersuchten
Substanzen sind auf der einen Seite das unterschiedliche Molekulargewicht sowie
die freien Säureanionen verantwortlich zu machen. Einen starken Einfluss haben
aber auch die Kationen, die teilweise zu systemischen Wirkungen im Organismus
führen, die in keinem Zusammenhang zu den ebenfalls vorhandenen Säureanionen
stehen.
2.2.2.2.3
K-Diformiat
In der Futtermittelindustrie hat der Einsatz von Salzen organischer Säuren erhebliche
Vorteile gegenüber dem Einsatz freier Säuren. Zwar führen nur freie Säuren zu einer
Herabsetzung des pH-Wertes im GIT und zeigen eine gesteigerte Wirksamkeit,
gleichzeitig haben sie aber eine stark korrosive Wirkung auf alle Gegenstände, die
mit ihnen in Kontakt kommen (z.B. Stalleinrichtung, Mischtechnik). Weiterhin erweist
sich der Einsatz fester Säuresalze als einfacher in der Handhabung. Die Gesundheit
des Anwenders wird nicht gefährdet, da den Säuresalzen die starke ätzende Wirkung
der freien Säuren fehlt. Weiterhin ist es durch den Einsatz der Salze möglich, sehr
hohe Anionenkonzentrationen in den Mischfuttermittlen zu erreichen (KULLA 2001).
26
Schrifttum
Bei dem in der eigenen Studie eingesetzten Produkt (Formi®LHS ) handelt es sich
um einen Kalium- Diformiat-Komplex. Seit 2002 wird Formi®LHS europaweit durch
die Firma BASF-AG (Ludwigshafen, Deutschland) als erster zugelassener, nicht
antibiotischer Leistungsförderer vertrieben. In den Jahren vor dieser Zulassung
wurde das Produkt durch die Firma Norsk Hydro (Oslo, Norway) vertrieben. Laut
Herstellerangaben enthält Formi LHS zu 98% K-Diformiat, 1,5% Silikate und 0,5%
Wasser. Der Ameisensäureanteil des weißen, kristallinen, gut wasserlöslichen
Pulvers wird mit 70% angegeben. Bei einer im Rahmen der EU-Zulassung
durchgeführten Verträglichkeitsstudie wurde das in der Dissertation eingesetzte
Produkt bis zu einer Dosierung von 7,2% im Futter verabreicht. Es ließen sich
bezüglich
des
Gesundheitsstatus
und
der
Leistung
keinerlei
signifikante
Unterschiede zwischen den verschiedenen Dosierungen ermitteln, allerdings wurde
bei der Gruppe, deren Mischfutter 7,2% Formi®LHS enthielt ein herabgesetzter
Gehalt des Bluts an roten Blutkörperchen und Hämoglobin ermittelt (EUROPEAN
COMMISSION 2002).
2.3. Salmonellen
In der aktuellen Situation der Landwirtschaft erscheint es aus drei Gründen
notwendig
sich
eingehender
mit
dem
Auftreten
von
Salmonellen
im
Schweinebestand auseinander zu setzen. Zum einen handelt es sich bei
Salmonellen um den gerade in den Ländern der ersten Welt am häufigsten
anzutreffenden Erreger von schwer verlaufenden Zoonosen. Zum anderen gewinnt
das Prädikat „aus Salmonellen freien Beständen“ bei der Fleischvermarktung im
Zuge einer steigenden Beachtung der Lebensmittelsicherheit durch Gesetz und
Verbraucher im internationalen Wettbewerb stark an Bedeutung. Letztlich ist auch
der
negative
Einfluß
einer
Salmonelleninfektion
auf
die
Leistungs-
und
Produktionsdaten der betroffenen Tiere nicht zu vernachlässigen, da sich eine
erhöhte Mortalitätsrate, hohe Tierarzt- und Medikamentenkosten sowie schlechte
Zunahmen der Tiere in gesteigerten Produktionskosten widerspiegeln (COMA 2003).
27
Schrifttum
2.3.1.
Taxonomie der Salmonellen
Die Einteilung der Salmonellen erfolgt nach dem Kaufmann-White-Schema, welches
auf der Bestimmung der O- und H-Antigene beruht. Für jedes zu ermittelnde Serovar
läßt sich unter Verwendung der Gruppen- und Faktorenseren eine spezifische
Antigenkombination bestimmen, welche die Differenzierung der 2500 bisher
bekannten Serovare ermöglicht. Der Genus Salmonella wird in die zwei Spezies S.
bangori und S. enterica unterteilt, wobei die zuletzt genannte Art aus sechs
Subspezies
(arizonae,
diarizonae,
enterica,
houtenae,
indica,
salmae)
zusammengesetzt ist, von denen die Serovare der Subspezies enterica als
besonders pathogen für homoiotherme Tiere bekannt sind, die anderen Subspezies
dagegen gehäuft bei kaltblütigen Lebewesen gefunden werden. Während die
Serovare von S. enterica spp. enterica in der Regel mit Eigennamen versehen
werden, ist dies bei den anderen Subspezies nicht üblich; man verwendet statt
dessen die Antigenformeln zur Charakterisierung (ROLLE u. MAYR 2002).
2.3.2.
Epidemiologie und Tenazität der Salmonellen
Es ist davon auszugehen, dass Salmonellen nahezu ubiquitär in der Umwelt von
Mensch und Tier vorkommen, sich der bakteriologische Nachweis allerdings oft als
schwer bis unmöglich darstellt. Der Eintrag von Salmonellen in die Kette der
Schweinefleischproduktion
kann
zu
nahezu
jedem
Zeitpunkt
erfolgen.
Als
Eintragsquelle in einen bisher Salmonellen-freien Bestand tritt meist die Einstallung
von latent infizierten Tieren in den Vordergrund. Da besonders adulte Tiere im
Gegensatz zu Jungtieren, bei denen die Erkrankung klinisch manifest wird, zur
subklinschen Infektion mit anschließendem Ausscheiderstatus neigen, werden neu
eingestallte Tiere oft nicht als salmonellenverdächtig angesehen und gelangen so
unkontrolliert in den Bestand. Als weitere Eintragsquellen sollten allerdings auch
kontaminiertes Futter, Vogel- und Schadnagerkot, unkontrollierter Personenverkehr
sowie Staub nicht außer Acht gelassen werden (COMA 2003). Sind Salmonellen erst
einmal in den Bestand gelangt, kann zwischen horizontaler und vertikaler
Ausbreitung des Erregers differenziert werden. Neben dem dominierenden oralen
Infektionsweg gelangen Salmonellen auch auf aerogenem und konjunktivalem Weg
über den Nasen-Rachen-Raum in den Organismus (ROLLE u. MAYR 2002). Auch
genitale und intrauterine Infektionen konnten vereinzelt beobachtet werden. Aufgrund
28
Schrifttum
ihrer Wirtsspezifität ist eine Einteilung der Salmonellen in vier Gruppen üblich
(ROLLE u. MAYR 2002) :
1.
An den Menschen adaptierte Serovare
Zu dieser Gruppe gehören die Serovare S. Typhi und S. Paratyphi, die als
Erreger
der
beim
Menschen
auftretenden
Erkrankungen
Typhus
und
Paratyphus bekannt sind. Sie haben aufgrund ihrer hohen Wirtsspezifität keine
Bedeutung für Tiere.
2.
Serovare mit Anpassung an bestimmte Tierarten
In dieser Gruppe sind Serovare wie S. Dublin (Rind), S. Gallinarum (Huhn) und
S. Choleraesuis (Schwein) zu finden, die in Abhängigkeit von ihrer Spezifität nur
bei einer Tierart zum Auftreten von teilweise schwer und seuchenhaft
verlaufenden typhoiden Erkrankungen führen. Für andere Tierarten sowie den
Menschen sind sie nur von sehr untergeordneter Bedeutung.
3.
Serovare ohne Wirtsspezifität, aber mit zum Teil hoher Invasivität
Diese aus den Serovaren S. Typhimurium und S. Enteritidis gebildete Gruppe
ist bei Mensch und Tier sowohl verantwortlich für das Auftreten
schwerer
seuchenhaft verlaufender Salmonellosen, als auch für latente Infektionen. Die
Serovare dieser Gruppe sind die bei Zoonosen am häufigsten isolierten
Erreger.
4.
Serovare ohne Wirtsspezifität mit geringer Invasivität
In dieser Gruppe befinden sich mehr als 2000 der bekannten Salmonellen
Subspezies. Sie führen nur selten zu klinischen Erkrankungen, werden
allerdings teilweise gehäuft aus subklinisch infizierten Tieren isoliert (S. Derby
im Schwein; WRAY 1985). Als Erreger von Zoonosen treten die Keime dieser
Gruppe selten in besonders gefährdeten Personenkreisen in Erscheinung
(ROLLE u. MAYR 2002).
Salmonellen zeichnen sich außerhalb des Organismus durch eine sehr hohe
Tenazität aus. In offenen Gewässern, im Abwasser, in Jauchegruben, im
Brunnenschlamm und auf gedüngtem Boden bleiben sie über einen Zeitraum von
mehreren Wochen, Monaten, nicht selten sogar Jahren infektiös. Bei ausreichendem
Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt des Habitats, in Anwesenheit von Eiweiß und
unter dem Einfluß einer begünstigenden Umgebungstemperatur kommt es sogar zur
exponentiellen Vermehrung im Medium (BLAHA 1992). Weder der Prozess des
Tiefgefrierens noch der Pelletierung des Futters sind dazu in der Lage Salmonellen
29
Schrifttum
vollständig zu eliminieren. Die jeweilige Überlebenszeit ist von den einzelnen bereits
genannten Faktoren, der Ausgangskeimzahl, sowie in biologisch aktiver Umgebung
von der Konkurrenz anderer Bakterien abhängig (BÖHM 1993).
2.3.3.
Virulenzfaktoren und –mechanismen
Salmonellen gehören zu den erfolgreichsten bakteriellen Infektionserregern in den
Ländern der ersten Welt, da ihr Überleben und ihre Ausbreitung innerhalb einer
Population und artübergreifend aufgrund einer großen Anzahl von Virulenzfaktoren
und –mechanismen gesichert ist (HENSEL 2001). Die Salmonellen sind nach meist
oraler Infektion durch ihre Geißeln in der Lage, sich innerhalb des Darmlumens zu
bewegen. Der Kontakt zur Darmwand kann sowohl über spezielle, der Anheftung
dienende Fimbrien, als auch über sogenannte nicht fimbrierte Adhäsine erfolgen, zu
denen zum Beispiel bestimmte Proteine der äußeren Membran zu zählen sind
(SELBITZ 1991). Nach der erfolgreichen Adhäsion des Bakteriums erfolgt meist im
Bereich des Ileums die Invasion des Erregers in die Zellen des Darmepithels. Dieser
Prozess kann sowohl am Mikrovillisaum, als auch im Bereich der Zellgrenzen
ablaufen. In den Zellen nisten sich die Bakterien in den Vakuolen ein und gelangen
so in den Transport zur Basalmembran der Wirtszelle. Der intrazelluläre Verbleib der
Salmonellen induziert im Bereich der Lamina propria eine Immunantwort, in deren
Zuge es zur Phagozytierung der befallenen Zellen durch neutrophile Granulozyten
und Makrophagen kommt. Innerhalb dieser Wirtszellen können die Bakterien lange
überleben, sich vermehren und von dieser Position aus mit dem Blut- und/oder
Lymphstrom durch den gesamten Körper gestreut werden (SCHWARTZ 1991). Die
Translokation ist allerdings nur einer der Vorteile, die für Infektionserreger durch die
intrazelluläre Persistenz entstehen. Durch ihre Lokalisation sind sie weiterhin vor
medikamentellen Einwirkungen und den Komponenten des Immunsystems geschützt
(CLARK u. GYLES 1993). Als weiterer wichtiger Virulenzfaktor ist die Bildung
verschiedener
Toxine
zu
nennen,
die
unterschiedlichste
Wirkungen
im
Wirtsorganismus bedingen. Als Wichtigstes und auch bekanntestes Toxin ist das aus
Lipid A, einer Core-Region und der O-Antigenzone aufgebaute LPS zu nennen, das
bei allen Enterobacteriacaeen gefunden werden kann. Mangelmutanten zeichnen
sich durch eine deutlich herabgesetzte Virulenz als Folge einer vermehrt
beobachteten Phagozytose aus (CLARKE u. GYLES 1993). Weiterhin wird das LPS
30
Schrifttum
aufgrund
seiner
endotoxischen
Wirkung
und
der
Induktion
von
Entzündungsmediatoren und Cytokinen für die resultierenden Schäden des
vaskulären
Systems
des
Darms
verantwortlich
gemacht.
Eine
Reihe
von
Krankheitssymptomen des Wirts, wie Fieber, eine disseminierte intravasale
Gerinnung, Kreislaufkollaps und Schock lassen sich ebenfalls auf dieses Toxin
zurückführen (CLARKE u. GYLES 1993). Einige Salmonellenserovare, wie S.
Typhimurium, zeichnen sich durch die Produktion eines Enterotoxins aus, das in
seiner Struktur und Wirkungsweise noch nicht näher beschrieben wurde (PRASAD et
al. 1990,1992). Eine Ähnlichkeit zu den hitzelabilen Toxinen von E. coli wird
allerdings sowohl bezüglich des Aufbaus, als auch bezüglich der hervorgerufenen
Wirkung vermutet. Zuletzt sind verschiedene Substanzen der Gruppe der Cytotoxine
zu nennen, welche den bereits durch die Invasion bedingten Untergang des Epithels
noch weiter forcieren. Wie auch viele andere Bakterienarten werden von Salmonellen
sogenannte Hitzeschockproteine produziert, die für eine disseminierte intravasale
Gerinnung, Schock und Kreislaufkollaps verantwortlich gemacht werden. Weiterhin
sind die Serovare der Salmonellen dazu in der Lage, dem Wirtsorganismus Eisen zu
entziehen und für den eigenen Stoffwechsel zu nutzen. Dieses Phänomen läßt sich
anhand der entstehenden Siderophore deutlich belegen (SELBITZ 2001). Zu den für
Salmonellen
charakteristischen
Virulenzmechanismen
ist
das
Typ-III-
Sekretionssystem (TTSS) zu zählen, welches die Fähigkeit der Mikroorganismen
beschreibt, Proteine direkt in eine andere Zelle zu injizieren. Zusammensetzung und
Funktion des so übertragenen Proteins sind noch nicht näher untersucht. Die
meisten der für die Virulenz der einzelnen Salmonellenserovare verantwortlichen
Gene sind nicht diffus im Genom des Erregers verstreut, sondern konzentrieren sich
auf wenige Segmente, die sogenannten Pathogenitätsinseln (PAIs) (HENSEL 2001).
Weiterhin sind Salmonellen Träger sogenannter spv-Regionen (= Salmonella
Plasmid für Virulenz; SCHAFFT 2000), innerhalb derer bei virulenten Serovaren das
spvB-Gen anzutreffen ist. Während Funktion und Wirkmechanismus der PAIs noch
weitgehend unklar sind, geht man davon aus, dass das spvB-Gen das intrazelluläre
Aktin
hemmt
und
sich
die
Salmonellen
so
unbeeinflusst
durch
die
Stoffwechselprozesse der Wirtszelle in den Vakuolen vermehren und im Wirt
verteilen können (SCHAFFT 2000).
31
Schrifttum
2.3.4.
Salmonellen beim Schwein
Salmonelleninfektionen
können
sich
bei
Schweinen
in
zwei
gänzlich
unterschiedlichen Formen manifestieren. Zum Einen kann es nach erfolgtem
Erregerkontakt zur Ausbildung einer klinischen Salmonellose kommen, zum Anderen
treten
weit
häufiger
auch
subklinische
Infektionen
auf,
die
aus
lebensmittelhygienischer Sicht auf keinen Fall unterschätzt werden sollten.
Erregervirulenz, Erregerdosis, Immunitätslage des Empfängertieres, Alter und
infektionsbegünstigende Einflüsse (z.B. Stress) sind die Faktoren (WALDMANN u.
WENDT 2001), die über den Verlauf einer Salmonelleninfektion entscheiden. Nur
selten sind Ferkel oder adulte Tiere von einer klinischen Salmonellosen betroffen. In
aller Regel handelt es sich bei phänotypisch kranken Tieren um abgesetzte Tiere mit
einer Körpermasse von bis zu 60 kg, die nach einer Inkubationszeit von 24-48
Stunden die ersten Symptome einer Erkrankung zeigen. Die Serovare S.
Choleraesuis, S. Typhisuis und S. Typhimurium verursachen beim Schwein klinisch
manifeste Salmonellosen. Während der zuerst genannte Keim in aller Regel
Septikämien verursacht, die sich in perakut bis akut auftretenden Fieberschüben und
Cyanosen äußern, verlaufen Infektionen mit den anderen beiden Erregern eher
chronisch. Im Zuge einer Infektion mit S. Typhimurium und S. Typhisuis treten
nekrotisierende Kolitiden in den Vordergrund, die von geschwürigen Veränderungen
im Dickdarm, verkäsenden Lymphadenitiden und Pneumonien begleitet werden
können. Auftretende Durchfälle verschwinden meist nach sieben Tagen, wobei es
allerdings durch resistenzmindernde Einflüsse jederzeit zu einem erneuten Auftreten
der Symptome kommen kann. In seltenen Fällen werden in Zuchtbeständen auch
Aborte
beobachtet
(ROLLE
u.
MAYR
2002).
Eine
Vielzahl
anderer
Salmonellenserovare führt beim Schwein zu latenten Infektionen, die aus
lebensmittelhygienischer Sicht von Interesse sind (WALDMANN u. WENDT 2001).
Bei Screeninguntersuchungen zeigten im Jahr 2000 immerhin
28,3% der
untersuchten Mastbetriebe, 50% der Zuchtbetriebe und 15% der Aufzuchtbetrieb
eine Salmonellenseroprävalenz (v. ALTROCK et al. 2000), WALDMANN und
WENDT (2001) vermuten sogar, dass in nahezu jedem Bestand Keimträger
vorkommen. Es darf allerdings nicht davon ausgegangen werden, dass alle
serologisch positiven Tiere auch tatsächlich Salmonellen mit dem Kot ausscheiden.
Auch hier treten wieder besonders Absetzer mit einem Gewicht bis 60kg in
32
Schrifttum
Erscheinung.
Ebenfalls
Salmonellenausscheidung
begünstigend
mit
dem
auf
Kot
wirken
eine
sich
intermittierende
immunsuppressive
Stresszustände, wie Transport, Umstallung und Schlachtung aus. Die erhöhte
Ausscheidung in solchen Stresssituationen erhöht wiederum die Gefahr, dass auch
Tiere infiziert werden, die bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht Keimträger waren.
2.3.5.
Salmonelleninfektionen des Menschen
In der Humanmedizin ist die Salmonellose die am häufigsten in entwickelten Ländern
anzutreffende Zoonose. Jährlich werden in Europa 73 Erkrankungsfälle pro 100 000
Einwohner gemeldet. Allerdings geht man davon aus, dass lediglich 10- 20% der
tatsächlichen Infektionen erfasst werden (COMA 2003; SCHÖNEBERG et al. 1998).
Die
meisten
Infektionen
manifestieren
sich
in
Form
von
fieberhaften
Allgemeinerkrankungen, bei rund 5% der Patienten kommt es jedoch zu
Septikämien, bei 0,1% aller Infektionen sogar zum Tod des Erkrankten. Innerhalb
bestimmter Risikogruppen, wie Kleinkinder, Senioren und immundefiziente Personen
ist die Mortalitätsrate deutlich erhöht. Salmonelleninfektionen des Menschen werden
in der Regel durch Salmonellen der Spezies S. enterica spp. Enterica verursacht,
wobei die Serovare S. Typhimurium und S. Enteritidis besonders oft isoliert werden
konnten. Obwohl eine direkte Übertragung von Mensch zu Mensch möglich ist, spielt
dieser Infektionsweg eher eine untergeordnete Rolle. Der Großteil der registrierten
Fälle ist auf den Konsum kontaminierter Lebensmittel
zurückzuführen. Aufgrund
ihrer Nährstoffzusammensetzung und der Ansprüche der Bakterien treten Infektionen
besonders nach dem Verzehr von rohen, bzw. ungenügend gegarten, sehr
proteinreichen Nahrungsmitteln, wie Eis, Eiern, Salaten und Fleischwaren auf. Von
den in Deutschland registrierten Salmonelleninfektionen sind immerhin 20% auf den
Konsum von kontaminiertem Schweinefleisch zurückzuführen (STEINBACH u.
HARTUNG 1999). 1998 wurden 58,3% der untersuchten Salmonellenserovare aus
direkt vom Tier gewonnenen Proben isoliert. Rund 20% entstammten untersuchten
Lebensmitteln, immerhin 13,6% der Umwelt, wogegen nur 4,6% der Proben mit
positivem Salmonellennachweis auf Futtermittel entfielen.
33
Schrifttum
2.3.6.
Bekämpfung und Prophylaxe
In der aktuellen Diskussion um eine Senkung des Salmonelleneintrags in die
Produktionskette Fleisch im Rahmen einer anzustrebenden Verbesserung der
Sicherheitsstandards von Lebensmitteln gilt es zwei Problematiken näher zu
beleuchten: Zum Einen stellt die klinische und subklinische Infektion von
Schlachttieren und der so bedingte Eintrag von pathogenen Erregern in die
Produktionskette die Lebensmittelindustrie noch immer vor massive Probleme und
Gefahren, zum Anderen gilt es auch im Rahmen der Verbrauchersicherheit den
Einsatz von Antibiotika in der landwirtschaftlichen Fleischproduktion zu senken
(COMA 2003).
Die skandinavischen Länder, allen voran Dänemark, haben bereits seit Beginn der
90er Jahre ein staatlich geführtes Salmonellenüberwachungssystem etabliert, um
das Auftreten von durch kontaminiertes Fleisch erzeugten Salmonellosen innerhalb
der Bevölkerung zu reduzieren. In regelmäßigen Zeitintervallen werden alle
Produktionsstufen der Schweinefleischerzeugung auf Salmonellen überprüft.
Tabelle 5: Im Rahmen der Salmonellenüberwachung in Dänemark
durchgeführte Untersuchungen (GROEN PEDERSEN 2002)
Kontrollort
Gesetzliche Bedingungen + Art der
Kontrolle
Futtermittelhersteller
Futter
muss
>81°C
mikrobiologische
Futter-
und
erhitzt
werden,
Untersuchung
Staubproben
aus
von
dem
Unternehmen
Zuchtbetriebe
Monatliche
Bestimmung
des
Salmonellen-Antikörper-Titers,
bei
Titeranstieg
=>
mikrobiologische
Kotuntersuchung
Ferkelvermehrer
Mikrobiologische Kotuntersuchung falls
Absetzer in der Mast durch erhöhte
Salmonellenindizes auffallen
Mastbetriebe
Monatliche
Bestimmung
des
Salmonellen-Antikörper-Titers,
bzw.
34
Schrifttum
mikrobiologische
Untersuchung
von
Sammelkotproben
Je nach den Ergebnissen der durchgeführten Untersuchungen werden den Betrieben
bestimmte Salmonellenindizes zugeteilt, nach denen sie in drei verschiedene
Gruppen eingeteilt werden können, die sich durch ihre Salmonellenprävalenz
unterscheiden.
Die
Einstufung
in
Gruppen
nach
der
Salmonellenprävalenz
hat
sowohl
organisatorische als auch finanzielle Folgen für die Betriebe. So werden Tiere aus
Betrieben, die eine hohe Salmonellendichte aufweisen, erst am Ende des
Schlachttages und unter besonderen hygienischen Bestimmungen getötet und
verarbeitet, um eine Kontamination Salmonellen-freier Tiere, bzw. Schlachtkörper zu
vermeiden. Weiterhin
wird der Schlachtpreis gesenkt, sobald eine bestimmte
Salmonellenprävalenz ermittelt wurde.
Tabelle 6: Einteilung der Betriebe in Kategorien nach Salmonellenprävalenz
und resultierende Restriktionen (BLAHA 2003)
Level
Salmonellenindex
1
< 20, keine – sehr wenige Keine
Tiere
mit
Restriktionen
erhöhten
Antikörper-Titern
2
20 - 40, mittler Anzahl von 2% Abzug Schlachterlös, Betreuung durch
Tieren
mit
erhöhten Tierarzt vorgeschrieben
Antikörper-Titern
3
> 40, hohe Anzahl von 4% Abzug Schlachterlös, die Abzüge werden
Tieren
mit
Antikörper-Titern
erhöhten nach
bestimmten
Zeitspannen
erhöht;
Behandlung durch Tierarzt vorgeschrieben,
Schlachtung unter speziellen Bedingungen,
Fleisch erst nach Brauchbarmachung in Handel
Die Untersuchungen und eingeleiteten Restriktionen hatten eine deutliche
Absenkung der durch Schweinefleisch verursachten Salmonellosen zur Folge
(GROEN PEDERSON 2002). In Deutschland wurde 1998 die freiwillige „Leitlinie für
ein
Programm
zur
Reduzierung
des
Eintrags
von
Salmonellen
durch
Schlachtschweine in die Fleischgewinnung“ aufgelegt. Mittels dieser Leitlinie sollten
35
Schrifttum
in deutlich abgeschwächter Form Massnahmen ergriffen werden, die sich in
Dänemark bereits als praktikabel und wirksam erwiesen hatten. Es wurde jedoch
deutlich, dass bei der hiesigen Struktur der Tierproduktion auf freiwilliger Basis keine
durchgreifende Akzeptanz für das Programm erreicht werden konnte (JAEGER
2001), obwohl für die teilnehmenden Betriebe das Qualitätsmerkmal „aus
Salmonellen geprüften Beständen“ Vorteile am Markt hätte bieten können. Zur Zeit
wird in Deutschland am Erlass einer Salmonellen- Verordnung gearbeitet, welche
die landwirtschaftlichen Betriebe zur Mitarbeit verpflichten soll; allerdings stocken die
Bemühungen bereits seit mehreren Jahren. Inhaltlich wird man sich an den in der
dänischen Salmonellenverordnung manifestierten Regelungen orientieren, die oben
dargestellt sind, da sich diese Maßnahmen und Restriktionen als wirksam und
zweckmäßig erwiesen haben.
Da eine therapeutische Behandlung latenter, subklinischer Salmonelleninfektionen
ebenso wenig möglich ist wie die Beeinflussung des Verlaufs einer Infektion durch
oral applizierte Substanzen, müssen sich die Bemühungen der einzelnen Betriebe solange in Deutschland kein Salmonellenscreeningprogramm etabliert ist - vor allen
Dingen auf prophylaktische Massnahmen in allen Bereichen der Produktion
konzentrieren. Als wichtigste prophylaktische Massnahmen ist eine absolute
Bestandsabschirmung der Tierhaltung gegenüber dem Personen- und Tierverkehr zu
fordern. Entscheidenden Einfluss hat auch eine effektive Schadnagerbekämpfung
sowie optimale hygienische Bedingungen in Fütterungs- und Tränkemanagement
und bei der Tierkörperbeseitigung. Zugekaufte Tiere sollten grundsätzlich nur aus
Salmonellen freien Beständen kommen und bis zur Überprüfung ihres Status separat
von den anderen Tieren gehalten werden. Der Einsatz von Salmonellenimpfstoffen
vor allem im Bereich der Sauenhaltung, aber auch bei den Ferkeln, kann in Gebieten
mit einer hohen Prävalenz sinnvoll sein (ROLLE u. MAYR 2002), wobei hier
Lebendimpfstoffe besser geeignet zu sein scheinen als inaktivierte Vakzinen
(WALDMANN u. WENDT 2001). Ist bekannt, dass innerhalb eines Bestandes
Salmonellen auftreten, sollten Tiere dieser Herkunft als letzte Tiere des
Schlachttages getötet werden. Weiterhin sollten sowohl bei der Schlachtung als auch
beim
Umgang
des
Verbrauchers
mit
Voraussetzungen gewährleistet werden.
36
dem
Fleisch
optimale
hygienische
Schrifttum
2.4. Einflussfaktoren auf die Salmonellenprävalenz in
Tierbeständen
2.4.1.
Einflüsse von Futter und Fütterung
Auf dem Gebiet der Tierernährung gab und gibt es nach wie vor verschiedene
Ansätze, um die Salmonellenprävalenz in Tierbeständen, insbesondere auf dem
Sektor der Schweine- und Geflügelhaltung, zu reduzieren. Mit den unterschiedlichen
Methoden konnten zum Teil sehr beachtliche Ergebnisse erzielt werden, allerdings
ist der Erfolg der eingeleiteten Maßnahmen in vielen Fällen von diversen Faktoren
abhängig, so dass es genau so oft auch zu erheblichen Rückschlägen kam und ein
unumstößlicher Lösungsansatz nur schwer anzugeben sein wird. Vielmehr müssen
die regulativen Methoden immer individuell den jeweiligen Bedingungen angepasst
werden. Aufgrund der gesetzlichen Bestimmungen entstanden viele der zitierten
Untersuchungen im Zeitraum von 1990-2003 in Dänemark.
2.4.1.1.
Futterkonsistenz (flüssig
trocken)
Grundsätzlich ist auf dem Sektor der Schweinefütterung zwischen trockener und
feuchter Futtervorlage zu unterscheiden. Aufgrund der einfacheren Handhabung, der
günstigeren Lagerungsbedingungen und der wesentlich längeren Lagerfähigkeit
werden pelletierte und erhitzte Futtermittel unter praxisüblichen Bedingungen in aller
Regel den Flüssigfuttern vorgezogen. Der hohe Wassergehalt der Feuchtfutter
begünstigt unter entsprechenden Bedingungen den mikrobiellen Verderb dieser
Produkte. In verschiedenen in Dänemark durchgeführten epidemiologischen Studien
konnte
laut
PEDERSEN (2002) nachgewiesen
werden,
dass
der Einsatz
fermentierter Flüssigfutter in der Schweinemast den Anteil der E.coli Keime im GIT
deutlich zu reduzieren vermochte. Es konnte bewiesen werden, dass durch die
Fermentierung des Futters der pH-Wert in aller Regel durch eine verstärkte
Milchsäureproduktion unter 4,0 gesenkt wurde. Andere antimikrobielle Effekte der
Fermentationsflora konnten nicht nachgewiesen werden (VAN WINSEN et al. 2001).
Unter den Bedingungen einer experimentellen Studie ließen sich allerdings keinerlei
Effekte des fermentierten Futters auf die Salmonellenprävalenz beobachten (VAN
WINSEN et al. 2002).
37
Schrifttum
2.4.1.2.
Futterkonfektionierung
Hinsichtlich der Konfektionierung der Trockenfutter im Schweinemastbereich lassen
sich wiederum zwei Methoden unterscheiden. Es ist grundsätzlich möglich, die
einzelnen Futterbestandteile zu mischen, sie jedoch unpelletiert an das Tier zu
verfüttern. Diese Darreichungsform beinhaltet allerdings ein hohes Risiko der
Entmischung im Futter, was im ungünstigsten Fall zu einer unausgewogenen
Nährstoffversorgung der Tiere zu verschiedenen Zeitpunkten führen kann. Weiterhin
zeigt sich in schrotförmigen Futtermitteln ein deutlich erhöhter bakterieller Keimgehalt
gegenüber den üblicherweise verwendeten pelletierten Formen (J∅RGENSEN u.
DAHL 1999). Bei der Verwendung schrotförmiger Futtermittel in der Schweinemast
kommt es zu deutlich herabgesetzten Mastleistungen der Tiere. Im Vergleich zu
herkömmlich gefütterten Tieren zeigten mit mehlförmigem Futter ernährte Tiere
täglich um 15 g reduzierte Tageszunahmen, eine Differenz, die sich pro Jahr auf 2%
des Gewinns pro Mastplatz beläuft (SLOTH et al. 1998). Die pelletierten zeichnen
sich gegenüber den mehlförmigen Futtermitteln durch eine höhere Dichte aus, was
eine ökonomischere Lagerung und Bevorratung erlaubt. Pelletierte Mischfutter
zeichnen
sich
infolge
fehlender
Entmischung
durch
eine
konstante
Zusammensetzung aus. Durch die im Rahmen der Pressung erfolgende Erhitzung
wird die Keimzahl der Ausgangsprodukte deutlich herabgesetzt, was für eine
günstigere mikrobielle Ausgangsposition dieser Angebotsform sorgt. Aufgrund der
genannten Vorteile ist der Einsatz pelletierter Mischfutter unter Feldbedingungen
öfter anzutreffen als derjenige mehlförmiger Konfektionierungen. In von SLOTH et al.
(1998) durchgeführten Untersuchungen zeigten sich allerdings deutlich reduzierende
Einflüsse
mehlförmiger
Futtermittel
auf
die
Salmonellenprävalenz
in
Endmastbeständen. Auch J∅RGENSEN und DAHL (1999) konnten eine signifikant
reduzierte Salmonellenprävalenz in Mastbetrieben nach der Fütterung schrotförmiger
Futtermittel beobachten. In anderen Versuchen ließen sich keinerlei positive Effekte
mehlförmiger Futtermittel auf die faecale Salmonellenausscheidung bei Sauen und
Absetzferkeln beobachten (KJAERSGAARD et al. 2002), so dass es sich auch bei
diesem die Salmonellenprävalenz beeinflussenden Faktor um keine in allen
Situationen verlässliche Einflussgröße handelt. Im Gegensatz zu pelletiertem Futter
gleicher Verarbeitung lässt schrotförmiges Futter aber zumindest in einigen
Versuchen die Salmonellenprävalenz reduzierende Einflüsse erkennen.
38
Schrifttum
2.4.1.3.
Vermahlungsgrad
Der theoretische Ansatz, über ein verändertes Milieu im Bereich des Dickdarms die
Salmonellenprävalenz
innerhalb
der
Schweineproduktion
beeinflussen,
bzw.
reduzieren zu können, führte zu der Annahme, dass mittels einer groben Vermahlung
der einzelnen Futterbestandteile der Stärkegehalt im Colonchymus erhöht werden
könnte und so die Vermehrung der Enterokokken gefördert würde. Verschiedene
Forschungsgruppen (WINGSTRANDT et al. 1996; JØRGENSEN u. DAHL 1999;
HANSEN et al. 2001) haben bisher die aus dieser Fütterungsmaßnahme
resultierenden Effekte untersucht, wobei sich der erwartete Anstieg der Keimzahl
innerhalb der grampositive Flora deutlich belegen ließ. Die Annahme mittels einer
hohen Anzahl grampositiver Bakterien ungünstige Lebensbedingungen für die
Salmonellen zu schaffen, veranlasste besonders dänische Gruppen zu weiteren
Untersuchungen,
in
denen
besonderes
Augenmerk
auf
eine
mögliche
Salmonellenprävention gelegt wurde. J∅RGENSEN und DAHL (1999) sowie SLOTH
et al. (1998) konnten in ihren Untersuchungen deutliche Effekte einer groben
Verarbeitung der Futterkomponenten auf die Salmonellenprävalenz innerhalb der
untersuchten Bestände feststellen. Neben dem deutlich, wenn auch nicht signifikant
reduzierten Auftreten von salmonellen-positiven Tieren konnte weiterhin eine positive
Korrelation
der
groben
Futterverarbeitung
mit
dem
Gesundheitsstatus
des
Gastrointestinaltrakts beobachtet werden. So ließ sich neben einer veränderten
Zusammensetzung der Gastrointestinalflora auch ein deutlich reduziertes Auftreten
von Läsionen im Bereich der Magenschleimhaut beobachten. Die beobachteten
positiven Effekte auf die Salmonellenprävalenz innerhalb der Bestände wurden
bereits in anderen Untersuchungen (WINGSTRANDT et al., 1996) belegt, allerdings
erwies sich in diesen Untersuchungen der synergistische Einfluß anderer die
Verbreitung der Salmonellen einschränkender Faktoren als essentiell. So konnte
eine
reduzierte
Salmonellenprävalenz
nur
in
Kombination
mit
einer
der
Neueinstallung vorausgegangenen gründlichen Stallreinigung beobachtet werden.
Diese Beobachtung
verdeutlicht, dass die grobe Verarbeitung der einzelnen
Futterkomponenten zwar das Potential besitzt, die Salmonellenprävalenz innerhalb
der Schweine haltenden Betriebe zu reduzieren, eine Infektion jedoch ohne
unterstützende Massnahmen nie verhindern wird.
39
Schrifttum
2.4.1.4.
Pufferkapazität und Zusatz organischer Säuren
Aus verschiedenen Untersuchungen ist bekannt, dass die Reproduktionsrate der
Salmonellen bei einem pH-Wert unter 5 deutlich herabgesetzt ist, bzw. unter 4,5
vollständig sistiert (GROEN PEDERSEN 2002). Vielmehr kommt es in diesem pHWertbereich zu einem vermehrten Wachstum innerhalb der Population der
Lactobacillen, welche durch die Produktion von Laktat die Milieubedingungen für
gram-negative Keime wie E.coli und Salmonellen noch weiter verschlechtern (COMA,
2003). Aus den genannten Gründen erscheint es logisch, dass Futtermittel, die eine
hohe Pufferkapazität aufweisen, die Salmonellenvermehrung im GIT begünstigen. Es
erscheint also sinnvoll, die Pufferkapazität der in der Schweinemast eingesetzten
Futtermittel möglichst gering zu halten, bzw. den pH-Wert innerhalb des MDT durch
Zusatz organischer Säuren zur Ration artifiziell zu reduzieren. Der Verwendung
organischer Säuren in der Futtermittelindustrie ist inzwischen als Standard zu
betrachten. Zum einen nutzt man die positive Wirkung auf die Zusammensetzung der
GIT-Flora, zum anderen macht man sich die bakterizide Wirkung zu Eigen. Die
undissozierten Formen der organischen Säuren können die Zellmembran besonders
der gram-negativen Bakterien passieren und im Zellinneren dissozieren. Die freien
Formen der Säuren hemmen innerhalb der Wirtszelle verschiedene Enzymfunktionen
sowie Transportmechanismen, die der Ernährung des Bakteriums dienen. Über kurz
oder lang führt die reduzierte Stoffwechselaktivität zum Zelltod des Bakteriums
(COMA, 2003). Dieser Mechanismus erklärt, dass organische Säuren schon seit
mehreren Jahrzehnten Mischfuttermitteln zugesetzt werden, um den Eintrag
bakterieller Erreger in die Kette der Fleischproduktion über das Futter zu reduzieren.
Die Einflüsse organischer Säuren auf die Salmonellenprävalenz wurden in
verschiedene Versuchen der Forschergruppe um DAHL (1996) untersucht. Hierbei
wurden
unterschiedliche
Ergebnisse
beobachtet.
Während
in
der
einen
Versuchsreihe (DAHL 1996a) eine Absenkung der Salmonellenprävalenz infolge
einer Säurensupplementierung beobachtet wurde, konnten in der anderen Studie
(DAHL 1996b) keinerlei Einflüsse auf Salmonellenausscheidung oder Seroprävalenz
beobachtet werden.
40
Schrifttum
2.4.1.5.
Futterzusammensetzung
Wie bereits erläutert wirkt sich eine hohe Pufferkapazität der eingesetzten
Mischfuttermittel negativ auf die Salmonellenprävalenz innerhalb der Schweine
haltenden Betriebe aus, da verhältnismäßig hohe pH-Werte innerhalb des GIT
günstige Bedingungen für die Vermehrung gram-negativer Keime wie E.coli und
Salmonella darstellen. Es ist allgemein bekannt, dass bestimmte Nährstoffe eine
deutlich höhere Pufferkapazität als andere haben. So zeichnen sich besonders die
Proteine durch ihr den pH-Wert im MDT steigerndes Verhalten aus. Diese
Beobachtung erklärt, dass ein hoher Rohproteingehalt des Futters im Allgemeinen
als negativ bezüglich der Salmonellenprävalenz betrachtet wird (NURSEY, 1997).
Bei dem Versuch die Salmonellenprävalenz in Schweinebeständen über das Futter
zu reduzieren sollte also auch die Nährstoffzusammensetzung der Ration beachtet
werden.
2.4.1.6.
Die
Zusatz von Probiotika
nach
Fuller
(1989)
als
Probiotika
definierten
„lebenden
mikrobiellen
Futterzusätze, die eine vorteilhafte Wirkung auf das Wirtstier haben, indem sie das
intestinale mikrobielle Gleichgewicht verbessern“, kommen in den letzten Jahren
vermehrt in der Tierernährung zum Einsatz. Aufgrund ihres sehr breiten
Wirkmechanismus sind sie in der Lage, eine Vielzahl bakterieller Keime in ihrer
Vermehrung zu reduzieren. Dies geschieht zum Einen über die Förderung der
erwünschten
Darmflora,
zum
Anderen
durch
eine
die
Vermehrung
der
unerwünschten Flora limitierende Konkurrenz zwischen den Bakterienarten.
Allerdings zeigen sich mit dem frequenteren Einsatz auch Interaktionen mit dem
Wirtstier. So wurde nach der oralen Verabreichung von probiotisch angereicherten
Futtermitteln
eine
signifikante
Verlängerung
der
Zotten
im
Bereich
der
Dünndarmschleimhaut beobachtet (GÖRKE, 2002). Weiterhin ließen sich bei Mensch
und Ratte eine veränderte Zusammensetzung der durch die Becherzellen
produzierten Mucine (GÖRKE, 2000) sowie veränderte Enzymaktivitäten beobachten
(JAHN et al., 1995). Eine deutlich herabgesetzte zelluläre und parazelluläre
Permeabilität des Darmepithels wird ebenfalls nach dem Zusatz von Probiotika zum
Futter beobachtet (WINCKLER et al, 1998; BREVES, 1997). Nach oraler
Verabreichung von Probiotika wurde bei den behandelten Tieren eine Steigerung der
41
Schrifttum
speziellen, wie auch der unspezifischen Immunabwehr beobachtet. So war der
Gehalt
von
IgA
im
Darmlumen
sowie
die
phagozytotische
Aktivität
der
Peritonealmakrophagen und neutrophilen Granulozyten nach der Applikation
probiotischer Substanzen deutlich stimuliert. Im Bereich der Geflügelmast sowie bei
Absetzferkeln wurde die die Salmonellenprävalenz innerhalb der Bestände senkende
Wirkung einer „competitive exclusion“ bereits bewiesen (NURMI u. RANTALA 1973;
ANDERSON et al. 1999). Die orale Verabreichung erwünschter lebender
Bakterienkulturen, die vornehmlich den Gattungen Lacobacillus und Bifidobacter
angehören, senkt die Nachweisrate nach experimenteller Infektion, bzw. unter stark
erhöhtem Infektionsdruck merklich (CHAMBERS u. MOLDER, 1998). Allerdings ist
es negativ zu beurteilen, dass der Einsatz probiotischer Substanzen trotz gleicher
Testergebnisse bezüglich der Salmonellenprävalenz in aller Regel erheblich
schlechtere leistungsfördernde Effekte bewirkt als sie bei der Verwendung von
antibiotischen Leistungsförderern erzielt wurden (LOSAND 2000).
2.4.2.
Andere Faktoren
Neben den die Salmonellenprävalenz innerhalb der Schweinefleischproduktionskette
senkenden durch die Fütterung zu erzielenden Ergebnissen ist inzwischen bekannt,
dass auch eine Reihe anderer Massnahmen geeignet ist, die Salmonellendichte zu
reduzieren, wenn einer Infektion auch nicht endgültig vorgebeugt werden kann.
Haltungsform
Bei verschiedenen epidemiogischen Studien zeigte sich, dass Freiland- und nach
ökologischen Prinzipien produzierende Schweinefleisch erzeugende Betriebe eine
doppelt so hohe Salmonellenprävalenz aufwiesen wie konventionelle Betriebe. Dies
ist vor allen Dingen durch den ständigen Umweltkontakt der Tiere sowie durch die
nahezu unmögliche Nagerbekämpfung bei dieser Haltungsform zu erklären.
Außerdem ist innerhalb der konventionellen Haltungsform die Durchführung von
Massnahmen zur Reinigung und Desinfektion sehr viel einfacher zu realisieren
(COMA 2003).
Belegmanagement (Rein-Rauskontinuierlich)
42
Schrifttum
Es gilt inzwischen weiterhin als bewiesen, dass in Betrieben, in denen die Tiere nach
dem all-in-all-out Prinzip eingestallt werden, der Salmonellennachweis nur halb so oft
positiv ausfällt wie in Betrieben mit kontinuierlicher Belegung. Bei der ständigen
Anwesenheit von Tieren im Stall ist es schwierig das Gebäude sowie die Einrichtung
zu desinfizieren, da bestimmte Reinigungs- und Desinfektionsmittel nur außerhalb
der Reichweite von Tieren und Menschen eingesetzt werden dürfen, weil sie dazu in
der Lage sind bei direkter Einwirkung nicht unerhebliche Gesundheitsschäden zu
verursachen. Sind dagegen nach dem Ende einer Mastperiode alle Tiere aus dem
Stall, kann zu aggressiveren Desinfektionsmittel gegriffen werden, die dann auch
über einen bestimmten Zeitraum auf die exponierten Flächen einwirken können. Ist
das all-in-all-out Prinzip nicht durchzusetzen, besteht ständig die Gefahr, dass die
Salmonelleninfektion zwischen den Tieren rezirkuliert und der Bestand auf lange
Sicht mit Salmonellen belastet bleibt (COMA, 2003).
Herdengröße
Es wurde in epidemiologischen Studien ermittelt, dass Betriebe mit geringen
Tierzahlen (< 800 Tiere) öfter positive Tiere haben als Betriebe mit deutlich höheren
Tierzahlen (VAN DER WOLF et al. 2001). Als mögliche Ursache ist in der Regel ein
deutlich besseres Management innerhalb der Großbetriebe zu nennen.
Synergistische Effekte durch andere Infektionen
Aus den von VAN DER WOLF (2001) erhobenen Daten lässt sich erkennen, dass die
Salmonelleninzidenz innerhalb der Betriebe die durch das vermehrte Auftreten von
durch Ascaris suum verursachten „Milk spots“ auffallen, deutlich höher ist als in den
Betrieben, in denen dieses Problem nicht beobachtet wurde. Diese Beobachtung
lässt vermuten, dass eine Infektion mit dem genannten Darmparasiten eine
Salmonelleninfektion begünstigt (VAN DER WOLF et al. 2001), bzw. ist davon
auszugehen, dass es Tieren die sich über ihre Umwelt mit Askariden infizieren auch
möglich ist, in dieser Umgebung Kontakt zu Salmonellen zu erhalten.
43
Material und Methoden
3. Material und Methoden
3.1. Versuchsziel
Ziel der vorliegenden Untersuchungen an Absetzferkeln war es Aussagen zu
folgenden Fragestellungen
1. Welche Auswirkungen hat eine grobe Vermahlung des Getreides im
Alleinfutter auf die Milieu- und Substratbedingungen im Chymus für die Flora im
Gastrointestinaltrakt?
2. Hat
der
Zusatz
von
KDF
zum
Futter
Veränderungen
der
Chymuszusammensetzung zur Folge?
3. Führen mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Chymus zu
einer Beeinflussung der Aktivität und/oder der Zusammensetzung der GIT-Flora?
4. Lassen sich die Haftung, die Vermehrung und die Ausscheidung von
Salmonellen bzw. ihre Translokation durch die grobe Verarbeitung der
Futterbestandteile und/oder den Zusatz von KDF evtl. günstig beeinflussen?
5. Ist die Kombination der oben genannten Fütterungsmaßnahmen geeignet, die
Salmonellenausbreitung innerhalb infizierter Tierbestände zu reduzieren?
unter den Bedingungen einer experimentellen Infektion mit Salmonella Derby zu
ermöglichen. Dabei interessierte insbesondere die Frage, ob in Abhängigkeit von den
beiden oben genannten Massnahmen (Behandlungen) die Infektionsrate, die faecale
Ausscheidung von S. Derby (insbesondere deren Dauer) bzw. die Translokation von
S. Derby (Nachweis in den Tonsillen und Lnn. ileocolici der euthanasierten Tiere)
beeinflusst werden können. Vor diesem Hintergrund dienten die am Chymus
vorgenommenen Untersuchungen (Ammoniak, flüchtige Fettsäuren, Formiat, LLaktat, Lipopolysaccharide) der Aufdeckung möglicher Wirkmechanismen („mode of
action“).
3.2. Versuchstiere
Für die drei Fütterungsversuche mit K-Diformiat-Zusatz und experimenteller
Salmonella Derby Infektion standen insgesamt 60 Absetzferkel im Alter von 28 bis 33
44
Material und Methoden
Tagen aus dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe der Tierärztlichen Hochschule
Hannover zur Verfügung. Bei den 28 männlichen (in der ersten Lebenswoche
kastriert) und 32 weiblichen Ferkeln handelte es sich um Tiere der DreirassenKreuzung Piétrainschwein x Deutsches Edelschwein x Deutsche Landrasse, die in
insgesamt 5 Durchgängen im Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule
Hannover gehalten wurden. Es wurde grundsätzlich die gleiche Tierzahl in der
Kontroll- und Versuchsgruppe parallel gehalten.
3.3. Haltung
Die eingesetzten Tiere wurden nach dem Absetzen zunächst in Versuchs- und
Kontrollgruppe eingeteilt, wobei die Einteilung unter Berücksichtigung von Gewicht,
Geschlecht und Muttertier erfolgte, um in beiden Gruppen möglichst gleiche
Ausgangsbedingungen zu schaffen. Nach der Adaptationsphase im allgemein
zugänglichen Teil des Tierhauses des Instituts für Tierernährung der Tierärztlichen
Hochschule Hannover wurden die Versuchstiere 3 Tage vor der Infektion in ein nur
separat von außen zugängliches Stallabteil des Tierhauses verbracht. Dieses so von
anderen Tierhaltungen
abgegrenzte
Abteil war im
Eingangsbereich mit 2
Desinfektionsmatten ausgestattet und es bestand die Möglichkeit Schutzkleidung
anzulegen, die im Stall verblieb. Zeitgleich mit der Umsetzung der Tiere erfolgte in
den Versuchen 1 und 2 auch die individuelle Aufstallung in jeweils ca. 4 m² großen
Buchten. Im Versuch 3 verblieben die Tiere im Gruppenverband, um die Haltung
unter praxisüblichen Bedingungen zu simulieren. Zu diesem Zweck waren die
Buchten im dritten Versuch im hinteren Bereich über 1 m breite Öffnungen
untereinander verbunden. In den drei Versuchen wurden die beiden Tiergruppen
zusätzlich durch den begehbaren Mittelgang voneinander getrennt, so dass sich
Kontroll- und Versuchsgruppe gegenüber standen. Die einzelnen Buchten waren mit
Betonboden ausgestattet, der im Bereich der Liegeflächen mit einer 1m² großen
Gummimatte abgedeckt war und im hinteren Bereich der Boxen durch einen etwa 20
cm breiten Kotrost unterbrochen wurde. Über dem Liegebereich der Tiere waren
über die gesamte Versuchsdauer Infrarotstrahler in ca. 1,2 m Höhe angebracht, die
jedoch in den Sommermonaten je nach Bedarf ausgestellt wurden. Die seitliche
Abgrenzung der Buchten erfolgte mittels Metallgitter, die den direkten Kontakt mit
den Nachbartieren ermöglichten. Im vorderen Bereich der Boxen befanden sich
45
Material und Methoden
Steinguttröge, in denen das Futter angeboten wurde, wogegen sich im hinteren
Bereich der Buchten automatische Zapfentränken befanden, die den Tieren die
ganze Zeit eine unbegrenzte Wasseraufnahme ermöglichten.
3.4. Fütterung
Innerhalb der eingeteilten Versuchs- und Kontrollgruppen erhielten die Tiere
zunächst 4-5 Tage das im Lehr- und Forschungsgut Ruthe eingesetzte Ferkelfutter,
bevor die Fütterung 8 Tage vor der experimentellen Infektion auf das im jeweiligen
Versuchsdurchgang eingesetzte Mischfutter umgestellt wurde. Die Mischfutter
wurden im Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover
hergestellt und pelletiert (Durchmesser 4 mm). Über die gesamte Versuchsdauer
wurden die Tiere ad libitum gefüttert, wobei ab Tag –3 (d.h. 3 Tage vor der Infektion;
Einzelaufstallung) die tägliche Futteraufnahme der Einzeltiere bestimmt wurde. In
allen Versuchen wurden Aufzuchtfuttermittel gleicher botanischer und nährstofflicher
Zusammensetzung verwendet, die jedoch für jeden Durchgang neu gemischt und
pelletiert wurden.
Tabelle 7: Futtermittelzusammensetzung in den Versuchen 1,2 und 3
Komponente
Kontrollfutter (%)
Versuchsfutter (%)
Weizen
40
38,8
Gerste
34
34
Sojaschrot
20
20
Sojaöl
1,0
1,1
2
2
Mineralfutter
2,2
2,2
L-Lysin
0,5
0,5
DL-Methionin
0,2
0,2
0
1,2
Magermilchpulver
Formi LHS
In den Versuchen 1 und 3 wurden die Getreidekomponenten des Mischfutters für die
Versuchsgruppe, im Versuch 2 die beider Gruppen außergewöhnlich grob gemahlen
(Weizen gehackt, Gerste 6 mm Sieb in der Hammermühle), um so mögliche
Einflüsse
der
Futterstruktur
(Korngröße)
46
untersuchen
zu
können.
Die
Material und Methoden
unterschiedliche Verarbeitung der Hauptfutterkomponenten führte zu zu deutlichen
Unterschieden bezüglich der Futterstruktur in Kontroll- und Versuchsfutter.
Tabelle
8:
Auswirkungen
Futterkomponenten
unterschiedlicher
auf
die
Verarbeitung
Partikelgröße
innerhalb
der
der
Alleinfutter (Anteil in %)
Partikelgröße in mm
Futtermittel konventionell
Futtermittel grob
> 3,15
0,06
3,56
2-3,15
2,60
20,91
1-2
32,50
37,73
0,56-1
28,62
18,39
0,2-0,56
25,68
14,85
< 0,2
10,52
4,61
Der 1,2 %ige Zusatz des KDFs erfolgte in den drei Versuchen auf Kosten des
Weizenanteils der Ration. Bei Formi LHS handelt es sich um einen durch die
BASF-AG Ludwigshafen vertriebenen Leistungsförderer nicht-antibiotischer Natur,
der zu 98 % aus K-Diformiat, zu 1,5 % aus Silikaten und zu 0,5 % aus Wasser
besteht. Der Ameisensäureanteil in dem weißen wasserlöslichen Pulver beträgt 70 %
(KULLA 2001).
47
Material und Methoden
Tabelle 9: Nährstoff- und Energiegehalte der in den Versuchen 1 – 3
eingesetzten Mischfutter (g/kg TS)
Zusammensetzung
Versuch 1
Versuch 2
Versuch 3
K1
V1
K2
V2
K3
V3
Rohasche (g)
41,1
44,7
46,0
45,6
42,9
47,4
Rohprotein (g)
180,4
182,7
187,5
188,6
189,9
187,5
Rohfaser (g)
31,9
31,1
29,9
31,2
28,3
32,4
Rohfett (g)
29,0
30,2
29,6
30,9
30,4
29,7
NfE (g)
608,2
600,9
596,3
592,0
608,8
601,9
Stärke (g)
408,2
400,6
410,6
409,5
429,4
416,9
Zucker (g)
38,9
38,5
41,4
45,4
49,9
47,8
Calcium (g)
6,4
6,5
6,0
5,9
6,0
5,7
Phosphor (g)
5,4
5,2
5,6
5,5
5,6
5,4
Natrium (g)
1,5
1,5
1,3
1,4
1,3
1,4
Kalium (g)
8,9
12,7
7,7
12,1
7,4
11,0
Chlorid (g)
3,5
3,7
3,9
2,5
1,3
1,4
12,95
12,91
13,10
13,18
13,55
13,46
5,7
5,2
5,6
5,4
5,9
6,0
Pufferkapazität
(mmol HCl, pH 4)
265,5
237,5
181,5
251,3
252,5
240
Pufferkapazität
(mmol HCl, pH 3)
465,5
515,0
382,5
541,3
480,0
522,5
0,1
8,3
< 0,01
8,1
< 0,01
8,1
Energie (MJ ME)
PH-Wert
Formiat (g)
In allen eingesetzten Mischfuttern wurde im Institut für Tierernährung der
Tierärztlichen
Hochschule
Hannover
der
LPS-Gehalt
mittels
des
Limulus-
Amöbozyten-Lysat-Tests bestimmt, um eine Kontamination mit gramnegativen
Bakterien ausschließen zu können. Die bei diesen Untersuchungen ermittelten Werte
überschritten niemals 10 µg/kg TS, so dass die untersuchten Mischfutter als
bakteriologisch einwandfrei betrachtet werden können.
3.5.
Versuchsablauf
Die Studie unterteilte sich in 3 Versuche, wobei der erste und zweite Versuch aus
jeweils 2, der dritte Versuch aus nur 1 Durchgang, allerdings mit doppelter Tierzahl
48
Material und Methoden
bestand. Direkt nach dem Transport der Tiere ins Tierhaus des Instituts für
Tierernährung erfolgte ihre Einteilung in Kontroll- und Versuchsgruppe. In der
Adaptationsphase
erfolgte
eine
langsame
Futterumstellung
vom
bekannten
Ferkelaufzuchtfutter auf das im Versuch eingesetzte Futter, so daß acht Tage vor
dem Infektionstermin diese Umstellung abgeschlossen war und die Tiere
außchließlich mit dem im Versuch eingesetzte Futter versorgt wurden. Im ersten
Versuch wurden die Tiere der Versuchsgruppe mit einem Mischfutter gefüttert, dem
die Weizen- und Gerstekomponente in grober Verarbeitung, sowie 1,2 % Formi
LHS zugesetzt waren. Die Tiere der Kontrollgruppe wurden mit einem Alleinfutter
gleicher Zusammensetzung, aber normaler (feiner) Vermahlung der Weizen- und
Gerstekomponente, sowie ohne Zusatz von K-Diformiat versorgt. In Versuch 2
wurden sowohl der Weizen- und Gerstenanteil des Versuchs-, als auch die
entsprechenden Komponenten des Kontrollfutters grob geschrotet. Wie auch in
Versuch 1 wurde dem Futter der Versuchsgruppe 1,2 % Formi LHS auf Kosten der
Weizenkomponente
zugesetzt.
Nachdem
die
Tiere
an
die
neue
Nährstoffzusammensetzung des Futters gewöhnt waren und in den Versuchen 1 und
2 drei Tage vor dem Infektionstermin einzeln aufgestallt wurden, erfolgte am Tag 0
ihre orale Infektion mittels einer Infektionsbouillon. In Versuch drei wurde nach dem
gleichen
Procedere
Gruppenverband.
vorgegangen,
Nach
dem
allerdings
Infektionszeitpunkt
verblieben
wurde
die
der
Tiere
im
Verlauf
der
experimentellen Salmonelleninfektion mittels steriler Rektaltupfer verfolgt. Beginnend
am Tag 16 p.i. erfolgte in den Versuchen 1 und 2 im Abstand von vier Tagen die
Tötung von je einem Kontroll- und Versuchstier, wobei bevorzugt die Tiere getötet
wurden, die über den längsten Zeitraum keine Salmonellen mehr rektal
ausgeschieden hatten. Im Versuch drei wurde die Entwicklung der Infektion der
Einzeltiere der jeweiligen Gruppe ebenfalls mittels steriler Rektaltupfer überprüft, die
Tötung der Tiere konzentrierte sich hier allerdings auf die Tage 24, 25 und 26 p.i.,
und erfolgte ohne Rücksichtnahme auf den Ausscheiderstatus der Tiere. Die Tiere
wurden also im Verlauf dieser Tage unabhängig davon getötet ob sie bei der letzten
Kontrolle noch Salmonellen ausgeschieden hatten, bzw. wann der Nachweis im Kot
das letzte Mal möglich war.
49
Material und Methoden
Tabelle 10:
Wochentag
Versuchsablauf Versuch 1 und 2 (je 2 Durchgänge)
Versuchstag Aktion
Mo
- 12
Einstallung, Fütterung mit bekanntem Ferkelfutter,
Kottupfer→ BU komplett→ Ausschluss einer E.coli O
139 :K 82 Infektion
Fr
-8
Einsatz des Versuchsfutters
Mi
-3
Einzelaufstallung + BU Salmonellen (→Ausschluss
einer Infektion vor der experimentellen Infektion)
Sa
0
Infektion
Mo
16
Sektion 2 Tiere
Fr
20
``
Di
24
``
Sa
28
``
Mi
32
Salmonellennachweis
mittels
``
sterilem
Rektaltupfer
an
den
Tagen:
-3, 2-10, 12, 14, 16, 20, 24, 28, 32
Nach der Tötung erfolgte im Versuch 1 jeweils ein quantitativer Nachweis von
Lactobacillen und E. coli im Chymus von Magen, Dünndarm, Caecum und Colon,
sowie in allen Versuchen ein qualitativer Salmonellennachweis in Tonsillen,
Darmlymphknoten, Magen, Dünndarm, Caecum, Colon. Im Versuch 2 wurde auf die
quantitative Lactobacillenbestimmung verzichtet, und im Versuch 3 wurde der Gehalt
der grampositiven aeroben Keime im Colonchymus ermittelt.
50
Material und Methoden
Tabelle 11:
Wochentag
Versuchsablauf im Versuch 3
Versuchstag Aktion
Mo
- 12
Einstallung, Fütterung mit bekanntem Ferkelfutter,
Kottupfer→ BU komplett→ Ausschluss einer
E.coli O 139 :K 82 Infektion
Fr
-8
Einsatz des Versuchsfutters
Sa
0
Infektion
Di
24
Sektion 4 Tiere (2 Kontroll- + 2 Versuchstiere)
Mi
25
Sektion 6 Tiere (3 Kontroll- + 3 Versuchstiere)
Do
26
Sektion 8 Tiere (3 Kontroll- + 5 Versuchstiere)
Salmonellennachweis mittels sterilem Rektaltupfer an den Tagen :
-3, 2-16, 18, 20 und 24
3.6.
Sektion und Probenentnahme
Bei den innerhalb der Studie verwendeten Tieren wurde am Tag ihrer Einstallung
eine bakteriologische Kotuntersuchung durchgeführt. Zu diesem Zweck wurde jedem
Tier sterile Rektaltupfer entnommen, die im Institut für Mikrobiologie qualitativ auf
Salmonellen und hämolysierende E. coli untersucht wurden. Am Tag –3 wurden
sterile trockene Rektaltupfer genommen, die auf Salmonellen untersucht wurden, um
eine mögliche schon bestehende Salmonellenbelastung vor der experimentellen
Infektion auszuschließen. Nach der experimentellen Infektion mit Salmonella Derby
A147/85 wurden in den Versuchen 1 und 2 an den Versuchstagen 2-10, 12, 14, 16,
20, 24, 28, 32 von allen Tieren Rektaltupfer qualitativ auf den Nachweis der
Bakterien untersucht. Im Versuch 3 wurden an den Tagen 2-16, 18, 20 und 24
Rektaltupfer auf den applizierten Salmonellenstamm untersucht. Weiterhin wurde im
Versuch 1 am Tag –3, 4 und 10 die Trockensubstanz im Kot bestimmt. Die
Futteraufnahme der Einzeltiere wurde in den Versuchen 1 und 2 vom Zeitpunkt der
Einzelaufstallung an über die gesamte Versuchsdauer dokumentiert, im Versuch 3
wurde ab dem selben Versuchstag die Futteraufnahme der jeweiligen Tiergruppe
ermittelt. Die Tiere wurden in den Versuchen 1 und 2 6 Stunden vor der angesetzten
Sektion, im Versuch 3 8 Stunden vor dem Sektionszeitpunkt zum letzten Mal
gefüttert, worauf ihnen 2 Stunden vor der Tötung das Futter entzogen wurde. Die zur
Sektion anstehenden Tiere wurden im Stall mit einer Azaperon (Stresnil) Ketamin
(Ketavet) Narkose intramuskulär sediert und anschließend gewogen. Danach
51
Material und Methoden
kamen die Tiere in den OP des Instituts für Tierernährung der Tierärztlichen
Hochschule Hannover, wo nach Reinigung und Desinfektion der Punktionsstelle aus
der Vena jugularis 2 Monovetten Blut entnommen und zur Bestimmung von
Elektrolyten (Na, K, Cl) und Harnstoff sowie zum Nachweis spezieller gegen
Salmonellen gerichteter Antikörper mit Lithium Heparin versetzt wurde. In der Folge
wurden die Tiere durch intracardiale Injektion von T61 (Embrutamid und
Mebenzoniumjodid) getötet und durch zwei Schnitte parallel zu den Unterkieferästen
und Verlagerung der Zunge in Richtung des Rumpfes die Tonsillen freigelegt. Hier
wurden zwei Gewebeproben entnommen und zur Salmonellenanreicherung in TBGund Rapperportmedium verbracht, um so eine mikrobiologische Untersuchung zu
ermöglichen. Anschließend wurde die Bauchwand in der Medianen gereinigt,
desinfiziert und in der vollen Länge der Linea alba geöffnet, sowie ein vor dem
Hüftgelenk verlaufender Entlastungsschnitt senkrecht zum ersten Schnitt gesetzt. Die
Harnblase wurde punktiert, um Harn für die weiteren Untersuchungen zu entnehmen.
Am Magen-Darm-Konvolut wurden die Lnn. ileocolici aufgesucht und auch hier
Proben für die mikrobiologische Untersuchung gewonnen. Der Magen-Darm-Trakt
wurde vor der Rektumampulle, am Mageneingang und im Bereich des Caecums
abgebunden und anschließen in toto exenteriert. Anhand von Ligaturen erfolgte eine
Einteilung des Verdauungstrakts in Magen, Dünndarm, Caecum, Colon ascendens
und Rectum, das Mesenterium wurde abgelöst und der Chymus der jeweiligen
Abschnitte in getrennte Gefäße ausgestrichen. Vom Inhalt der einzelnen Segmente
des Gastrointestinaltrakts wurden Gesamtmenge und pH-Wert direkt bestimmt sowie
Proben für eine quantitative Keimzahlbestimmung in der Institut für Mikrobiologie der
Tierärztlichen Hochschule Hannover in sterile Gefäße überführt. Mit dem restlichen
Magen-Darm-Inhalt wurden die in Tabelle 11 aufgeführten Untersuchungen
durchgeführt.
52
Material und Methoden
Elektrolyte
SalmonellenAK
Salmonellen
Keimzahlen
Quant.itativ
LPS
Stärke
NH3
FlFS
L-Laktat
Formiat
pH
Abschnitt
TS-Gehalt
Untersuchungsparameter Versuche 1 / 2 / 3
Inhalt/Menge
Tabelle 12:
Magen
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/-/-
X/x/-
-/-/-
-/-/-
X/x/-
X/x/-
-/-/-
-/-/-
Dünndarm
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
-/-/-
X/-/-
X/x/-
X/x/-
-/-/-
-/-/-
Caecum
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/-/-
X/x/-
X/-/-
X/-/-
X/x/-
X/x/-
-/-/-
-/-/-
Colon
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/x/-
X/-/-
X/x/x
X/x/-
-/-/-
-/-/-
Rectum
X/x/-
X/x/-
X/x/-
-/-/-
X/x/-
-/-/-
X/x/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
Harn
-/-/-
X/x/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
Plasma
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
X/-/-
Fleischsaft
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/-/-
-/x/x
-/-/-
Die nicht verwendeten Chymusanteile kamen als Rückstellproben zur Einlagerung in
den Gefrierraum des Tierhauses des Instituts für Tierernährung der Tierärztlichen
Hochschule Hannover.
Von der Schleimhaut von Magen, Dünndarm, Caecum und Colon ascendens wurden
5-7 cm lange Stücke zur mikrobiologischen Untersuchung auf Salmonellen
entnommen und zur Salmonellenanreicherung in die Selektivnährmedien eingelegt.
Weiterhin wurde in den Versuchen 2 und 3 aus dem Bereich der Zwerchfellspfeiler
eine Muskelprobe von mindestens 10 g entnommen und zum Nachweis von
Salmonellenantikörpern im Fleischsaft bei –20°C eingefroren.
3.7. Untersuchungen im Institut für Tierernährung der
Tierärztlichen Hochschule Hannover
3.7.1.
Futtermitteluntersuchung
a) Rohnährstoffe im Futter
Die Rohnährstoffgehalte der Mischfutter wurden nach der Methode der Weender
Futtermittelanalyse in der Fassung von NAUMANN und BASSLER (1993) bestimmt.
Trockensubstanz (TS)
Zur
Bestimmung
der
Trockensubstanz
wurden
die
Futtermittelproben
in
gewichtskonstante Aluschalen eingewogen und für 24 Stunden bei 105°C in den
53
Material und Methoden
Trockenschrank
gestellt.
Danach
wurden
sie
erneut
gewogen
und
der
Trockensubstanzgehalt errechnet (TS-Gehalt = % der uS, bzw. g/kg uS).
Im Verlauf der Weender Analyse wurde nach dem Mahlen des Analysenmaterials der
TS-Gehalt zum zweiten Mal ermittelt, um so genauere Ergebnisse ermitteln und eine
Wasserbindung nach dem Mahlen ausschließen zu können. Zu diesem Zweck
wurden 3 g des Materials in gewichtskonstante Tiegel überführt und für 24 Stunden
bei
105°C
in
den
Trockenschrank
verbracht.
Nach
dem
Erreichen
der
Gewichtskonstanz wurden die Tiegel gewogen und der TS-Gehalt mit der Formel
TS = (Auswaage/Einwaage)x100 [%]
berechnet.
Rohasche (Ra)
Als Rohasche werden diejenigen Futterbestandteile bezeichnet, die nach einer
sechsstündigen Veraschung bei 600°C im Muffelofen im Veraschungstiegel
verbleiben.
Es
wurden
die
bei
der
zweiten
Trockensubstanzbestimmung
verwendeten Proben eingesetzt. Nach der Bestimmung des Rohaschegehalts lässt
sich der Anteil der organischen Substanz (oS) berechnen, da die Summe von
organischer Substanz und Rohasche die Trockensubstanz des Ausgangsmaterials
ergibt (KAMHUES et al. 1999).
Rohprotein (Rp)
Der
Rohproteingehalt
der
untersuchten
Futtermittel
wurde
nach
dem
Kjeldahlverfahren bestimmt (KAMHUES et al. 1999). Hierbei wurden je ein Gramm
des zu untersuchenden Materials in die Aufschlussrohre eingewogen. Die
eingebrachten Futterproben wurden mit konzentrierter Schwefelsäure unter Zusatz
einer Kjeldahltablette (Kupfer-/K2SO4-Gemisch) als Katalysator oxidiert, indem sie für
30 Minuten bei 200°C erhitzt und anschließend bei 380°C gekocht wurden. Der frei
werdende Stickstoff wurde in Ammoniumsulfat überführt, aus dem durch den Zusatz
von Natronlauge Ammoniak freigesetzt wurde, welcher in 2%ige Borsäure überführt
und dessen Gehalt mittels einer HCl-Titration bestimmt wurde.
Rohfett (Rfe)
Bei der Rohfettanalyse wurden 3 g der Analysensubstanz in ein Becherglas
eingewogen und mit 30%iger Salzsäure und Wasser 30 Minuten gekocht.
54
Material und Methoden
Anschließend ist das Flüssigkeitsvolumen auf 300 ml aufgefüllt worden, um die
Salzsäure zu verdünnen und anschließend die Flüssigkeit filtrieren zu können. Die
Filter wurden im Trockenschrank bei 80°C getrocknet und die Fette am folgenden
Tag im Soxhletapparat über sechs Stunden extrahiert. Der überschüssige Petrolether
wurde verdampft, die Fettkolben im Trockenschrank bei 80°C getrocknet und nach
Erreichen der Gewichtskonstanz gewogen. Als letzter Schritt ist auch hier der
prozentuale Anteil der Fette an der Gesamtsubstanz berechnet worden.
Rohfaser (Rfa)
Zur Rohfaserbestimmung wurde ein Gramm der zu analysierenden Substanz in
Glasfiltertiegel eingewogen und 30 Minuten mit Schwefelsäure (1,25 %ig) gekocht.
Anschließend ist die eingewogene Substanz für die gleiche Zeitdauer mit
Natronlauge (1,25 %ig) gekocht, der Filter mitsamt dem Rückstand für 24 Stunden
bei 105°C im Trockenschrank getrocknet und danach im Muffelofen verascht worden.
Die Differenz aus TS und verbliebener Rohasche entspricht der Rohfaser.
b) Mineralstoffe
Der Mineralstoffgehalt der Analysensubstanz wurde nach dem Prinzip der
Nassveraschung (Verbandsrichtlinien der VDLUFA) im Mikrowellengerät (MLS
MEGA Firma MLS-GmbH/Milestone) ermittelt. Bei der Veraschung mussten der zu
untersuchenden Substanz HNO3 und H2O2 beigefügt werden.
Calcium :
Um mit der Analysensubstanz eine Bestimmung des Calciumgehalts durchführen zu
können wurde die Probe zunächst mit Lanthanchloridlösung (DUJMOWIC 1976)
versetzt.
Anschließend
machte
man
sich
das
Verfahren
der
Atomabsorbtionsspektrometrie nach SLAVIN (1968) zu nutze. Hierfür verwendete
man ein Gerät der Firma Unicam (Solar 969, Cambridge, UK).
Chlorid :
Bei der Bestimmung des Chloridgehalts der untersuchten Proben wurde das Prinzip
der Fällungstitration genutzt. Die Chloridionen werden aus der Probe durch Schütteln
in destilliertes Wasser verbracht, mit dem dann zwei Silberelektroden des ChloridAnalysers (Firma Corning, Art.-Nr. 925, Halsteadt, UK) in Kontakt gebracht werden,
55
Material und Methoden
die kontinuierlich eine bestimmte Menge an Ionen abgeben. Diese Silberionen
verbinden sich mit den Chloridionen zu unlöslichem Silberchlorid, welches unter
normalen Umständen ausgefällt werden würde. Hier ist jedoch ein Stabilisator
zugesetzt, der die Verbindung in der Lösung hält. Sind die Chloridionen aus der
Lösung gefällt, kommt es zu einem sprunghaften Anstieg der Leitfähigkeit der
Lösung, die den Endpunkt der Messung charakterisiert. Der Chloridgehalt wird
abschließend mit der Formel
Cl-Gehalt = (Messwert x 35,5 x Verdünnung Probe)/1000 [g/kg] berechnet.
Natrium + Kalium :
Das bei der Nassveraschung gewonnene Material wurde mit destilliertem Wasser in
einen Kolben überführt und mit einer „Nullasche Lösung“ nach SCHUHKNECHT und
SCHINKEL (1963) vedünnt und eine Verdünnungsreihe hergestellt. Die Eichreihe
wurde mit drei Standards bekannter Konzentration erstellt. Im Anschluss wurde der
Natrium- und Kaliumgehalt der Probe mit einem Flammenphotometer (M8 DAcetylen, Firma Lange) ermittelt.
Phosphor :
Bei der Veraschung sind die Phosphatverbindungen in Orthophosphate überführt
worden. Sie reagieren mit Ammoniumvanadat und Ammoniummolybdat im
salpetersauren Milieu zu einem gelben Farbkomplex, der colorimetrisch bestimmt
wird. Hierzu wurde die Extinktion bei einer Wellenlänge von 365 nm mit einem
Spektralphotometer (Cadas 100, Firma Lange,Berlin) gemessen.
c) Pufferkapazität
Das zu untersuchende Analysematerial wurde im Verhältnis 1:4 mit Waser
aufgeschlemmt und eine Stunde zum Quellen beiseite gestellt. Nachdem der pHWert dieser Suspension ermittelt wurde, wurde der pH-Wert durch Zusatz von
Salzsäure auf die Stufen 5, 4, 3, und 2 abgesenkt, wobei der jeweilige Verbrauch an
Salzsäure dokumentiert und zur Berechnung der Pufferkapazität genutzt wurde.
d) Stärke
Der Stärkegehalt der eingesetzten Futtermittel wurde nach Durchführung einer
Säurehydrolyse polarimetrisch (Verbandsrichtlinien der VDLUFA) ermittelt. Laut der
56
Material und Methoden
Anleitung wurden 2,5 g des zu untersuchenden Materials eingewogen und mit
40%igem Ethanol versetzt. Nachdem das Untersuchungsgut 1 Stunde geschüttelt
wurde, erfolgte der Zusatz von 0,31 molarer Salzsäure und die anschließende
Erhitzung des Gemisches im kochenden Wasserbad. Nach der Abkühlung wurden
Carrez I- und Carrez II-Lösung zugesetzt, jeweils 1 Minute lang geschüttelt, und mit
destilliertem Wasser aufgefüllt. Im folgenden wurde die Lösung filtriert und der
Stärkegehalt polarimetrisch bestimmt.
e) Zucker
Zur Bestimmung des Zuckergehalts des Analysenmaterials wurden 2,5 g der Probe
eingewogen und mit 40%igem Ethanol eine Stunde geschüttelt, wodurch der Zucker
gelöst wurde. Der so vorbereiteten Probe wurden anschließend Carrez I- und Carrez
II- Lösung zugesetzt, wonach jeweils eine Minute lang geschüttelt wurde, bevor mit
Alkohol aufgefüllt und die Lösung filtriert werden konnte. Unter der Einwirkung von 4
molarer HCl, 0,1 molarer HCl und 0,1 molarer NaOH wurde der Zucker in Fructose
und Glucose zerlegt, die Lösung mit Luff-Schoorl`schem Reagenz versetzt und
gekocht. Die so zu Glukuronsäure oxidierte Glucose wurde iodometrisch durch
Zusatz von 30%iger Kaliumiodidlösung, sechs molarer HCl und 0,1 molarer
Natriumthiosulfatlösung bestimmt.
3.7.2.
TS-Bestimmung im Kot
Der TS-Gehalt im Kot wurde im Versuch 1 bei allen Tieren an den Tagen –3, 4 und
10 bestimmt. Zu diesem Zweck wurde an diesen Terminen frisch abgesetzter Kot in
gewichtskonstante Aluschälchen eingewogen und für 24 Stunden bei 65°C
getrocknet. Der vorgetrocknete Kot wurde anschließend zerkleinert und für weitere
24 Stunden bei 105°C in den Trockenschrank gestellt. Nachdem sich die
Gewichtskonstanz
eingestellt
hatte,
wurden
die
Aluschälchen
mitsamt
der
Trockensubstanz der Faeces erneut gewogen und der TS-Gehalt berechnet.
3.7.3.
Analyse des Blutplasmas
Im Blutplasma der getöteten Tiere wurden der Harnstoff- und Elektrolytgehalt sowie
der spezifisch gegen Salmonellen gerichtete Antikörpertiter ermittelt. Das Blutplasma
wurde direkt nach der Blutentnahme am Tag der Tötung aus den zwei mit
57
Material und Methoden
Lithium-Heparin versetzten Blutproben mittels einer 15 minütigen Zentrifugierung bei
1980 x g gewonnen. Das Plasma wurde in zuvor beschrifteten Eppendorf-Gefäßen
abgefüllt und bis zum Zeitpunkt der Analyse bei –20°C eingefroren.
Die Bestimmung der Elektrolyte Natrium und Kalium erfolgte mit Hilfe einer
ionensensitiven Elektrode (Gerät der Firma AVL 988-4 Graz), die die ermittelten
Werte in mmol/l anzeigt.
Chlorid wurde durch eine coulometrische Titration von 100 µl homogenisiertem
Plasma im Chloridanalysator bestimmt. Auch hier wird das Ergebnis direkt in mmol/l
angegeben.
Der
Harnstoffgehalt
des
gewonnenen
Blutplasmas
wurde
mit
einem
Trockenchemiegerät (Gerät VetTest VT 8008, Firma Idexx Laboratories) nach den
Prinzipien der Photometrie bestimmt.
3.7.4.
Chymusuntersuchung
Bei der Sektion wurde der Inhalt der einzelnen Abschnitte des Magen-Darm-Trakts in
einzelnen zuvor gewogenen Bechergläsern gesammelt, gewogen und erneut
gründlich gemischt.
Der pH-Wert wurde mit einem digitalen pH-Meter (Gerät Firma WTW, Model ph 526,
Williams) festgestellt und die zur Ermittlung der anderen Parameter erforderliche
Chymusmenge in die vorgesehenen Behältnisse überführt.
Der zum Sektionszeitpunkt nicht verwendete Anteil des Magen-Darminhalts wurde
für eventuell durchzuführende wiederholende Untersuchungen bei –20°C eingefroren
und im Gefrierraum im Tierhaus des Instituts für Tierernährung gelagert.
Ähnlich wie im Kot wurde auch im Chymus der einzelnen Lokalisationen der
Trockensubstanzgehalt bestimmt. Hierzu wurden etwa 50 g des Magen-Darminhalts
in gewichtskonstante Aluschalen eingewogen und für 24 Stunden bei 105°C in den
Trockenschrank gestellt und das Gewicht danach erneut bestimmt.
Nachdem ein Chymusanteil mit fünf Teilen destillierten Wassers versetzt und
anschließend für 15 Minuten bei 1980 x g zentrifugiert wurde, konnte im Überstand
die Ammoniakkonzentration mit einer Ammonium-sensitiven Elektrode (Gerät Firma
Phillips, Modell IS 570 NH3, Williams) gemessen werden. Diese Elektrode ist mit
58
Material und Methoden
einem Knick-Digital-mV-Meter (Fa. Knick, Berlin) verbunden, um die Werte in mV
bestimmen und in mmol/l umrechnen zu können.
Die Chymusproben konnten zur Bestimmung des Laktat- und Formiat-Gehalts in
einem Arbeitschritt vorbereitet werden, indem einem Anteil des Inhalts des MDT 1N
Perchlorsäure im Verhältnis 1:1 zugesetzt wurde. Anschließend wurde die so
verarbeitete Probe für 15 Minuten bei 4°C und 18650 x g zentrifugiert, der
entstehende Überstand auf 2 Röhrchen verteilt und bei –20°C bis zum Zeitpunkt der
weiteren Bestimmung gelagert. Sowohl zur Bestimmung des L-Laktat- als auch des
Formiat-Gehalts stehen kommerzielle Testsätze (Firma Boehringer, Mannheim) zur
Verfügung.
L-Laktat wird in Gegenwart von Nicotinamid-adenin-dinucleotid (NAD) durch LLaktat-Dehydrogenase (L-LDH) zu Pyruvat umgewandelt. Bei dieser Reaktion fallen
auch NADH und H+ an. Ohne den Verbrauch des anfallenden Pyruvats würde das
Gleichgewicht auf der Seite des Laktats liegen, um aber das Laktat vollständig und
quantitativ nachweisen zu können, wird es mit L-Glutamat durch Glutamat-PyruvatTransaminase (GTP) in L-Alanin und 2-Oxoglutarat umgewandelt. Das im Verlauf der
ersten Reaktion entstehende NADH wird mit Hilfe eines Photometers bei einer
Wellenlänge von 340 nm bestimmt. Der so bestimmte Wert ist dem Gehalt an
enthaltener Milchsäure äquivalent.
Der Formiat-Gehalt der Chymusproben wurde durch die Oxidation des Formiats
durch NAD+ unter Einfluss der Formiat-Dehydrogenase (FDH) zu Bicarbonat
bestimmt, da auch das bei dieser Reaktion gebildete NADH dem ursprünglichen
Gehalt an Formiat entspricht. Somit wurden bei einer Wellenlänge von 340 nm der
NADH-Gehalt und indirekt der Formiat-Gehalt der Proben bestimmt.
Um im Chymus der einzelnen MDT-Abschnitte den Gehalt an flüchtigen Fettsäuren
ermitteln zu können, wurde eine Probe für 15 Minuten bei 18650 x g zentrifugiert.
Vom Überstand wurde ein Teil abgenommen und mit der intern verwendeten
Standardlösung
(Ansatz:
10
ml
Ameisensäure(89-91%ig)
+
0,1
ml
4-
Methylvaleriansäure) versetzt. Die so behandelte Probe wurde anschließend in einen
Gaschromatographen eingebracht, bei dem eine Säulentemperatur von 155°C, eine
Injektortemperatur von 175°C und eine Detektortemperatur von 180°C eingestellt
waren. Hier wurden die flüchtigen Fettsäuren innerhalb einer 25 minütigen
Analysenzeit an einer zwei Meter langen gepackten Säule aufgetrennt und mittels
eines Flammenionisationsdetektors bestimmt. Die analysierten Fettsäuren wurden in
59
Material und Methoden
der Reihenfolge Essigsäure, Propionsäure, iso-Buttersäure, n-Buttersäure, isoValeriansäure und n-Valeriansäure detektiert.
Chymusproben wurden in sterile pyrogenfreie Probenröhrchen gefüllt und bei –20°C
gelagert, um zu einem späteren Zeitpunkt den jeweiligen LPS-Gehalt bestimmen zu
können. Die eigentliche LPS-Bestimmung wurde später für alle im Versuch
angefallenen Proben gleichzeitig mittels des Limulus-Amöbozyten-Lysat-Tests
(LimulusTest, Firma LPS Labortechnik Peter Schulz) vorgenommen. Die
aufgetauten Chymusproben wurden im Verhältnis 1:10 mit einem Puffer (pH7) (nach
Herstellerangabe) verdünnt, für 1 Stunde bei 80°C in den Wärmeschrank gestellt und
anschließend für 10 Minuten bei 2000 x g zentrifugiert. Aus dem Überstand ist mit
keimfreiem Wasser eine Verdünnungsreihe erstellt und 30µl der jeweiligen
Verdünnungsstufe sowie des Standards und der Negativkontrolle auf die Testplatte
pipettiert worden. Die LAL-Testplatte wurde mit einem Paraffinfilm überdeckt und
eine Stunde bei 37°C inkubiert. Nach Zusatz der Farblösung und Entfernung des
Überstands wurde der Farbumschlag beurteilt und der LPS-Gehalt pro g Einwaage
bestimmt.
3.7.5.
Antikörpertiterbestimmung im Fleischsaft
Zur Bestimmung des Antikörpertiters in der Muskulatur wurden bei der Sektion 10 g
Muskelfleisch aus dem Bereich der Zwerchfellspfeiler entnommen und in speziell
dafür vorgesehenen Probengefäßen bei –20°C eingefroren. Von dem beim Auftauen
freiwerdenden Fleischsaft wurde eine Probe von mindestens 10µl genommen und
mittels eines ELISAs gemeinsam mit den gewonnenen Blutproben auf den
Antikörpertiter hin untersucht (durchgeführt von der Gesellschaft für innovative
Veterinärdiagnostik; IVD).
60
Material und Methoden
3.8. Untersuchungen in der Abteilung für Mikrobiologie des
Instituts für Tierseuchen der Tierärztlichen Hochschule
Hannover
3.8.1.
Komplette bakteriologische Untersuchung am Tag der Einstallung
Da die für den Versuch genutzten Tiere aus dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe
stammten, wo es in der letzten Zeit wiederholt zum klinischen Bild der
Ödemkrankheit kam, welches durch hämolysierende E. coli verursacht wird,
entschied man sich dazu die Tiere am Tag der Einstallung allgemein bakteriologisch
zu untersuchen. Zu diesem Zweck wurden direkt nach der Ankunft im Tierhaus des
Instituts
für
Tierernährung
der
Tierärztlichen
Hochschule
Hannover
sterile
Rektaltupferproben genommen, in ein Kohle enthaltendes Transportmedium
verbracht und anschließend in der Abteilung für Mikrobiologie des Instituts für
Tierseuchen auf Blut- (Coloumbia-Agar mit 5% Schafblut) und Gassnerplatten (Fa.
Oxoid, Wesel) direkt ausgestrichen und für 24 Stunden in Nährbouillion bei 37°C
bebrütet. Hämolysierende Kolonien wurden am folgenden Tag subkultiviert sowie
biochemisch und serologisch differenziert. Bei der Objektträgeragglutination wurde
Koloniematerial zunächst mit polyvalentem E.coli-Antiserum vermischt. Bei einer
Agglutination wurden im Anschluß die verschiedenen monovalenten Antiseren in
Kombination mit den isolierten Kolonien getestet, um die isolierten E.coli Stämme zu
charakterisieren.
Die
Salmonellenanreicherung
Darmstadt)
und
rektal
genommenen
Tupfer
wurden
weiterhin
zur
in Rappaport-Vassiliadis-Medium (RV, Fa. Merck,
Tetrathionat-Brilliantgrün-Galle-Medium
(TBG,
Fa.
Merck,
Darmstadt) verbracht. Aus diesen Medien wurde nach einer Bebrütungsdauer von 24
und 48 Stunden bei 42°C je eine Öse Material auf Rambach- und BPLS-Platten (
Brilliantgrün-Phenolrot-Laktose-Saccharose-Agar)
ausgestrichen,
um
eine
Salmonelleninfektion vor dem eigentlichen Infektionstermin ausschließen zu können.
Die beimpften Rambachplatten wurden für 24 Stunden bei 37°C, die beimpften
BPLS-Platten für 24 Stunden bei 42°C bebrütet, danach erfolgte die Auswertung.
61
Material und Methoden
3.8.2.
Diagnostik der ausgewählten Indikatorkeime
Als Escherichia coli Keime wurden alle sich auf der Gassnerplatte laktosepositiv
erweisenden Keime bewertet. Auf Coloumbiaagar wachsende Keime, welche die
typische Morphologie wie relativ große, graue feucht-glänzende Kolonien zeigten,
wurden auf Gassnerplatten subkultiviert und mittels einer „bunten Reihe“ für
Bacteriaceen nach BURKHARDT (1992) biochemisch bestimmt. Mikroskopisch
handelt es sich bei E.coli um gramnegative 1-3 µm große Stäbchen.
Urease
Malonat
PAD
LD
OD
Gelatinase
Motilität
Methylrot
VPR
Saccharose
Adonit
Rhamnose
Oxidativer Glukoseabbau
Ferm. Glukoseabbau
-
+
-
-
-
-
+
+
-
+
+
-
+/
+
+
-
-
+
+
+
S. Derby
+
-
+
-
-
-
-
+
-
+
+
-
+/
+
-
-
+
+
+
S. Enteritidis
+
-
+
-
-
-
+
+
-
+
+
-
+/
+
-
-
+
+
+
Laktose
Citrat
E.coli
Glucose + Gasbildung
Indol
Biochemisches Reaktionsmuster für E.coli und Salmonellen
H2S
Tabelle 13:
Da der quantitative Nachweis der Salmonellen für die im Rahmen dieser
Untersuchung im Vordergrund stehende Fragestellung nicht von Interesse ist, wurde
hierauf verzichtet und lediglich ein qualitativer Nachweis durchgeführt. Als
salmonellenverdächtig wurden alle Kolonien angesprochen, die auf Rambach-Agar
als rote und auf BPLS-Agar als laktosenegative Kolonien wuchsen. Von diesen
Kolonien wurde Material abgenommen, subkultiviert, sowie biochemisch und
serologisch
differenziert.
Bei
der
serologischen
Differenzierung
wurde
Koloniematerial auf einem Objektträger mit polyvalentem Salmonellenserum zur
Agglutination gebracht. Anschließend erfolgte der Test mit polyvalentem Serum I, II
oder III und dann mit den Antiseren der verschiedenen O-Antigene. Der im
62
Material und Methoden
Infektionsversuch eingesetzte Salmonellenserovar Salmonella Derby A147/85
agglutiniert mit dem omnivalenten Serum, dem polyvalentem Serum I und dem
Antiserum gegen das Oberflächenantigen O 4,5, nicht jedoch mit dem Antiserum
gegen O 5.
In den post mortem entnommenen Chymusproben wurde eine quantitative
Bestimmung der Keimzahl durchgeführt. Im Rahmen dieser Untersuchung wurde
auch die Anzahl der Laktobazillen ermittelt, die hier aus diesem Grund bereits näher
charakterisiert werden sollen. Als Laktobazillen wurden glatt bzw. unregelmäßig
wachsende Kolonien auf der Rogosaplatte bestimmt, die bei Subkultivierung auf
Coloumbiaagarplatten sowohl unter aeroben als auch unter anaeroben Bedingungen
Wachstum zeigten. Die Bakterienkolonien erweisen sich bei Zusatz von H2O2 als
katalasenegativ und im Antibiotika-Pättchentest nach Burkhardt (1992) als resistent
gegenüber Fosfomycin (100 µg/Plättchen) und Metronidazol (2 µg/Plättchen, Fa.
Oxoid). Mikroskopisch handelt es sich um grampositive Stäbchen unterschiedlicher
Länge und Dicke.
3.8.3.
Untersuchung steriler Rektaltupfer
Die eingestallten Tiere wurden an den Versuchstagen –3, 2-10, 12, 14, 16, 20,24, 28,
32 mittels trockener, steriler Rektaltupfer auf die faecale Ausscheidung von
Salmonellen untersucht. Zur Salmonellenanreicherung dienten auch hier die
flüssigen Selektivmedien RV und TBG, aus denen an den zwei folgenden Tagen
Material auf Rambach- und BPLS-Platten ausgebracht anschließend für 24 Stunden
bei 37°C, beziehungsweise 42°C bebrütet wurden. Die Identifizierung der
untersuchten Keime erfolgte nach dem oben angegebenen Schema.
3.8.4.
Untersuchung der eingesetzten Futtermittel auf Salmonellen
Um im Versuch eine Infektion der nicht experimentell infizierten Tiere durch das
applizierte Futter ausschließen zu können wurden auch die eingesetzten Futter
mikrobiologisch qualitativ auf die Praevalenz von Salmonellen untersucht. Zu diesem
Zweck werden 25 g des zu untersuchenden Futtermittels in 225 ml zuvor
angewärmte Peptonlösung verbracht und 30 Minuten im auf 37 °C erhitzten
Wasserbad geschwenkt. Nach einer Inkubation von 24 Stunden bei 37 °C werden je
0,1 ml des Analysenguts entnommen und in TBG- , bzw. Rappaportmedium
63
Material und Methoden
verbracht. Diese Medien werden für 48 bei 42 °C bebrütet und je eine Öse nach 24
sowie nach 48 Stunden auf die Salmonellenselektivnährböden (Rambach- und
BPLS-Agar) ausgebracht. Nach einer weiteren Bebrütungszeit von 24 Stunden kann
das Ergebnis anhand der Platten ermittelt werden.
3.8.5.
Herstellung und Verabreichung der Infektionsbouillon
Die experimentelle Infektion erfolgte in den hier durchgeführten Versuchen 12 Tage
nach dem Absetzen. Zu diesem Zweck wurde vor der ersten Infektion ein durch das
Institut für Mikrobiologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover lyophilisierter
Stamm Salmonella Derby A147/85 aktiviert und auf Blutagarplatten angezüchtet.
Nach 24 stündiger Bebrütung bei 37°C wurde mit einer sterilen Öse Koloniematerial
von den Blutagarplatten abgenommen und in PBS-Medium suspendiert. Mittels eines
Densimats (Fa. BioMérieux, Nürtingen) wurde der Dichtegrad der erstellten
Suspension auf 1 eingestellt. Von der so eingestellten Infektionsbouillon erhielt jedes
Tier nach vorausgegangener etwa 2 stündiger Nahrungskarenz 10 ml mit einer
kleinen Menge des Kontrollfutters verabreicht, welches innerhalb weniger Minuten
aufgenommen wurde. Mit 1 ml der Infektionsbouillon wurde eine Verdünnungsreihe
hergestellt, über welche die Infektionsdosis bestimmt wurde. Im ersten Versuch
betrug die ermittelte Keimzahl 8,3x109 KBE/ml (Durchgang 1: 8,5x109; Durchgang 2:
8,1x109), im zweiten Versuch 1,7x109 KBE/ml (Durchgang 1: 1,8x109; Durchgang 2:
1,6x109) und im dritten Versuch 6,0x108 KBE/ml. Weiterhin wurde die Identität des
verwendeten Serovars durch serologische Agglutination überprüft und verifiziert.
Kolonien
von
Salmonella
Derby
agglutinieren
mit
omnivalentem
Salmonellennachweisserum, sowie mit den Sera –I, -O 4, 5. Mit einem Serum
welches lediglich Antikörper gegen die Oberflächengene der Gruppe 5 aufweist
erfolgt hingegen keine Agglutination.
3.8.6.
Untersuchungen post mortem
a) Salmonellenuntersuchung
Bei der Sektion der experimentell mit Salmonella Derby A147/85 infizierten Tiere
wurden Gewebeproben der Tonsillen und Lnn. ileocolici sowie Schleimhautanteile
aus Magen, Dünndarm (Bereich Ileum), Caecum und Colon steril entnommen und in
die flüssigen Anreicherungsnährmedien RV und TBG verbracht. Diese wurden für 48
64
Material und Methoden
Stunden bei 42°C bebrütet und nach 24 und 48 Stunden auf Rambach- und BPLSNährböden ausgestrichen, um im Anschluss an eine weitere 24 stündige Bebrütung
nach dem erläuterten Schema charakterisiert zu werden.
b) quantitative Keimzahlbestimmung im Chymus
Anlegen der Verdünnungsstufen
Von dem bei der Sektion gewonnenen Inhalt aus Magen, Dünndarm, Caecum und
Colon ist im direkten Anschluss an die Sektion im Instituts für Mikrobiologie der
Tierärztlichen Hochschule Hannover jeweils ein Gramm in 9 ml steriler PBS-Lösung
(Phosphatgepufferte Kochsalzlösung) verdünnt worden. Aus diesem Ansatz wurde
eine geometrische Verdünnungsreihe bis zur Verdünnungsstufe 10-8 erstellt. Hierzu
wurde die eingewogene Probe mit einem Rüttler gleichmäßig im Lösungsmittel
verteilt, 1 ml abpipettiert und in ein ebenfalls mit 9 ml PBS-Lösung gefülltes
Reagenzglas verbracht. Dieser Prozess wurde in der gleichen Art und Weise
insgesamt 7 mal wiederholt. Aus der jeweiligen Suspension wurde nach erneuter
Homogenisierung auf dem Rüttler ein Anteil von 0,1 ml auf die zu beimpfenden über
24 Stunden vorgetrockneten festen Nährmedien übertragen und mit einem sterilen
Glasspatel gleichmäßig bis zum Einzug in den Nährboden verteilt. Durch diese
Verfahrensweise erhöhte sich die Verdünnungsstufe nochmals um jeweils eine
Einheit. Im Versuch 1 wurden pro Verdünnungsstufe jeweils drei Parallelansätze mit
Coloumbia-Agar mit 5%-igem Schafblutzusatz, Wasserblau-Metachromgelb-LaktoseAgar nach Gassner und Rogosaagar (pH-Wert 5,4) angelegt. Die zur Anzüchtung der
Anaerobier vorgesehenen Rogosaplatten wurden zuerst beimpft und direkt in
Anaerobiertöpfe mit einem Füllvolumen von 3,5 l verbracht. Durch die Zugabe eines
„AnaeroGen“-Beutels
(Fa.
Oxoid,
Wesel),
der
CO2 freisetzt,
wurde
der
Sauerstoffgehalt innnerhalb des Gefäßes schnell auf 1% herabgesetzt. Dieser
Reaktion dienten Anaerobier-Testblättchen (Fa. Becton Dickinson) als Indikatoren.
Die Bebrütung aller Nährböden erfolgte über 48 Stunden bei 37°C unter aeroben
beziehungsweise anaeroben Bedingungen. Im Versuch 2 wurde auf die quantitative
Bestimmung der Lactobacillen verzichtet, so dass der Einsatz der Rogosaplatten
entfiel. Im Versuch 3 wurde im Gegensatz zu den Versuchen 1 und 2 die Keimzahl
der grampositiven Kokken bestimmt, deren Anzüchtung auf je drei Columbiaagarund drei Streptokokken-Staphylokokkenplatten erfolgte. Die Probenvorbereitung
erfolgte auch hier nach dem beschriebenen Muster.
65
Material und Methoden
Ausgewählte Indikatorkeime
Nach der Darstellung von WITTENBRINK (1983) und AMTSBERG (1984) weist die
Magen-Darm-Flora monogastrischer Säugetiere hinsichtlich ihrer Zusammensetzung
einige
Gemeinsamkeiten
auf.
Zu
den
übereinstimmend
am
häufigsten
anzutreffenden Bakterienarten zählen Laktobazillen, Bacteroidaceen, Streptokokken,
Escherichia coli und Clostridien. Diese Untersuchung beschränkt sich auf die
quantitative Bestimmung des Gehalts an Laktobazillen, welche die Gesundheit der
Tiere durch Verstoffwechselung von Kohlenhydraten und daraus resultierende
Herabsetzung des pH-Wertes im Magen-Darm-Trakt positiv beeinflussen sowie auf
grampositive Kokken im GIT sowie auf die gerade im Bezug zur Ödemkrankheit als
negative Komponente der Intestinalflora zu bewertenden E. colis.
3.9. Berechnungen
N-freie Extraktstoffe
Der Gehalt der Futtermittel an N-freien Extraktstoffen kann mit der Formel
N-freie Extraktstoffe = TS – Rohasche- Rohprotein – Rohfett – Rohfaser
ermittelt werden.
Energie
Der im Futtermittel enthaltene Energiegehalt wird üblicherweise mit der offiziellen
Methode nach bestimmt : ME (MJ/kg) = 0,0223 x g Rohprotein + 0,0341 x g Rohfett +
0,017 x g Stärke + 0,0168 x g Zucker – 0,0109 x g Rohfaser + 0,0074 x g
organischer Rest; wobei OR=oS – Rp – Rfe – Stärke – Zucker – Rfa (KAMPHUES et
al. 1999)
Keimzahlberechnung
Die Anzahl der untersuchten Indikatorkeime wurde pro Gramm Chymus ermittelt. Um
die Werte anschaulicher und leichter vergleichbar zu machen wurden die erhobenen
Daten nach BRAUN et al. (1966) als dekadischer Logarithmus angegeben. Um
keinerlei
mit
den
eingesetzten
Methoden
nicht
erzielbare
Genauigkeiten
vorzutäuschen, wurde jeweils auf die erste Stelle nach dem Komma gerundet.
66
Material und Methoden
3.10. Statistische Auswertung
Die statistische Auswertung erfolgte bei den drei durchgeführten Versuchen unter
Verwendung des Statistikprogramms Statistica® (StatSoft GmbH, Hamburg,
Germany). Bei den drei Versuchen wurde der t-Test für ungepaarte Stichproben
eingesetzt um die erhobenen Daten gruppenweise vergleichen zu können. Weiterhin
wurde zum Vergleich der Ausscheider und Nichtausscheider innerhalb der
Tiergruppen der Fischer-exakt-Test verwendet. In allen untersuchten Gruppen wurde
jeweils der Mittelwert der gewonnenen Daten sowie die Standardabweichung als
Maß für die Streuung innerhalb der Ergebnisse ermittelt. Die Signifikanzen wurden im
Ergebnisteil mit a=signifikant mit p<0,01, b=signifikant mit p<0,05 und c=signifikant mit
p<0,1 gekennzeichnet.
67
Ergebnisse
4. Ergebnisse
Ziel der durchgeführten Untersuchung war es den Einfluss einer groben Vermahlung
einzelner Futterkomponenten sowie jene Effekte eines Zusatzes des KaliumDiformiat Produkts Formi LHS (KDF) auf die faecale Salmonellenausscheidung
nach experimenteller Infektion von Absetzferkeln zu prüfen. Parallel hierzu sollten die
Auswirkungen der eingesetzten Formulierung auf verschiedene Parameter der
Chymusqualität und die Folgen einer unterschiedlichen Verarbeitung der einzelnen
Futterkomponenten näher beleuchtet werden. Zu diesem Zweck wurde der
praktische Teil der Arbeit in drei Versuche unterteilt. Innerhalb der Versuche wurden
die
Ergebnisse
der
zugehörigen
Versuchsdurchgänge
für
Kontroll-
und
Versuchsgruppe zusammengefasst, um eine übersichtliche Darstellung und somit
eine erleichterte Vergleichbarkeit zu ermöglichen.
4.1. Versuch 1
Der Versuch 1 bestand aus zwei Durchgängen, in denen jeweils 5 Kontroll- und 5
Versuchstiere zeitgleich gehalten wurden. Nimmt man die Tiere der beiden
Durchgänge zusammen, standen sowohl für die Kontroll-, als auch für die
Versuchsgruppe 6 weibliche und 4 männliche Absetzferkel zur Verfügung. Die
eingesetzten Schweine adaptierten sich schnell an die neue Umgebung und
plötzliche Futterumstellung. Im Versuchsverlauf kam es zu keinen Tierausfällen,
allerdings zeigte sich bei einem weiblichen Tier der Versuchgruppe des zweiten
Durchgangs am 12. Tag post infectionem (p.i.) eine deutlich gerötete, heiße
Umfangsvermehrung im Bereich des Nabels, die mit Fieber von 40,3°C einherging.
In Folge dieser Nabelentzündung und der Schwächung durch die deutlich erhöhte
Körpertemperatur verweigerte das Tier die Nahrungsaufnahme nahezu vollständig,
so dass es über drei Tage mit dem fiebersenkenden und analgetischen Mittel
Novalgin (Wirkstoff: Metamizol-Natrium) behandelt wurde. Drei Tage vor der
Tötung wurde die Behandlung jedoch beendet, um möglichen Auswirkungen auf die
erhobenen Parameter vorzubeugen. Die Futteraufnahme dieses Tieres blieb trotz der
beendeten Medikierung auf dem zuvor erhobenen normalem Level.
68
Ergebnisse
4.1.1.
Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung
Die mittlere Körpermasse der in diesem Versuch eingestallten Ferkel war in der
Kontrollgruppe mit 8,82 ± 0,67 kg nur geringgradig höher als die der Versuchsgruppe
(8,66 ± 0,76 kg). Während des Versuchsverlaufs wurde auf
die Ermittlung der
Körpermassenentwicklung verzichtet. Die Tiere wurden erst zum Zeitpunkt der
Tötung
erneut
gewogen.
Aufgrund
der unterschiedlichen
Tötungszeitpunkte
schwankte die Zunahme während der Versuchsperiode zwischen den einzelnen
Tieren einer Gruppe zum Teil erheblich, so dass die Tageszunahmen deutlich
aussagefähiger sind. Hier zeichnet sich die Versuchgruppe (∅ Tageszunahme
349,7±78,3 g) gegenüber der Kontrollgruppe (∅ Tageszunahme 297,6±60,9 g) durch
eine im Mittel um 50 g höhere Tageszunahme aus. Diese höheren Tageszunahmen
lassen sich allerdings bei einer Betrachtung der Futteraufnahme der einzelnen Tiere
zum größten Teil hierdurch erklären. So lag die durchschnittliche Futteraufnahme
eines Tieres der Versuchgruppe pro Tag mit 699 g exakt 50 g über der eines Tieres
der Kontrollgruppe, das im Schnitt 649 g des Futters aufnahm. Zwischen den beiden
Gruppen ließen sich aber hinsichtlich der Parameter Futteraufnahme und
Körpermassenentwicklung keine signifikanten Unterschiede ermitteln. Aus diesen
Werten resultiert für die Tiere der Kontrollgruppe ein Futteraufwand von 2,19, der mit
0,19
Einheiten
deutlich
oberhalb
des
für
die
Versuchsgruppe
je
kg
Körpermassenzuwachs aufgewendeten Futteraufwands liegt (2,00).
4.1.2.
TS-Gehalt im Kot
Während der Versuchperiode konnten hinsichtlich des TS-Gehalts der Faeces an
den Versuchstagen –3, 4 und 10 keinerlei Differenzen zwischen Kontroll- und
Versuchsgruppe ermittelt werden (Tab. 13).
Tabelle 14:
Ermittelte TS-Gehalte im Kot von Absetzferkeln der Kontrollund Versuchsgruppe (in %)
Versuchstag
-3
4
10
Kontrollgruppe
24,12±2,89
22,24±3,96
22,32±2,06
Versuchsgruppe
24,50±2,89
22,94±3,56
24,14±2,72
69
Ergebnisse
4.1.3.
Füllung des Verdauungskanals
Hinsichtlich des
Füllungszustands der einzelnen MDT Abschnitte zeigten sich
zwischen Kontroll- und Versuchsgruppe keine signifikanten Unterschiede. Während
der Magen bei den Tieren der Versuchsgruppe geringgradig stärker gefüllt war,
stellten sich die Verhältnisse in den anschließenden Abschnitten des GIT invers dar.
Die beobachteten Unterschiede waren allerdings so gering, dass sie nicht im
statistisch absicherbaren Bereich befanden. Auf den untersuchten Parameter übte
also weder die grobe Vermahlung der Getreideanteile des Futters noch der KDiformiat-Zusatz einen Einfluss aus (Tab. 14).
Tabelle 15:
Füllung einzelner Abschnitte des GIT zum Zeitpunkt der Tötung
(in g TS/kg KM)
Abschnitt
Gruppe
Magen
Dünndarm
Caecum
Colon
Rectum
K
V
K
V
K
V
K
V
K
V
Mean
2,21
2,23
2,10
2,32
0,58
0,50
2,50
2,49
0,41
0,33
S
1,91
1,83
0,91
0,79
0,23
0,20
1,04
0,63
0,22
0,26
4.1.4.
TS-Gehalte im Chymus
In den Bereichen von Magen, Dünndarm und Caecum schwankte der TS-Gehalt des
Chymus bei den untersuchten Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe zwischen
11,6 und 13,7 %. In den beiden caudaleren Abschnitten des GIT variierten die
ermittelten Werte dagegen um 15 % (Colon), bzw. 24 % (Rectum). Signifikante
Unterschiede zwischen Kontroll- und Versuchsgruppe konnten auch bei diesem
Parameter nicht erhoben werden (Tab. 15).
Tabelle 16:
TS-Gehalt des Chymus in verschiedenen Abschnitten des GIT
(in %)
Abschnitt
Gruppe
Magen
K
V
Dünndarm
K
Caecum
V
K
V
Colon
K
Rectum
V
K
V
Mean
12,78 13,73 12,61 11,60 11,71 12,72 14,95 15,45 24,57 23,97
S
3,79
1,83
5,74
0,79
1,36
70
2,56
2,99
4,46
2,19
2,27
Ergebnisse
4.1.5.
pH-Wert im Chymus des Gastrointestinaltraktes
Bei den in verschiedenen Abschnitten des GIT ermittelten pH-Werten des Chymus
sowie des Urins zeigten sich teilweise signifikante Unterschiede zwischen Kontrollund Versuchsgruppe (Tab. 16). So lagen die pH-Werte im Bereich des Magens und
im Urin mit 2,46 ± 0,79, bzw. 7,26 ± 0,41 signifikant über den bei der Kontrollgruppe
ermittelten Werten in diesen Abschnitten (Magen 1,84 ± 0,43; Urin 5,72 ± 0,59). In
den anderen Bereichen des MDT konnten keinerlei Unterschiede hinsichtlich des
Chymus pH-Wertes beobachtet werden, allerdings lagen die bei den Kontrolltieren
protokollierten Werte hier stets gering über den Werten der Versuchsgruppe.
Tabelle 17:
Abschnitt
Gruppe
pH-Werte im Magendarminhalt sowie im Harn von Absetzferkeln
Magen
K
V
Dünndarm
Caecum
Harn
Colon
K
V
K
V
K
V
K
V
Mean
1,84b 2,46b
6,04
5,90
5,45
5,42
5,70
5,62
5,72a 7,26a
S
0,43
0,26
0,31
0,11
0,16
0,24
0,18
0,59
4.1.6.
0,79
0,41
Chymuszusammensetzung nach Partikelgröße
Bei der Nasssiebung des Chymus aus dem Bereich des Magens und des Colons
traten zwischen den Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe im Magenbereich hoch
signifikante, im Colonbereich lediglich schwach signifikante Differenzen auf. So wies
die Trockensubstanz des Mageninhalts bei den Tieren der Kontrollgruppe 20 % mehr
Partikel mit einer Größe < 1mm auf als bei den Tieren der Versuchsgruppe. Während
in der Versuchsgruppe in diesem Abschnitt des GIT immerhin 35,95 ± 11,39 % aller
Partikel > 1mm waren, lag der Anteil in der Kontrollgruppe lediglich bei 16,52 ± 6,21
%. Auch im Bereich des Colons wiesen die Tiere der Kontrollgruppe eine feinere
Strukturierung des Chymus auf als jene der Versuchsgruppe. So hatten bei der
Kontrollgruppe nur 5,64 ± 4,30 % aller Partikel eine Größe > 1mm, wogegen der
Anteil innerhalb der Versuchsgruppe immerhin bei 12,74 ± 10,74 % lag. Bezüglich
der Partikelgröße im Bereich von Magen- und Colonchymus lässt sich also wie zu
erwarten war ein signifikanter Einfluss des grob strukturierten Futters mit KDFZusatz erkennen.
71
Ergebnisse
Tabelle 18: Zusammensetzung des Mageninhalts nach Partikelgröße (in % der
TS)
Partikelgröße
Kontrolle
Versuch
> 3,15 mm
0,67 ± 1,37
1,61 ± 1,29
2 – 3,15 mm
1,02 ± 0,94a
9,72 ± 4,21a
1 -2 mm
14,83 ± 5,40a
24,61 ± 8,48a
< 1 mm
84,09 ± 6,03a
64,06 ± 11,39a
Tabelle 19: Zusammensetzung des Coloninhalts nach Partikelgröße (in % der
TS)
Partikelgröße
Kontrolle
Versuch
> 3,15 mm
0,82 ± 1,34
0,89 ± 2,11
2 – 3,15 mm
0,41 ± 0,39
2,27 ± 3,67
1 -2 mm
4,41 ± 3,17b
9,58 ± 5,29b
< 1 mm
93,08 ± 4,75
87,30 ± 10,73
Anteil der Chymuspartikel > 1mm
50
45
40
35
30
% 25
20
15
10
5
0
16,52
35,95
5,64
Magen
12,74
Colon
Kontrolle
Versuch
Abbildung 1: Chymuszusammensetzung nach Partikelgröße (in % der TS)
72
Ergebnisse
4.1.7.
Stärkegehalt im Chymus von Caecum und Colon
Der Stärkegehalt des Chymus der Kontrolltiere lag in beiden untersuchten
Abschnitten des GIT signifikant unterhalb der in der Versuchsgruppe innerhalb dieser
Bereiche ermittelten Werte. Bei den Tieren der Kontrollgruppe variierte der
Stärkegehalt im Caecum- bzw. Coloninhalt um 43 g,bei den Tieren der
Versuchsgruppe wurden deutlich höhere Gehalte (78 g bzw. 64 g) beobachtet (Abb.
2). Die protokollierten Veränderungen lagen im Caecuminhlat im hochsignifikanten
(p<0,01), im Colonchymus im signifikanten (p<0,05) Bereich.
Es wird somit
insbesondere der Einfluss der groben Verarbeitung der Futterkomponenten auf die
Zusammensetzung
des
Darminhalts
deutlich.
120
100
80
g/kg 60
40
20
43,4
78,45
43,91
63,77
0
Caecum
Colon
Kontrolle
Versuch
Abbildung 2: Stärkegehalt in Caecum und Colon von Absetzferkeln bei
Einsatz des üblichen bzw. grob vermahlenen Mischfutters (in
g/kg)
4.1.8.
Formiat-Gehalt im Chymus einzelner Abschnitte des MDT
Der im Chymus der einzelnen MDT-Abschnitte ermittelte Formiat-Gehalt lag
innerhalb der Kontrollgruppe in den Bereichen von Magen und Caecum deutlich
unterhalb der bei der Versuchsgruppe erhobenen Daten, wobei die Differenz im
73
Ergebnisse
Magenbereich signifikant war. In Caecumchymus waren die Schwankungen
innerhalb der Versuchsgruppe so groß, dass keine Signifikanz vorliegt. Im
Dünndarm- und Colonchymus lagen die in Kontroll- und Versuchsgruppe ermittelten
Formiat-Gehalte in etwa im selben Bereich, wobei die Werte der Versuchsgruppe im
Dünndarmchymus geringgradig oberhalb, im Colonchymus geringgradig unterhalb
jener der Kontrollgruppe lagen. Ein Einfluss des KDF-Supplementierung lässt sich
also im Bereich von Magen und Caecum vermuten. Geht man davon aus, dass der
Formiat-Gehalt im Mischfutter der Versuchsgruppe ca. 8 g/kg TS betrug, und die hier
ermittelten Formiat-Gehalte im Chymus in etwa 2,4 g/kg TS entsprechen, ist bereits
im Magen eine Reduktion der zugesetzten Formiatmenge auf weniger als 1/3 der
ursprünglichen Menge zu beobachten.
Tabelle 20:
Formiat-Gehalt im Chymus (in mg/l) im Versuch 1
Abschnitt
Gruppe
K
Mean
Dünndarm
V
K
V
18,37a 314,09a 306,49 354,82
S
4.1.9.
Magen
8,46
273,45 189,05 197,13
Caecum
Colon
K
V
K
V
13,73
142,45
19,91
18,75
8,51
261,47
15,15
9,37
Ammoniak-Konzentration in verschiedenen Breichen des GIT
Der NH3-Gehalt lag bei den Tieren der Kontrollgruppe im Chymus aller Abschnitte
des GIT deutlich über den in der Versuchsgruppe ermittelten Werten. Signifikante
Unterschiede zwischen den Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe ergaben sich
allerdings ausschließlich im Bereich des Dünndarms. In allen anderen Abschnitten
des GIT sind die Differenzen innerhalb der Gruppe zu groß (Tab. 20).
Tabelle 21:
NH3-Gehalt im Chymus (in mmol/kg)
Abschnitt
Gruppe
Magen
Dünndarm
Caecum
Colon
K
V
K
V
K
V
K
V
Mean
3,96
2,71
7,84b
5,57b
15,39
9,53
16,84
12,83
S
1,04
2,46
1,91
1,91
9,21
6,90
9,69
7,87
74
Ergebnisse
4.1.10. L-Laktat-Konzentration im Chymus
Betrachtet man die L-Laktat-Konzentration des Chymus in den einzelnen Abschnitten
des MDT, so lassen sich keinerlei Einflüsse des K-Diformiat-Zusatzes zum Futter
erkennen. Während die im Chymus der Kontrolltiere ermittelte L-Laktat-Konzentration
im Bereich von Magen und Colon geringgradig unter den bei den Versuchstieren
ermittelten Werten lag, wurden im Bereich des Caecums leicht reduzierte Werte
ermittelt. Schwach signifikant differierten lediglich die Werte im Bereich des Magens.
Im
Chymus
des
Dünndarms entsprachen
sich
die
in der Kontroll- und
Versuchsgruppe ermittelten L-Laktat-Konzentrationen.
Tabelle 22:
L-Laktat-Konzentration im Chymus (in mg/l)
Abschnitt
Magen
Gruppe
Dünndarm
K
V
Mean
154,8
230,4
S
90,0
96,3
K
Caecum
V
Colon
K
V
K
V
2522,7 2521,8
319,5
177,3
92,7
396,9
1215,9
377,1
261,0
153
550,8
1432,8
4.1.11. Konzentration flüchtiger Fettsäuren in verschiedenen Abschnitten des
MDT
Die Konzentration des Chymus an flüchtigen Fettsäuren wurde in den vier bisher
verwendeten Abschnitten des GIT untersucht. Die Tiere der Kontrollgruppe wiesen
hierbei im Vergleich zur Versuchsgruppe im Bereich von Magen und Dünndarm leicht
erhöhte, im Bereich von Caecum und Colon leicht erabgesetzte Gesamtgehalte an
flüchtigen
Fettsäuren
auf.
Signifikante
Unterschiede
zwischen
den
beiden
Tiergruppen konnten allerdings nicht festgestellt werden, so dass der K-DiformiatZusatz keinerlei Einfluss auf die Summe der flüchtigen Fettsäuren zu haben scheint
(Tab. 22).
75
Ergebnisse
Tabelle 23:
Summe der flüchtigen Fettsäuren im Chymus des GIT von
Absetzferkeln der Kontroll- und Versuchsgruppe (in mmol/l)
Abschnitt
Magen
Dünndarm
Caecum
K
V
K
V
Mean
8,78
7,55
29,62
19,18
148,86 157,77 138,10 165,80
S
5,05
4,59
21,31
7,83
49,33
Gruppe
K
Colon
V
K
51,62
V
49,11
48,34
4.1.12. Gehalt des Chymus an Lipopolysacchariden (LPS)
Bei den innerhalb dieses ersten Versuchs ermittelten LPS-Gehalten im Chymus von
Dünndarm,
Caecum
und
Colon
ließ
sich
kein
Einfluss
einer
K-
Diformiatsupplementierung des Futters erkennen. Im Bereich des Dünndarms lagen
die Werte innerhalb der Kontrollgruppe unter denen der Versuchsgruppe, wogegen
sie in den anderen beiden Abschnitten oberhalb der in der Versuchsgruppe
ermittelten Werte lagen. Der erhöhte Wert der Versuchsgruppe wurde im
Dünndarmbereich durch den außergewöhnlich hohen Wert eines Einzeltiers
verursacht. Bezieht man diesen Wert nicht in die Statistik ein, so lag der LPS-Gehalt
im Dünndarmchymus der Versuchsgruppe im gleichen Bereich wie in der
Kontrollgruppe, so dass sich in keinem Abschnitt Einflüsse der Fütterung
wiederspiegeln. Insgesamt lagen die innerhalb dieses Versuchs ermittelten LPSGehalte im Chymus auf einem sehr niedrigen Niveau (Tab. 23).
Tabelle 24:
LPS-Gehalt im Chymus ( in µg/g TS)
Abschnitt
Dünndarm
Caecum
Colon
Gruppe
Kontrolle Versuch
Kontrolle Versuch
Kontrolle Versuch
Mean
0,35
3,66
44,73
40,96
72,94
56,40
S
0,26
9,83
34,17
32,34
36,60
34,43
4.1.13. Elektrolytgehalt im Plasma
Im ersten Versuch wurde der Gehalt der Elektrolyte Na+, K+ und Cl- im Blutplasma
der Tiere ermittelt. Zwischen den 10 Tieren der Kontrollgruppe und jenen 10 der
Versuchsgruppe konnte bei keinem der untersuchten Parameter ein signifikanter
76
Ergebnisse
Unterschied beobachtet werden. Selbst tendenzielle Aussagen sind nicht möglich, so
dass ein fütterungsbedingter Einfluss nahezu ausgeschlossen werden kann.
Tabelle 25:
Elektrolytgehalt im Plasma (in mg/kg)
Elektrolyt
Gruppe
Na
K
Cl
Kontrolle Versuch
Kontrolle Versuch
Kontrolle Versuch
Mean
321,30
319,10
15,11
16,54
349,74
351,53
S
23,75
13,39
0,71
1,22
8,39
13,06
4.1.14. Harnstoffgehalt im Plasma
Die bei den Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe im Plasma ermittelten
Harnstoffwerte divergieren nur minimal (Kontrolle: 4,07 ± 0,85 mg/dl; Versuch: 3,90 ±
1,07 mg/dl). Ein Einfluß der Fütterung auf den Harnstoffgehalt im Plasma konnte
nicht beobachtet werde.
4.1.15. Salmonellen- Antikörper-Titer im Plasma
Der zum Zeitpunkt der Tötung ermittelte Salmonellen- Antikörper-Titer im Plasma der
Tiere lässt keinen Einfluss der unterschiedlichen Fütterungsbedingungen erkennen.
Mit durchschnittlich 8,4 ± 11,24 % OD liegt der Titer bei den Tieren der
Kontrollgruppe geringgradig unter jenem der Versuchsgruppe ( 9,9 ± 10,46 % OD).
Während dieses Versuchs konnte weiterhin kein Einfluss des Tötungszeitpunkts auf
die Höhe des Antikörper-Titers festgestellt werden.
4.1.16. Faecale Salmonellenausscheidung
Aus den Ergebnissen der mikrobiologischen Untersuchung der entnommenen
sterilen Rektaltupfer wurde sowohl die Ausscheidungsdauer, als auch der
prozentuale Anteil der Proben mit positivem Salmonellennachweis an der
Gesamtzahl der untersuchten Proben ermittelt. Innerhalb der ersten 2-3 Tage post
infectionem (p.i.) schieden alle 20 innerhalb dieses Versuchs eingesetzten Tiere den
applizierten Keim Salmonella Derby A 147/85 mit dem Kot aus, so dass im
Folgenden von einer erfolgreichen experimentellen Infektion ausgegangen wurde.
77
Ergebnisse
Während
bei der Kontrollgruppe
in
77,0
± 14,2
%
aller
entnommenen
Rektaltupferproben Salmonellen nachgewiesen werden konnten, war der Anteil
innerhalb der Versuchsgruppe mit lediglich 39,2 ± 19,5 % hoch signifikant (p<0,01)
reduziert. Ähnlich deutliche Unterschiede zwischen den Tieren der Kontroll- und der
Versuchsgruppe zeigten sich auch in der Ausscheidungsdauer. So schieden die
Tiere der Kontrollgruppe mit durchschnittlich 19,2 ± 7,4 Tagen den applizierten
Salmonellenserovar rund 7 Tage länger mit den Faeces aus, als die Tiere der
Versuchsgruppe, bei denen die durchschnittliche Ausscheidungsdauer bei 12,6 ± 7,1
Tagen lag. Auch bei diesem Parameter zeigt sich also ein schwach signifikanter
Einfluss (p<0,1) der in der Versuchsgruppe eingesetzten Kombination grob
verarbeiteter Futtermittel mit 1,2 %igem K-Diformiat-Zusatz.
Abbildung 3: Anteil positiver Rektaltupferproben und
Salmonellenausscheidungsdauer in Tagen (Versuch 1)
4.1.17. Translokation der applizierten Salmonellen
Bei der post mortem durchgeführten qualitativen mikrobiologischen Untersuchung
von Organproben auf Salmonellen zeigten sich in den Bereichen der Tonsillen, des
Magens, des Dünndarms und des Caecums keinerlei Auswirkungen der groben
Vermahlung der Getreidekomponenten und des KDF-Zusatzes auf die Tiere der
Versuchsgruppe. Die aus den Lnn. ileocolici und dem Colon entnommenen Proben
78
Ergebnisse
brachten
allerdings
deutliche
Untersuchungsgruppen
hervor.
Unterschiede
Während
bei
zwischen
sechs
der
den
zehn
beiden
Tiere
der
Kontrollgruppe in den Darmlymphknoten und bei allen Tieren dieser Gruppe in der
Colonschleimhaut Salmonellen nachgewiesen werden konnten, waren nur bei zwei
(Lnn.
ileocolici),
bzw.
vier
(Colonschleimhaut)
Tieren
der
Versuchsgruppe
Salmonellen nachzuweisen, womit sich die zwischen den beiden Tiergruppen
beobachteten Differenzen in der Colonschleimhaut im signifikanten Bereich befinden.
Es ist also zu vermuten, dass es sich bei den beobachteten Differenzen zwischen
Kontroll- und Versuchsgruppe um Auswirkungen der Verabreichung des grob
verarbeiteten Futters mit KDF-Zusatz an die Tiere der Versuchsgruppe handelt.
Tabelle 26:
Salmonellennachweis in Organproben (positive/n)
Abschnitt
Tonsillen
Magen
Dünndarm
Lnn.
ileocolici
Caecum
Colon
Kontrolle
7/10
1/10
9/10
6/10c
7/10
10/10b
Versuch
7/10
1/10
9/10
2/10c
6/10
4/10b
4.1.18. Quantitative Bestimmung von E. coli im Chymus der einzelnen
Abschnitte des GIT
In diesem Versuch waren keinerlei signifikante Einflüsse des groben Schrotens oder
des KDF-Zusatzes auf die Anzahl der koloniebildenden Einheiten an E. coli in den
Abschnitten
des
MDT
zu
erkennen.
Lediglich
im
Mageninhalt
war
die
Nachweishäufigkeit von E. coli bei den Tieren der Kontrollgruppe geringer als bei
jenen der Versuchsgruppe. In den anderen Abschnitten des MDT befanden sich bei
den Tieren der Versuchsgruppe tendenziell geringere Mengen des untersuchten
Keims im Chymus.
4.1.19. Quantitative Bestimmung der Lactobacillen in den untersuchten
Abschnitten des MDT
Im Gegensatz zur Gesamtzahl von E. coli hatte die Fütterung der Versuchstiere mit
einem grob strukturierten Futter mit 1,2 %igem KDF-Zusatz Einflüsse auf die
Gesamtzahl der im Chymus erfassten Lactobacillen. Diese erwies sich bei den
Tieren der Kontrollgruppe in den vier untersuchten Abschnitten des MDT immer als
79
Ergebnisse
deutlich niedriger als bei den Tiere der Versuchsgruppe. Die in diesem Versuch
ermittelten Unterschiede zwischen den Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe
liegen ausschließlich im Colonabschnitt im signifikanten Bereich. Die Werte in den
anderen Abschnitten des GIT erlauben lediglich tendenzielle Aussagen.
Tabelle 27:
Anzahl KBE von Lactobacillen und E. coli im Chymus der
Abschnitte des GIT
Abschnitt
Magen
Gruppe
E. coli
Lact.
Dünndarm
Caecum
Colon
K
V
K
V
K
V
K
V
Mean
1,73
1,80
4,87
4,06
5,37
5,27
5,54
5,21
S
0,5
0,57
0,98
1,08
0,69
0,58
0,73
0,52
Mean
6,70
7,43
7,57
8,30
8,90
9,20
8,99b 9,55b
S
1,11
1,01
1,02
0,90
0,59
0,55
0,50
0,61
4.2. Versuch 2
Der Versuch 2 setzte sich wie auch der erste Versuch aus zwei Durchgängen
zusammen, in denen jeweils 5 Kontroll- und 5 Versuchstiere zeitgleich gehalten
wurden. So standen sowohl für die Kontroll-, als auch für die Versuchsgruppe 5
weibliche und 5 männliche Absetzferkel zur Verfügung. In diesem Versuch wurde
beiden
Gruppen
ein
grob
verarbeitetes
Futter
verabreicht,
das
bei
der
Versuchsgruppe zusätzlich mit 1,2 % KDF supplementiert wurde, während das
Kontrollfutter diesen Zusatz nicht enthielt. Die eingesetzten Schweine adaptierten
sich schnell an die neue Umgebung und die Futterumstellung. Im Versuchsverlauf
kam es zu keinen Tierausfällen, allerdings wurde bei der Einstallungsuntersuchung
im Kot aller Tiere des ersten Durchgangs der hämolysierende E. coli – Stamm
O139/K82 nachgewiesen. Da dieser Stamm aufgrund seiner extremen Pathogenität
im Herkunftsbetrieb bereits vermehrt für Todesfälle verantwortlich zu machen war,
wurden alle Tiere dieses Durchgangs über 4 Tage mit 2 %iger Marbocyl®-Lösung
(Wirkstoff: Marbofloxacin) intramusculär therapiert. Die Behandlung endete somit 8
Tage vor der experimentellen Infektion und einen Tag vor dem langsamen Beginn
der Futterumstellung. Das Ende der Medikation war also noch deutlich vor dem
eigentlichen Versuchsbeginn. Die für den zweiten Versuchsdurchgang eingestallten
Tiere schieden bei ihrer Einstallung nicht den betriebstypischen pathogenen E. coliStamm aus, so dass hier auf die oben genannte Behandlung verzichtet werden
80
Ergebnisse
konnte. Allerdings zeigte ein männliches Tier der Versuchsgruppe am 8. Tag post
infectionem deutliche Symptome einer Mittelohrentzündung, die mit Fieber von
39,9°C einherging. In Folge der akuten Entzündung und der daraus resultierenden
erhöhten Körpertemperatur verweigerte das Tier die Nahrungsaufnahme nahezu
vollständig, so dass es über drei Tage mit dem fiebersenkenden und analgetischen
Mittel Novalgin (Wirkstoff: Metamizol-Natrium) behandelt wurde. Hieraus ergab sich
zwischen dem Ende der Medikation und der Tötung eine Zeitspanne von sechs
Tagen. Mit Beginn der Therapie erhöhte das Tier die Futteraufnahme zügig wieder
auf das vor dem Beginn der klinischen Erkrankung registrierte Level.
Im Gegensatz zum ersten Versuch wurde hier auf die Bestimmung des TS-Gehalts
im Kot, des NH3-Gehalts und jene des LPS-Gehalts im Chymus der MDT-Abschnitte
verzichtet, da sich diese Parameter für die untersuchten Fragestellungen als wenig
aussagefähig erwiesen haben, bzw. da der Einfluss der Fütterung im ersten Versuch
ausreichend belegt werden konnte (Partikelgröße und Stärkegehalt des Chymus).
4.2.1.
Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung
Das mittlere Einstallungsgewicht lag in diesem Versuch in der Kontrollgruppe mit
11,34 ± 1,06 kg geringgradig über dem der Versuchsgruppe (11,22 ± 1,25 kg). Im
Vergleich zum ersten Versuch wogen beide Tiergruppen rund 2,5 kg mehr, was auf
eine deutlich bessere Qualität der nun eigesetzten Tiere schließen lässt, die sich im
Vergleich zum ersten Versuch in deutlich höheren Tageszunahmen und einer
erhöhten Futteraufnahme widerspiegelte. Im weiteren Versuchsverlauf wurde wie
auch im ersten Versuch auf die Ermittlung der Körpermassenentwicklung verzichtet.
Die Tiere wurden erst zum Zeitpunkt der Tötung erneut gewogen. Aufgrund der
unterschiedlichen
Tötungszeitpunkte
variierten
die
Zunahmen
während
der
Versuchsperiode zwischen den einzelnen Tieren einer Gruppe zum Teil erheblich, so
dass die durchschnittlichen Tageszunahmen deutlich aussagefähiger sind. Wie
bereits oben erwähnt lagen die Tageszunahmen in diesem Versuch deutlich über
jenen des ersten Versuchs; so nahmen die Tiere der Kontrollgruppe im Durchschnitt
täglich 569,6 ± 122,4 g zu, wohingegen die Tiere der Versuchsgruppe im Mittel 597,5
± 92,3 g pro Tag an Körpermasse zulegten. Ebenso wie erhöhte Tageszunahmen
waren in der Versuchsgruppe mit 1102 ± 190 g auch geringgradig höhere tägliche
Futteraufnahmen zu beobachten als dies in der Kontrollgruppe der Fall war, wo je
81
Ergebnisse
Tier täglich etwa 1091 ± 229 g Futter aufgenommen wurden. Zwischen den Tieren
der Kontroll- und jenen der Versuchsgruppe ließen sich hinsichtlich der Parameter
Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung keine signifikanten Unterschiede
beobachten. Allerdings zeigt der auch in diesem Versuch berechnete Futteraufwand
(Kontrolle: 1,92; Versuch: 1,85), dass bei den Tieren der Versuchsgruppe
geringgradig weniger Futter je kg Körpermassenzuwachs benötigt wurde, als bei den
Tieren der Kontrollgruppe.
4.2.2.
Füllung des Verdauungskanals
Hinsichtlich des Füllungszustands der einzelnen MDT Abschnitte zeigten sich
zwischen Kontroll- und Versuchsgruppe keine signifikanten Unterschiede. Während
Caecum und Rectum bei den Tieren der Versuchsgruppe geringgradig stärker gefüllt
waren, stellten sich die Verhältnisse im Bereich von Magen, Dünndarm und Colon
entgegengesetzt dar. Die beobachteten Unterschiede waren allerdings so gering,
dass sie nicht statistisch abgesichert werden können, der K-Diformiat-Zusatz übte
somit keinen Einfluss auf die Füllung des GITs aus (Tab. 27).
Tabelle 28.
Füllung einzelner Abschnitte des GIT zum Zeitpunkt der Tötung
(in g TS/kg KM)
Abschnitt
Gruppe
Magen
Dünndarm
Caecum
Colon
Rectum
K
V
K
V
K
V
K
V
K
V
Mean
1,76
1,60
2,35
1,73
0,70
0,81
2,47
2,19
0,52
0,59
S
0,99
1,33
2,19
0,87
0,32
0,33
0,53
0,40
0,26
0,51
4.2.3.
TS-Gehalte im Chymus
Während in den Bereichen von Magen und Dünndarm der TS-Gehalt des Chymus
bei den untersuchten Tieren der Kontrollgruppe geringgradig über dem der
Versuchsgruppe lag, stellte sich die Situation in den hinteren Abschnitten des GIT
invers dar. Hier konnte im Chymus der Versuchstiere ein höherer TS-Gehalt ermittelt
werden als bei den Tieren der Kontrollgruppe. Lediglich im Bereich des Colons
konnten
allerdings
schwach
signifikante
Tiergruppen beobachtet werden (Tab. 28).
82
Differenzen
zwischen
den
beiden
Ergebnisse
Tabelle 29.
TS-Gehalt des Chymus in verschiedenen Abschnitten des GIT
(in %)
Abschnitt Magen
Dünndarm
Caecum
Colon
Rectum
Gruppe
K
V
K
V
K
V
K
Mean
16,62
12,80
13,85
12,57
12,11
14,01
15,53c 17,82c 25,59
27,15
S
4,56
5,89
5,80
2,35
2,40
1,40
1,96
3,49
4.2.4.
V
1,66
K
V
4,18
pH-Wert im Chymus des GIT
Die in den unterschiedlichen Abschnitten des MDT ermittelten pH-Werten des
Chymus zeigten mit Ausnahme des Mageninhalts keinerlei signifikante Differenzen
zwischen den Tieren der Kontroll- und jenen der Versuchsgruppe. Zwar lag der
durchschnittliche pH-Wert des Chymus der Kontrollgruppe im Bereich von
Dünndarm, Caecum und Rectum tendenziell unterhalb dem der Versuchsgruppe,
aber eine signifikante Erhöhung wurde nur im Mageninhalt der Versuchstiere
beobachtet. Der pH-Wert des Urins lag in diesem Versuch mit 6,26 ± 0,44 bei der
Kontrollgruppe signifikant unterhalb dem der Versuchsgruppe mit 7,27 ± 0,33.
Tabelle 30:
pH-Wert im Chymus
Abschnitt
Magen
Gruppe
K
Dünndarm
V
K
b
V
K
V
Colon
K
V
Rectum
K
V
Urin
K
V
Mean
1,84
3,11
6,05
6,37
5,32
5,37
5,57
5,53
6,45
6,55
6,26
7,27a
S
0,47
1,57
0,42
0,58
0,21
0,41
0,27
0,21
0,15
0,22
0,44
0,33
4.2.5.
b
Caecum
a
Stärkegehalt im Colonchymus
Da aufgrund des ersten Versuchs schon hinreichend bewiesen wurde, dass die
grobe Vermahlung der einzelnen Futterkomponenten zu erhöhten Stärkegehalten im
Chymus führt, wurde diese Untersuchung nun zur Bestätigung dieser Ergebnisse nur
noch bei der Hälfte der eingestallten Tiere durchgeführt. Im Gegensatz zum ersten
Versuch erhielten im zweiten Versuch beide Tiergruppen ein grob vorbehandeltes
Futtermittel, so dass im untersuchten Chymus keine signifikanten Differenzen
zwischen den beiden Tiergruppen beobachtet werden konnten, obwohl der
83
Ergebnisse
Stärkegehalt im Darminhalt der Versuchstiere immer noch deutlich oberhalb des bei
den Tieren der Kontrollgruppe ermittelten Wertes lag (Kontrolle: 44,68 ± 7,44;
Versuch: 57,17 ± 11,20).
4.2.6.
Formiat-Gehalt im Chymus einzelner Abschnitte des MDT
Auch in diesem zweiten Versuch wurde der Formiat-Gehalt im Chymus der einzelnen
Abschnitte des GIT ermittelt. Bei den Tieren der Kontrollgruppe wurden im
Mageninhalt signifikant geringere Formiat-Gehalte ermittelt als im gleichen Substrat
der Versuchstiere. Im Gegensatz zu den Befunden im Mageninhalt zeigen sich im
Dünndarmchymus inverse Verhältnisse. So liegt der bei den Tieren der
Kontrollgruppe ermittelte Formiat-Gehalt in diesem Abschnitt oberhalb der bei den
Tieren der Versuchsgruppe erhobenen Werte. Allerdings lassen sich hier, wie auch in
den caudaleren Bereichen des MDTs keine signifikanten Unterschiede zwischen den
beiden Tiergruppen nachweisen. Die Befunde im Mageninhalt lassen vermuten, dass
es sich um Auswirkungen der KDF-Supplementierung handelt.
Tabelle 31:
Formiat-Gehalt im Chymus (in mg/l)
Abschnitt
Gruppe
Magen
K
Dünndarm
V
K
V
Caecum
Colon
K
V
K
V
Mean
63,03b 247,35b 406,01 320,79
29,27
38,54
20,09
21,04
S
138,54 213,81 284,80 186,02
15,90
45,40
12,85
4,49
4.2.7.
L-Laktat-Konzentration im Chymus
Innerhalb dieses Versuchs wurden sowohl im Mischfutter der Kontroll- als auch in
jenem der Versuchstiere die Getreidekomponenten grob vermahlen, zusätzlich wurde
das Versuchsfutter mit 1,2% KDF supplementiert. Auswirkungen der veränderten
Fütterungsbedingungen lassen sich allerdings auch innerhalb dieses Versuchs nicht
anhand des Parameters der L-Laktat-Konzentration im Chymus belegen. Zwar liegen
die im Chymus der Kontrolltiere ermittelten Milchsäure-Gehalte in allen Abschnitten
des GIT geringgradig oberhalb der bei den Versuchstieren erhobenen Daten, aber
aufgrund der nur sehr geringen Unterschiede lassen sich nicht einmal tendenzielle
Aussagen treffen (Tab. 31).
84
Ergebnisse
Tabelle 32:
L-Laktat-Konzentration im Chymus (in mg/l)
Abschnitt
Gruppe
Magen
Dünndarm
K
V
Mean
198,0
146,7
S
252,9
149,4
4.2.8.
K
Caecum
V
Colon
K
V
K
V
1511,1 1292,4
42,3
2,7
5,4
2,7
1020,6 1110,6
103,5
1,8
8,1
2,7
Gehalt flüchtiger Fettsäuren in verschiedenen Abschnitten des MDT
In diesem Versuch wurde der Gehalt des Chymus an flüchtigen Fettsäuren nur noch
im Bereich von Dünndarm und Colon ermittelt, da hier mit den deutlichsten
Unterschieden zu rechnen war. Weiterhin wurden auch nur die 10 Tiere des ersten
Durchgangs zu den Untersuchungen herangezogen, da sowohl in Versuch 1, als
auch im ersten Durchgang des hier zusammengefassten zweiten Versuchs keinerlei
Einfluss der veränderten Fütterungsbedingungen ersichtlich wurde. Die Tiere der
Kontrollgruppe wiesen im Vergleich zur Versuchsgruppe im Bereich beider
Darmabschnitte leicht erhöhte Gesamtgehalte an flüchtigen Fettsäuren auf,
signifikante Unterschiede konnten allerdings nicht festgestellt werden (Tab. 32).
Tabelle 33:
Summe der flüchtigen Fettsäuren im Chymus des GIT (in
mmol/l)
Abschnitt
Gruppe
Dünndarm
Colon
Kontrolle
Versuch
Kontrolle
Versuch
Mean
18,98
17,98
163,76
155,29
S
7,51
5,40
37,57
37,52
4.2.9.
Elektrolytgehalt im Plasma
Es wurde der Gehalt des Plasmas an Na+, K+ und Cl- ermittelt. Hierbei wurde
zwischen den Tieren der Kontroll- und jenen der Versuchsgruppe bei keinem der
untersuchten Parameter ein signifikanter Unterschied festgestellt. Die Gehalte aller
drei Elektrolyte waren bei den Tieren der Versuchsgruppe geringer als bei den Tieren
der Kontrollgruppe; diese Beobachtung ergibt sich hauptsächlich aus den bei einem
Einzeltier ermittelten Werten, in dessen Plasma nur minimale Anteile detektiert
85
Ergebnisse
wurden. Bezieht man die durch dieses Individuum verursachten Schwankungen nicht
mit in die Statistik ein, so nähern sich die Werte innerhalb der beiden Tiergruppen
noch weiter an. In der Folge ist es nicht möglich tendenzielle Aussagen zu treffen
und ein Einfluss der vorgenommenen Maßnahmen tritt nicht in Erscheinung.
Tabelle 34:
Elektrolytgehalt im Plasma (in mg/kg)
Elektrolyt
Gruppe
Mean
S
Na
K
Cl
Kontrolle Versuch Kontrolle Versuch Kontrolle Versuch
321,95
306,44
15,22
14,65
358,74
355,97
6,30
83,88
0,93
4,64
7,95
16,98
4.2.10. Harnstoffgehalt im Plasma
Die beiden eingesetzten Tiergruppen variierten hinsichtlich ihres im Blutplasma
enthaltenen Harnstoffgehalts auf etwa dem gleichen Niveau (Kontrolle: 3,49 ± 1,28
mg/dl; Versuch: 3,31 ± 0,92 mg/dl), d.h. der KDF-Zusatz blieb ohne Einfluss.
4.2.11. Salmonellen- Antikörper-Titer im Plasma
In diesem Versuch wurden Plasmaproben aller Tiere drei Tage vor der
experimentellen Infektion und zum Tötungszeitpunkt untersucht; allerdings konnte
weder vor, noch nach der Infektion ein Unterschied zwischen den beiden
Tiergruppen beobachtet werden. So lag der durchschnittliche Antikörper-Titer in der
Kontrollgruppe vor der Infektion bei 3,4 ± 0,84 % OD, in der Versuchsgruppe bei 4,1
± 1,85 % OD. Zum Zeitpunkt der Tötung war der Titer in beiden Gruppen um rund
10 % angestiegen (Tab. 34). Ein Einfluss des KDF-Zusatzes wird nicht deutlich.
4.2.12. Salmonellen-Antikörper-Titer im Fleischsaft
Die im Fleischsaft ermittelten durchschnittlichen Antikörper-Titer innerhalb der beiden
Tiergruppen lassen keinerlei Einfluss des Zusatzes von KDF erkennen. Während der
Titer der Kontrolltiere bei 26,7 ± 23,45 % OD lag, wurde bei den Tieren der
Versuchsgruppe ein durchschnittlicher Titer von 27,4 ± 35, 10 % OD ermittelt.
86
Ergebnisse
Tabelle 35:
Salmonellen Antikörper-Titer in Plasma und Fleischsaft
Probe
Gruppe
Plasma 3 Tage a.i.
Plasma Tötung
Fleischsaft
Kontrolle
Versuch
Kontrolle
Versuch
Kontrolle
Versuch
Mean
3,40
4,10
12,40
14,60
26,70
27,40
S
0,84
1,85
8,42
20,61
23,45
35,10
4.2.13. Faecale Salmonellenausscheidung
Die Ergebnisse der mikrobiologischen Untersuchung der entnommenen sterilen
Rektaltupfer dienten sowohl zur Berechnung der Ausscheidungsdauer, als auch der
Ermittlung des prozentualen Anteils der Proben mit positivem Salmonellennachweis
an der Gesamtzahl der untersuchten Proben. Innerhalb der ersten 2-3 Tage post
infectionem (p.i.) schieden alle 20 innerhalb dieses Versuchs eingesetzten Tiere den
applizierten Keim Salmonella Derby A 147/85 mit dem Kot aus, so dass im
Folgenden von einer erfolgreichen experimentellen Infektion ausgegangen wurde.
Während in 49,2 ± 20,0% aller bei den Tieren der Kontrollgruppe entnommenen
Rektaltupfer der qualitative Nachweis von Salmonellen gelang, war dies innerhalb
der Versuchsgruppe bei lediglich 34,4 ± 15,7% aller Proben möglich, womit es sich
um eine schwach signifikante Reduktion (p<0,1) der Salmonellenausscheidung
handelt. Zwischen den beiden Tiergruppen ließen sich ebenfalls Einflüsse der
unterschiedlichen Versuchsbedingungen auf die Länge der Ausscheidungsperiode
des applizierten Salmonellenserovars erkennen. So schieden die Tiere der
Kontrollgruppe
mit
im
Durchschnitt
12,3
±
8,1
Tagen
den
applizierten
Salmonellenserovar etwa 3 Tage länger mit dem Kot aus, als die Tiere der
Versuchsgruppe, bei denen sich die durchschnittliche Ausscheidungsdauer über 9,3
± 5,4 Tage erstreckte (Abb. 4). Die hier beobachtete Differenz zwischen den beiden
Tiergruppen erlaubt zwar tendenzielle Aussagen über den möglichen Effekt der
Fütterungsmaßnahmen, sie liegt allerdings nicht im statistisch absicherbaren
Bereich.
87
Ergebnisse
Anteil positiver Rekatltupferproben in %
%
80
70
60
50
40
30
20
10
49,2
0
34,4
Kontrolle
Versuch
Salmonellenausscheidungsdauer in Tagen
Tage p.i.
25
20
15
10
5
0
12,3
9,3
Kontrolle
Versuch
Abbildung 4: Anteil positiver Rektaltupferproben und
Salmonellenausscheidungsdauer in Tagen (Versuch 2)
4.2.14. Translokation des applizierten Salmonellenserovars im Tierkörper
Die qualitative mikrobiologische Untersuchung von Organproben auf Salmonellen
zeigte in den Bereichen der Tonsillen und des MDT keinerlei Auswirkungen der
Fütterung auf die Tiere der Kontroll- und Versuchsgruppe. Im Bereich der Lnn.
ileocolici hatte der KDF-Zusatz allerdings Unterschiede zwischen den Tieren der
88
Ergebnisse
Kontroll- und Versuchsgruppe zur Folge, die sich jedoch nicht statistisch absichern
lassen. In den Lymphknoten von fünf Tieren der Kontrollgruppe wurden Salmonellen
nachgewiesen,
wogegen
innerhalb
der Versuchsgruppe
der Nachweis
der
Salmonellen an dieser Lokalisation nur zweimal erfolgte (Tab. 35).
Tabelle 36:
Salmonellennachweis in Organproben (positive/n)
Abschnitt
Tonsillen
Magen
Dünndarm
Lnn.
ileocolici
Caecum
Colon
Kontrolle
10/10
5/10
8/10
5/10
9/10
10/10
Versuch
9/10
4/10
6/10
2/10
9/10
8/10
4.2.15. Quantitative Bestimmung von E. coli im Chymus der einzelnen
Abschnitte des GIT
Es konnten keine signifikanten Einflüsse eines Zusatzes von KDF auf die
Gesamtzahl der im Chymus enthaltenen E. colis beobachtet werde, allerdings lassen
die Ergebnisse zumindest tendenzielle Auswirkungen erkennen. Im Mageninhalt war
lediglich bei einem Tier je Gruppe der untersuchte Keim nachweisbar, so dass sich
hier keine Aussage treffen lässt. Im Dünndarmchymus war der E. coli-Gehalt in der
Kontrollgruppe im Vergleich zur Versuchsgruppe erhöht, im Caecum und Coloninhalt
lag die ermittelte Keimzahl dagegen nur geringgradig oberhalb der in der
Versuchsgruppe nachgewiesenen Anzahl coliformer Keime (Tab. 36).
Tabelle 37:
Bakterieller Keimgehalt im Chymus der Abschnitte des GIT
Abschnitt
Magen
Gruppe
E. coli
Mean
Dünndarm
Caecum
Colon
K
V
K
V
K
V
K
V
2,23
4,52
5,24
4,54
5,30
5,01
5,34
5,02
1,42
1,04
0,68
0,74
0,75
0,42
S
4.3. Versuch 3
Im Gegensatz zu den ersten beiden Versuchen bestand der Versuch 3 lediglich aus
einem Durchgang, in dem allerdings die doppelte Tierzahl eingesetzt wurde, so dass
auch hier je zehn Tiere ( jeweils fünf weibliche und fünf männliche) für die Kontroll89
Ergebnisse
und die Versuchsgruppe zur Verfügung standen, die aber nun über die gesamte
Versuchsdauer im Gruppenverband verblieben. Wie im Versuch 1 wurde der
Kontrollgruppe das Kontrollfutter konventioneller Konfektionierung (=fein ohne KDFZusatz) angeboten. Den Tieren der Versuchsgruppe stand im Gegensatz dazu grob
verarbeitetes Futter mit 1,2 %igem KDF-Zusatz ad libitum zur Verfügung. Bei der
mikrobiologischen Einstallungsuntersuchung konnte bei keinem der Tiere der
hämolysierende E. coli Stamm O 139 : K 82 nachgewiesen, so dass auch hier auf
eine Therapie verzichtet werden konnte. Wie zu erwarten adaptierten sich die Tiere
im Gruppenverband schnell an die ungewohnte Umgebung und wurden - wie bereits
in den ersten beiden Versuchen praktiziert - nach vier Tagen langsam an das neue
Futter gewöhnt. Allerdings erkrankten am 11. und 12. Tag nach ihrer Einstallung je
ein Tier der Kontrollgruppe, so dass sie schließlich noch vor der experimentellen
Infektion, die am 12. Tag nach der Einstallung erfolgen sollte, mit dem klinischen Bild
der Ödemkrankheit euthanasiert werden mussten. Die verbliebenen Tiere beider
Gruppen erschienen klinisch gesund, so dass auf eine Behandlung verzichtet wurde
und diese wie geplant am 12. Tag nach ihrer Ankunft infiziert wurden. Im weiteren
Versuchsverlauf waren keinerlei weitere Behandlungsmaßnahmen nötig und es kam
zu keinen weiteren Tierverlusten.
In diesem Versuch wurde die Anzahl der untersuchten Parameter noch weiter
reduziert. So wurde zusätzlich auf die Bestimmung der Füllung der einzelnen MDTAbschnitte, des Chymus TS-Gehalts, des pH-Werts, des Formiat-, Laktat-.
Ammoniak-, flüchtige Fettsäuren-Gehalts sowie auf die Ermittlung der E. coli
Geamtkeimzahl verzichtet.
4.3.1.
Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung
In diesem Versuch lag das durchschnittliche Einstallungsgewicht der Tiere der
Kontrollgruppe mit 11,42 ± 1,28 kg geringgradig unterhalb jenem der Versuchstiere,
deren mittlere Körpermasse sich auf 11,67 ± 0,74 kg belief. Am Versuchende wogen
die Tiere der Versuchsgruppe im Schnitt 1,4 kg mehr als die Individuen der
Kontrollgruppe, aber da wie auch in den ersten beiden Versuchen auf die Ermittlung
der Entwicklung der Körpermasse verzichtet wurde und diese erst zum Zeitpunkt der
Tötung erneut bestimmt wurde, soll auch hier der Parameter der durchschnittlichen
Tageszunahme als Vergleichswert dienen. Die Tiere der Kontrollgruppe haben mit
90
Ergebnisse
einer durchschnittlichen Tageszunahme von 630 ± 120 g täglich rund 40 g weniger
an Körpermasse gewonnen als die Tiere der Versuchsgruppe, deren tägliche
Zunahmen 670± 100 g betrugen. Allerdings haben die Tiere der Kontrollgruppe mit
einer durchschnittlichen Futteraufnahme von 1181 g pro Tag auch gut 100 g weniger
Futter verbraucht als die Tiere der Versuchsgruppe, bei denen je Tier täglich 1295 g
Futter aufgenommen wurden. Zwischen den beiden Tiergruppen ließen sich also
hinsichtlich der Parameter Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung keine
signifikanten Unterschiede ermitteln. Auch der kalkulierte Futteraufwand entwickelt
sich bei den beiden Tiergruppen in etwa parallel (Kontrolle: 1,87; Versuch: 1,93), so
dass auch bezüglich dieses Parameters kein Einfluß der groben Vermahlung und der
KDF-Supplementierung zu erkennen ist.
4.3.2.
Elektrolytgehalt im Plasma
Im dritten Versuch wurde der Gehalt des Blutplasmas an folgenden Elektrolyten
ermittelt: Na+, K+, Cl-. Dabei konnte zwischen den bei den Tieren der Kontrollgruppe
und jenen bei der Versuchsgruppe ermittelten Werten kein signifikanter Unterschied
gezeigt werden, so dass selbst tendenzielle Aussagen nicht möglich sind (Tab. 37).
Tabelle 38:
Elektrolytgehalt im Plasma (in mg/kg)
Elektrolyt
Gruppe
Mean
S
4.3.3.
Na
K
Cl
Kontrolle
Versuch
Kontrolle
Versuch
Kontrolle
Versuch
326,19
306,75
13,99
14,54
351,39
359,97
3,59
44,44
1,44
2,28
13,03
12,62
Harnstoffgehalt im Plasma
Zwischen den bei den beiden Tiergruppen erhobenen Harnstoffgehalten im Plasma
ließen sich keine Unterschiede ermitteln. So lag der mittlere Harnstoffgehalt bei den
Kontrolltieren bei 3,69 ± 0,70 mmol/l, derjenige in der Versuchstiergruppe im Mittel
bei 3,58 ± 0,58 mmol/l. Von einem Fütterungseinfluss ist also nicht auszugehen.
91
Ergebnisse
4.3.4.
Salmonellen-Antikörper-Titer im Plasma
Die Salmonellen-Antikörper-Titer der Tiere wurde 3 Tage vor, 10 und 20 Tage p.i.
sowie zum Zeitpunkt der Tötung aus dem Blutplasma ermittelt, um Aufschlüsse über
den Verlauf der Antikörperbildung sowie die mögliche orale Infektion zu ermöglichen.
Zum Zeitpunkt der Einstallung lag der Antikörper-Titer bei den Tieren beider Gruppen
im gleichen Bereich (Kontrolle: 1,00±0 % OD; Versuch: 1,50±1,57 % OD). Über den
gesamten Versuchsverlauf stieg der Antikörper-Titer weder bei den experimentell
infizierten Tieren innerhalb der beiden Gruppen, noch bei den nicht infizierten Tieren
an. In der Versuchstiergruppe stieg der ermittelte Antikörper-Titer 10 Tage p.i. bei
drei Tieren, die nicht experimentell infiziert waren geringgradig an, am 20. Tag p.i.
war allerdings bei diesen Tieren der Titer wieder deutlich abgesunken. In der
Kontrollgruppe ist ein vergleichbarer Anstieg lediglich bei einem Tier zu beobachten
(Tab. 38). In der Versuchsgruppe zeigte 20 Tage nach der Infektion ein Tier einen
deutlichen Titeranstieg, das nicht experimentell infiziert wurde und in den
Untersuchungen vorher und nachher nicht auffällig war. Zum Zeitpunkt der Tötung
war weder im Plasma der Kontrolltiere noch in jenem der Versuchstiere ein
Titeranstieg
zu
protokollieren.
Ein
Einfluss
der
unterschiedlichen
Fütterungsbedingungen auf den Antikörpergehalt des Blutplasmas ist also nicht zu
erkennen (Tab. 38).
4.3.5.
Bei
Salmonellen-Antikörper-Titer im Fleischsaft
den
im
Fleischsaft
ermittelten
Antikörper-Titern
lassen
sich
deutliche
Unterschiede zwischen den Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe erkennen.
Während innerhalb der Kontrollgruppe bei allen Tieren die Titer erhöht waren, waren
in der Versuchsgruppe größere Inhomogenitäten zu erkennen. Einzelne Tiere der
Versuchsgruppe zeigen Titer, die sich in dem Bereich befinden in dem nicht von
einer stattgehabten Infektion auszugehen ist, andererseits gibt es Tiere, die nicht
experimentell infiziert wurden aber dennoch deutlich erhöhte Antikörper-Titer zeigen,
obwohl die in ihrem Blutplasma ermittelten Werte unauffällig waren (Tab. 38).
92
Ergebnisse
Tabelle 39:
Ergebnisse der Salmonellen-AK-Bestimmung in Blut und
Fleischsaft (in OD %) (Versuch 3)
Kontrolle
Versuch
Tier
3d a.i.
10d
p.i.
20d.
p.i.
Tötung Fleisch
saft
Tier
3d a.i.
10d.
P.i.
K1
1
1
1
1
K2
1
1
1
K3
1
1
K4
1
K5
20d p.i. Tötung Fleisch
saft
9
V1
6
1
1
6
38
1
31
V2
1
1
1
1
46
1
1
30
V3
1
1
1
1
10
6
1
1
7
V4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
36
V5
1
8
1
1
11
K6
1
1
1
1
8
V6
1
7
1
1
1
K7
1
1
1
1
23
V7
1
1
1
1
9
K8
1
1
1
1
12
V8
1
1
18
1
1
V9
1
7
1
1
49
V10
1
1
1
1
200
Mean
1,00
1,63
1,00
1,00
19,5
Mean
1,50
2,90
2,70
1,50
36,6
S
0,00
1,77
0,00
0,00
11,8
S
1,58
3,07
5,38
1,58
60,4
4.3.6.
Faecale Salmonellenausscheidung
Der qualitative Salmonellennachweis im Rektaltupfer gelang bei den zwei je Gruppe
primär infizierten Tieren nach 2 Tagen, so dass davon auszugehen ist, dass die
applizierte Infektionsdosis von 6x108 KBE/ml ausreichend war, um die Tiere mit dem
Serovar S. Derby A
147/85 zu infizieren. Während in der Versuchsgruppe eins der primär infizierten Tiere
bereits am 5. Tag p.i. keine Salmonellen mehr ausschied und auch das zweite Tier
nach 7 Tagen im Rektaltupfer Salmonellen frei war, schieden die experimentell
infizierten Tiere der Kontrollgruppe den applizierten Salmonellenserovar über 18
Tage aus. Am achten Tag p.i. ließen sich im Kot von drei Tieren der Kontrollgruppe
und in drei Rektaltupfern der Versuchsgruppe Salmonellen nachweisen. Bei diesen
Tieren handelte es sich um sekundär Infizierte. Während jedoch am 9. Tag p.i. die
Tiere der Versuchsgruppe keinerlei Salmonellen mehr ausschieden, war innerhalb
der Kontrollgruppe bei allen Tieren der Nachweis von Salmonellen möglich. Die Tiere
der Kontrollgruppe schieden von diesem Zeitpunkt an die Salmonellen mindestens
für 7 und höchstens für 12 Tage dauerhaft aus. In der Versuchsgruppe war
zwischendurch der Nachweis von Salmonellen möglich, aber keines der sekundär
infizierten Tiere wurde zum Dauerausscheider. Der gesamte Versuch wurde 24 Tage
93
Ergebnisse
nach der Infektion abgebrochen, da es nicht zu erwarten war, dass bei einem
längeren Versuchzeitraum noch Tiere der Versuchsgruppe zu Dauerausscheidern
werden würden, bzw. da zu befürchten stand, dass es innerhalb der Kontrollgruppe
zu einer Zirkulation der Infektion kommen würde. Es lässt sich also ein deutlicher
Einfluss des in der Versuchsgruppe eingesetzten grob verarbeiteten Futtermittels mit
1,2 %igem K-Diformiat-Zusatz erkennen.
Tabelle 40: Zusammenfassung der Ergebnisse des 3. Versuchs bezüglich der
faecalen Salmonellenausscheidung
Kontrolle
Versuch
Gesamt n
8
10
Primär infiziert (n)
2
2
Sekundär infiziert (n)
6
5
18/18
5/7
9,50 ± 2,17
1Tier 4d, 4Tiere 1d
Ausscheidungsdauer primär Infizierter (in d)
ØAusscheidungsdauer sekundär Infizierter (in d)
4.3.7.
Translokation des Salmonellenserovars Salmonella Derby A 147/85 im
Tierkörper
Die
qualitativen
mikrobiologischen
Untersuchungen
von
Organproben
auf
Salmonellen zeigten wie auch schon der Nachweis aus den Rektaltupfern deutliche
Unterschiede zwischen den Individuen der beiden Tiergruppen. Während bei allen
Tieren der Kontrollgruppe der Salmonellennachweis in mindestens zweien der
untersuchten sechs Organproben positiv war, ließen sich bei drei Tieren der
Versuchsgruppe in keiner der Organproben Salmonellen nachweisen. Auffällig waren
die Unterschiede zwischen den Tiergruppen auch in den Bereichen der Tonsillen,
des Dünndarms, des Caecums und des Colons. Bei der Kontrollgruppe ließen sich in
den Proben der cranialen Abschnitte des GIT bei drei von sechs sekundär infizierten
Tieren Salmonellen nachweisen, während in der Versuchsgruppe lediglich ein
sekundär infiziertes Tier Salmonellen in den Tonsillen beherbergte und in der
Dünndarmschleimhaut bei keinem Tier Salmonellen nachgewiesen wurden. In der
Caecumschleimhaut ließ sich bei allen nicht experimentell infizierten Tieren der
Kontrollgruppe der applizierte Salmonellenserovar nachweisen, während die primär
infizierten Tiere derselben Gruppe hier frei waren. In der Versuchsgruppe ließen sich
in diesem Darmabschnitt Salmonellen bei je einem primär infizierten und einem
94
Ergebnisse
sekundär infizierten Tier nachweisen. Im Bereich des Colons wurden bei acht Tieren
der Kontroll- und bei sechs Tieren der Versuchsgruppe Salmonellen qualitativ
nachgewiesen (Tab. 40). Damit liegen die beobachteten Veränderungen in den
Bereichen von Dünndarm, Caecum und Colon im statistisch absicherbaren Bereich,
wogegen sich anhand der anderen Lokalisationen ähnliche Tendenzen erkennen
lassen.
Tabelle 41:
Salmonellennachweis in verschiedenen Organproben vonTieren
der Kontroll- und Versuchsgruppe (positive/n)
Abschnitt
Tonsillen
Magen
Dünndarm
Lnn.
ileocolici
Caecum
Colon
Kontrolle
5/8
1/8
5/8a
1/8
6/8b
8/8b
Versuch
3/10
0/10
0/10a
1/10
2/10b
6/10b
4.3.8.
Die
Quantitative Bestimmung der grampositiven Kokken im Colonchymus
mikrobiologisch
ermittelte
Gesamtzahl
der
grampositiven
Kokken
im
Colonchymus war bei den Tieren der Kontrollgruppe mit 7,8 ± 0,6 KBE/g hoch
signifikant (p<0,01) geringer als bei den Versuchstieren. So wurde in der
Versuchsgruppe eine Gesamtzahl an grampositiven Kokken von 9,3 ± 0,5 KBE/g im
Chymus ermittelt (Abb. 5).
95
Ergebnisse
Gesamtzahl grampositiver Kokken im Colonchymus
KBE/g Chymus
12
10
8
6
4
2
0
7,8
9,3
Versuch 3
Kontrolle
Versuch
Abbildung 5: Gesamtzahl grampositiver Kokken im Colonchymus von
Absetzferkeln der Kontroll- und Versuchsgruppe
(Kontrollfutter=feine Vermahlung ohne KDF;
Versuchsfutter=grob + KDF)
96
Diskussion
5. Diskussion
Innerhalb des letzten Jahrzehnts führten verschiedene Entwicklungen dazu, dass
sich seitens der Tiermedizin das Interesse vermehrt auf die Prophylaxe von
Erkrankungen richtete, um therapeutische Maßnahmen soweit wie möglich
reduzieren zu können. Entscheidenden Einfluss auf diese Entwicklung hatte vor Allen
Dingen die öffentliche Diskussion über gehäuft auftretende Antibiotikaresistenzen in
der Humanmedizin und deren mögliche Förderung durch den Einsatz von Antibiotika
bzw von antibiotisch wirksamen Leistungsförderern in der Nutztierhaltung. In der
Folge dieser verstärkten Diskussion kam es schließlich zum endgültigen Verbot aller
antibiotisch wirksamen Leistungsförderer ab 2006, was die Entwicklung und Prüfung
alternativer Maßnahmen noch dringlicher erscheinen lässt (WHO-MEETING 1997).
Insbesondere
den
ätiologischen
Disziplinen
der
Tiermedizin
obliegt
diese
Aufgabenstellung, was erklärt, dass gerade in der Tierernährung verschiedene
Konzepte entwickelt und untersucht wurden, von denen man sich prophylaktisch
günstige Effekte auf vielfältige Krankheitskomplexe erwartete.
Parallel zu dieser Entwicklung rückte - forciert durch die BSE-Krise - innerhalb des
letzten Jahrzehnts auch das Thema der Lebensmittelsicherheit in den Vordergrund,
so dass neben den Krankheitserregern, die in der Tiermedizin gehäuft zu Problemen
führen, auch andere Keime in das Interesse der Öffentlichkeit rückten. In der
Schweinefleischproduktion sind es vor allem die Salmonellen, die in den Beständen
nur selten zum Auftreten klinischer Erscheinungen führen, aber gerade in den
Industrienationen immer wieder für zum Teil schwer verlaufende Zoonosen
verantwortlich gemacht werden müssen. So geht eine Studie von STEINBACH und
HARTUNG (2000) davon aus, dass rund 20 % der in Deutschland registrierten
Salmonellosen des Menschen auf kontaminiertes Schweinefleisch zurückzuführen
sind. Geht man weiterhin davon aus, dass in Europa lediglich 10-20 % aller
Salmonellosen auch statistisch erfasst werden und jährlich 73 von 100.000
Einwohnern klinisch an einer Salmonellose erkranken, so wird ersichtlich, dass es
sich bei der subklinischen Salmonelleninfektion von Schweinen um ein durchaus
ernstzunehmendes Problem der fleischerzeugenden Industrie handelt (COMA 2003).
Während die skandinavischen Länder bereits Anfang der 90er Jahre ein staatlich
kontrolliertes Salmonellenschutzprogramm etablierten, gibt es bis zum heutigen
Zeitpunkt in Deutschland lediglich freiwillige Bemühungen einzelner Betriebe und
97
Diskussion
Organisationen die Salmonellenprävalenz innerhalb der Bestände zu reduzieren.
Gerade in den wirtschaftlichen Beziehungen mit dem Ausland wird das Prädikat „aus
Salmonellen-freien Beständen“ immer mehr zum Gütesiegel, was zum Teil
erhebliche marktwirtschaftliche Vorteile mit sich bringt, die den deutschen
Produzenten nicht zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund sind auch in der
Bundesrepublik Bemühungen zu beobachten, eine Salmonellenverordnung zu
erlassen, die dann bindenden Charakter hätte (BLAHA 2003).
Auch unter diesem Aspekt erscheint es also sinnvoll, verschiedene präventive
Maßnahmen hinsichtlich ihrer potentiellen Effekte auf Salmonelleninfektion und
Translokation zu prüfen. In verschiednen Studien wurden diverse diätetische Ansätze
als die Salmonellenprävalenz innerhalb der Schweinebestände beeinflussende
Faktoren beschrieben (COMA 2003; VAN DER WOLF et al. 2001). Allerdings handelt
es sich bei einem Großteil der Untersuchungen lediglich um nachträglich erhobene
epidemiologische
Daten.
Es
fehlt
bisher
an
Untersuchungen,
die
unter
standardisierten Bedingungen durchgeführt wurden und somit vergleichbare
Aussagen über verschiedene Ansätze erlauben.
Aus den genannten Gründen erschien es also sinnvoll, im Rahmen dieser
Dissertation verschiedene diätetische Ansätze, von denen man sich prophylaktische
Effekte auf die Salmonelleninfektion und Translokation versprach, hinsichtlich ihrer
Wirkung
zu
prüfen.
Gleichzeitig
konnte
die
Anwendbarkeit
zweier
Tierversuchsmodelle in der Praxis zum ersten Mal erprobt werden, bzw. erste
Erfahrungen aus vorangegangenen Dissertationen intensiviert werden.
Die prophylaktische Wirkung organischer Säuren in Futtermittel hinsichtlich einer
Salmonelleninfektion im Tier wurde in verschiedenen Veröffentlichungen beschrieben
(NURSEY 1997) und erschien insofern logisch, als organische Säuren in der Praxis
aufgrund ihrer bakteriziden Wirkung Futtermitteln zugesetzt werden. Weiterhin ist aus
verschiedenen anderen Untersuchungen bekannt, dass organische Säuren als
Futteradditive in der Lage sind, die Anzahl an E. coli im Chymus zu reduzieren
(COMA 2003). Da diese Keime ein ähnliches Umgebungsmilieu benötigen wie
Salmonellen, lag die Vermutung nah, dass es mit der Supplementierung von
organischen Säuren auch möglich sein müßte, die Vermehrung von Salmonellen im
GIT zu verhindern. Durch verschiedene andere am Institut für Tierernährung und im
Institut für Mikrobiologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover durchgeführte
Versuche
(KULLA
2001)
ließen
erste
98
positive
Effekte
einer
speziellen
Diskussion
Ameisensäurekonfektionierung erkennen, so dass auch in dieser Versuchsreihe KDiformiat als Darreichungsform einer organischen Säure eingesetzt werden sollte.
Außerdem erschien es sinnvoll, auf eben dieses Produkt zurückzugreifen, da es sich
hierbei um den einzigen derzeit zugelassenen nichtantibiotischen Leistungsförderer
handelt. Es ist also zu vermuten, dass dieses Produkt in den folgenden Jahren
vermehrt in das Interesse der Landwirtschaft rücken wird; daher sollten mögliche
Effekte auf die Zusammensetzung der gastrointestinalen Flora näher untersucht
werden.
Aus tierernährerischer Sicht wurde in den letzten Jahren insbesondere in Dänemark
vermehrt
diskutiert,
inwieweit
die
Futterstruktur
einen
Einfluss
auf
die
Salmonelleninfektion und -Translokation im Tier haben könnte. Verschiedene
epidemiologische Untersuchungen sprechen dafür, dass eine grobe Vermahlung der
Futterbestandteile die Salmonellenseroprävalenz innerhalb der Betriebe deutlich zu
senken vermag (JØRGENSEN u. DAHL, 1999). Man geht davon aus, dass es durch
die gröbere Futterstruktur zu einem höheren Stärkegehalt des Chymus in den
distalen Darmabschnitten kommt, was die grampositive Flora begünstigen und somit
durch „competitive exclusion“ die Ansiedlung und Vermehrung pathogener Keime wie
E. coli und Salmonenllen einschränken würde (KAMPHUES 1987).
Im Gegensatz zu therapeutischen Maßnahmen und dem Einsatz von Antibiotika wird
es allerdings auch in der Zukunft nicht möglich sein, durch das Ergreifen nur einer
diätetischen Maßnahme das Auftreten von Salmonelleninfektionen innerhalb der
schweinefleischerzeugenden Betriebe völlig zu verhindern. Aus diesem Grund wurde
in der vorliegenden Untersuchung der kombinierte Ansatz einer groben Futterstruktur
sowie eines KDF-Zusatzes getestet, zum anderen wurde besonderes Augenmerk auf
mögliche synergistische Effekte der beiden Ansätze gerichtet.
In der Diskussion sollen die innerhalb dieser Studie ermittelten Daten mit den bisher
bekannten Ergebnissen und aus epidemiologischen Erhebungen gewonnenen
Schlüssen in einen Kontext gebracht werden um diese so verifizieren oder
widerlegen zu können.
5.1. Kritik der Methode
Im Rahmen der durchgeführten Studie wurden die Tiere mit dem Serovar Salmonella
Derby infiziert, der unter Praxisbedingungen nur relativ selten beim Schwein isoliert
99
Diskussion
wird und auch nicht für das Auftreten klinischer Erscheinungen einer Salmonellose
beim Tier verantwortlich gemacht wird. Weit häufiger anzutreffen und auch deutlich
virulenter sind insbesondere in den Industrienationen die Serovare Salmonella
Thyphimurium und Salmonella Choleraesuis (ALTROCK v. et al 1999). Es stellt sich
also die Frage, warum keiner dieser Serovare zur experimentellen Infektion der
innerhalb dieses Versuchs eingesetzten Tiere genutzt wurde. Zum einen ist mit dem
Einsatz hochpathogener Serovare auch immer ein größeres Risiko bezüglich der
Ausbreitung der zunächst experimentell durchgeführten Infektion auch auf andere
Tiere verbunden. Bei einer Institution wie der Tierärztlichen Hochschule, wo viele
verschiedene Tierarten und ein ausgesprochen großer Personenverkehr auf relativ
kleinem Raum anzutreffen sind, wird diese Problematik noch weiter forciert. Zum
anderen ist bekannt, dass es sich bei dem eingesetzten Serovar um Bakterien
handelt, die trotz geringerer Virulenz nach der erfolgten Infektion über einen
verhältnismäßig langen Zeitraum ausgeschieden werden und sich weiterhin
bezüglich der Translokation ähnlich verhalten wie die in der Praxis häufiger
nachzuweisenden Serovare (WRAY 1985). Aus diesem Grund erscheint es also
durchaus sinnvoll, die Auswirkungen verschiedener Maßnahmen auf den Verlauf von
Salmonelleninfektionen
untersuchten
Faktoren
anhand
dieses
deutliche
Modellkeims
Einflüsse,
so
zu
prüfen.
müssen
sie
Zeigen
in
die
weiteren
Untersuchungen auch auf ihre Wirksamkeit gegenüber Infektionen mit den
üblicherweise anzuteffenden Serovaren geprüft werden. Die nun untersuchten
Faktoren, grobe Verarbeitung der Futterbestandteile und der 1,2 %igen Zusatz von
KDF, müssten aufgrund der positiven Ergebnisse dieser Untersuchung als nächstes
unter den Bedingungen einer Infektion mit Salmonella Thyphimurium oder
Choleraesuis untersucht werden.
Es
ist
weiterhin
zu
diskutieren,
inwieweit
die
durchgeführten
Untersuchungsmaßnahmen dazu geeignet sind, Aufschluss über den Verlauf der
Salmonelleninfektion sowie über deren Ausscheidung und Translokation zu geben.
Während die im Chymus untersuchten Parameter mehrheitlich dazu geeignet sind
Informationen über die grobe Zusammensetzung und Aktivität der intestinalen
Mikroflora
zu
geben,
lassen
sich
anhand
der
durchgeführten
qualitativen
Untersuchung der sterilen Rektaltupfer und der Organproben Effekte der beiden
diätetischen Maßnahmen auf den Infektionsverlauf erkennen. Im Gegensatz zu der
hier durchgeführten Studie basieren die meisten anderen Untersuchungen über die
100
Diskussion
Ausscheidung
von
Salmonellen
auf
der
mikrobiologischen
Analyse
von
Kotsammelproben. Diese Vorgehensweise ist insofern gerechtfertigt, als dass
Salmonellen nach einer abgelaufenen Infektion von den Tieren nicht dauerhaft,
sondern nur intermittierend, insbesondere unter immunsuppressiven Bedingungen,
ausgeschieden werden (MARG et al. 2001). Mit einer Kotsammelprobe wird
gleichzeitig der Kot von mehreren Tieren untersucht, was die Wahrscheinlichkeit des
positiven Nachweises erhöht. In den eigenen Untersuchungen wurde hingegen der
qualitative Nachweis der Salmonellen mittels steriler Rektaltupfer für jedes einzelne
Tier durchgeführt. Für diese Vorgehensweise spricht insbesondere die geringe
eingesetzte Tierzahl, die es unsinnig erscheinen lässt, von je 5 Tieren einer Gruppe
eine
Kotsammelprobe
Untersuchung
von
zu
erstellen.
Rektaltupfern
Zum
die
anderen
ermöglicht
gewünschten
Aussagen
die
tägliche
über
den
Infektionsverlauf bei den einzelnen Tieren. Es stellt sich aber dennoch die Frage,
inwieweit diese Untersuchungsmethode ähnlich sichere Aussagen ermöglicht wie die
Untersuchung der Kotsammelproben. Zwar wird mit jedem Rektaltupfer nur ein Tier
untersucht, es fällt jedoch auf, dass es nur in wenigen Fällen zu einer
intermittierenden Ausscheidung der Salmonellen kam. Die meisten Tieren schieden
nämlich den applizierten Serovar dauerhaft bis zu einem bestimmten Zeitpunkt aus.
Diese Beobachtungen lassen darauf schließen, dass die Methode der Untersuchung
von
Rektaltupfern
durchaus
geeignet
ist,
qualitative
Salmonellennachweise
durchzuführen. Dies lässt sich durch die Entnahme der Proben erklären, denn
während man bei der Untersuchung von Kotsammelproben bereits abgesetzten und
eventuell angetrockneten Kot untersucht, werden die Rektaltupfer bei den Tieren
direkt entnommen und sofort untersucht. Bei der rektalen Beprobung ist die
Wahrscheinlichkeit, mit dem Kot auch Schleimhautzellen zu entnehmen, deutlich
erhöht. Da sich die Salmonellen nicht nur im Chymus, sondern auch in der
Schleimhaut des Darms ansiedeln wird also durch die Entnahme der Probe die
Wahrscheinlichkeit eines positiven Nachweises erhöht. Da sich die Untersuchung der
Rektaltupfer in den Vesuchen als durchaus praktikabel erwies, ist auch in anderen
Studien, in denen vergleichbare Tierzahlen eingesetzt werden, diese Methode der
Untersuchung von Kotsammelproben vorzuziehen. Ab einer gewissen Tierzahl wird
diese Nachweismöglichkeit allerdings unter anderem aufgrund der veränderten
Haltungsform unpraktikabel und in Folge der hohen Probenanzahl auch finanziell
nicht mehr tragbar. Geht man davon aus, dass für die Untersuchung einer
101
Diskussion
Kotsammelprobe 15- 20 €, für diejenige einer Blutprobe lediglich 5 € inklusive der
Probengewinnung durch einen Tierarzt veranschlagt werden, so ist weiter davon
auszugehen,
dass
bei
der
Etablierung
eines
staatlich
initiierten
Salmonellenbekämpfungsprogramms der Nachweis von Salmonelleninfektionen
bevorzugt serologisch erfolgen wird.
Auf weitere im Rahmen dieser Studie aufgetretene Schwierigkeiten wird im folgenden
noch weiter eingegangen.
5.2. Diskussion der erhobenen Ergebnisse
Diese Studie zielt insbesondere auf die Beantwortung der folgenden Fragen ab:
1. Welche Auswirkungen hat eine grobe Vermahlung des Getreides im
Alleinfutter auf die Milieu- und Substratbedingungen im Chymus für die Flora
im Gastrointestinaltrakt?
2. Hat der Zusatz von Kalium-Diformiat (KDF) zum Futter Veränderungen der
Chymuszusammensetzung zur Folge?
3. Führen mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Chymus zu
einer Beeinflussung der Aktivität und/oder der Zusammensetzung der
Magen-Darm-Flora?
4. Lassen sich die Haftung, die Vermehrung und die Ausscheidung von
Salmonellen bzw. ihre Translokation durch die grobe Verarbeitung der
Futterbestandteile und/oder den Zusatz von KDF evtl. günstig beeinflussen?
5. Ist die Kombination der oben genannten Fütterungsmaßnahmen geeignet, die
Salmonellenausbreitung innerhalb infizierter Tierbestände zu reduzieren?
Aus diesem Grund soll der Beantwortung dieser Fragen auch hier besondere
Beachtung geschenkt werden.
5.2.1.
Einflüsse der unterschiedlichen Vermahlung des Getreides im
Mischfutter
Die Einflüsse der Vermahlung der Getreidebestandteile im Mischfutter wurde
besonders in den Versuchen 1 und 2 beleuchtet. Zu diesem Zweck wurde neben
verschiedenen
Parametern
Zusammensetzung
des
des
Chymus
mikrobiellen
hinsichtlich
102
der
Stoffwechsels
Partikelgröße
auch
die
sowie
der
Diskussion
Stärkegehalt im Inhalt von Caecum und Colon bestimmt. Die grobe Verarbeitung der
Futterkomponenten führt in Magen und Colon der Tiere der Versuchsgruppe zu einer
deutlich gröberen Strukturierung des Chymus, die in der Siebanalyse deutlich wurde.
So variierte der Anteil von Partikeln mit einer Größe von > 1mm im Mageninhalt der
Kontrolltiere um 16,5 % befand sich damit deutlich unterhalb der im Mageninhalt der
Tiere der Versuchsgruppe ermittelten Werte. Auch im Bereich des Colons waren die
beobachteten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen noch signifikant, so dass
davon ausgegangen werden kann, dass die unterschiedliche Vermahlung des Futters
die theortisch erwarteten Effekte im GIT erzielte.
Dies wurde auch durch den im Bereich von Caecum und Colon ermittelten Stärkegehalt des Chymus gezeigt, der bei den Tieren der Kontrollgruppe deutlich unterhalb
des bei den Versuchtieren ermittelten Wertes lag. Im Versuch 2 erhielten sowohl die
Kontroll-
als
auch
die
Versuchsgruppe
ein
Mischfutter,
in
dem
die
Getreidekomponenten vor der Pelletierung nur grob vermahlen wurden. Wie
aufgrund dieses Versuchsansatzes zu erwarten zeigten sich in diesem Versuch nur
geringe Unterschiede zwischen den beiden Tiergruppen bezüglich des im
Colonchymus ermittelten Stärkegehalts (Kontrolle: ca. 45 g/kg; Versuch: ca, 58 g/kg
TS).
Eine grobe Struktur der einzelnen Futterkomponenten führt also im Gegensatz zu
einer herkömmlichen Verarbeitung der Futterkomponenten zu einer reduzierten
praecaecalen Verdaulichkeit der Stärke, die aus energetischen Gründen einen
erhöhten Futteraufwand zur Folge haben müsste (JØRGENSEN et al 1999).
Bezüglich
der
Parameter
Körpermassenzunahme
konnten
tägliche
Futteraufnahme
innerhalb
des
ersten
und
Versuchs
tägliche
keinerlei
Unterschiede zwischen den beiden Gruppen beobachtet werden. So lagen sowohl
die durchschnittliche Tageszunahme als auch der tägliche Futterverbrauch der Tiere
der Versuchsgruppe rund 50 g oberhalb der bei den Tieren der Kontrollgruppe
ermittelten Werten. Die Futterverwertung war bei den Tieren der Kontrollgruppe mit
2,19 sogar weniger günstig als bei den Tieren der Versuchsgruppe (2,00 kg/kg
Ansatz). Bei diesem deutlich reduzierten Futteraufwand könnte es sich um die
leistungsteigernden Effekte des KDF-Zusatzes handeln.
Die innerhalb des zweiten Versuchs ermittelte tägliche Futteraufnahme und die
täglichen Zunahmen der Tiere lassen nur minimale Unterschiede zwischen den
Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe erkennen. So variierte die tägliche
103
Diskussion
Futteraufnahme beider Tiergruppen um ca. 1100 g. Betrachtet man in diesem
Zusammenhang auch die Körpermassenentwicklung, so fällt auf, dass die Tiere der
Kontrollgruppe täglich etwa 30 g weniger Gewicht zulegten als die Tiere der
Versuchsgruppe (Kontrolle: ca. 570 g/Tag; Versuch: ca. 598 g/Tag). Daraus resultiert
für die Tiere der Kontrollgruppe ein höherer Futteraufwand (1,92) als für die Tiere der
Versuchsgruppe (1,85). Allerdings fallen die Unterschiede zwischen den Gruppen
deutlich geringer aus als im ersten Versuch, so dass es fraglich erscheint, ob es sich
bei den Beobachtungen der ersten Versuchsreihe tatsächlich um den Einfluss des
KDFs gehandelt hat. Auch im dritten Versuch wurden die Futteraufnahme und
Tageszunahmen der Individuen der beiden Tiergruppen ermittelt. Die eingestallten
Tiere hatten zum Zeitpunkt der Einstallung in etwa dieselbe Körpermasse wie die
Tiere
des
zweiten
Versuchs,
so
dass
von
ähnlich
guten
genetischen
Voraussetzungen ausgegangen werden kann. Die durchschnittliche tägliche
Futteraufnahme der Kontrolltiere lag mit 1181 g rund 100 g, jene der Versuchstiere
mit 1295 g fast 200 g oberhalb der innerhalb des zweiten Versuchs erhobenen
Daten. Diese gesteigerte Futteraufnahme spiegelt sich bei beiden Tiergruppen auch
in erhöhten tägliche Zunahmen (Kontrolle: 630 ± 120 g; Versuch: 670 ± 100 g) wider.
Die hier beobachtete und im Vergleich mit Versuch 2 noch einmal deutlich höheren
Futteraufnahme und Tageszunahmen erklären sich eventuell mit der Gruppenhaltung
der Tiere. Obwohl den Tieren das Futter ad libitum zur Verfügung stand, stieg die
Motivation einzelner Tiere zur Nahrungsaufnahme merklich, sobald andere Tiere der
gleichen Gruppe fraßen. Die so zusätzlich aufgenommene Energiemenge wird nicht
für den Erhaltungsstoffwechsel benötigt, sondern steht in vollem Umfang zum Aufbau
von Körpersubstanz zur Verfügung. Der Futteraufwand der Kontrollgruppe war in
diesem Versuch mit 1,87 zum ersten Mal geringer als jener der Versuchsgruppe, der
mit 1,93 berechnet wurde.
Die Ergebnisse des zweiten Versuchs lassen zwar darauf schließen, dass eine grobe
Strukturierung
der
Futterkomponenten
den
Futteraufwand
reduziert.
Diese
Vermutung ist allerdings schon aufgrund der physiologischen Grundlagen nicht
haltbar, da eindeutig belegt wurde, dass eine gröbere Futterstruktur zu einem
signifikant erhöhten Stärkegehalt in den distalen Darmabschnitten führt. Die
praecaecale Verdaulichkeit ist also bei gröberer Futterstruktur reduziert (SCHULZ et
al. 1990), so dass ein erhöhter Futteraufwand je kg Körpermassenzuwachs nötig ist
(JØRGENSEN et al 1999).
104
Diskussion
Gleichzeitig ist aber aus verschiedenen Untersuchungen bekannt, dass der Einsatz
organischer Säuren in der Tierernährung leistungsfördernde Effekte hat, die sich in
einer Steigerung der Parameter Futteraufnahme und Zuwachs sowie in einer
verbesserten Futterverwertung äußern (KIRCHGESSNER u. ROTH, 1988). Es ist
also zu vermuten, dass durch die leistungsfördernde Wirkung der hier verwendeten
Ameisensäuresalz-Konfektionierung (KDF) die negativen Effekte einer groben
Strukturierung
der
Futterkomponenten
kompensiert
wurden.
Die
positiven
Auswirkungen einer KDF-Supplementierung auf die Körpermassenentwicklung der
Tiere wurden im Rahmen der europaweiten Zulassung des Produkts als
Leistungsförderer bewiesen.
Es bleibt also zu klären, warum die im zweiten Versuch beobachteten Unterschiede
zwischen den Tieren der beiden Gruppen so gering ausfielen, bzw. sich im dritten
Versuch invers darstellten, und weshalb der Futteraufwand für beide Gruppen
deutlich unter den innerhalb des ersten Versuchs ermittelten Daten lagen. Da es sich
bei den in den Versuchen 2 und 3 eingestallten Tieren um Individuen gleichen Alters
wie in dem ersten Versuch handelte, diese aber bereits zum Einstallungstermin rund
2,5 kg mehr wogen als die Tiere des ersten Versuchs, liegt die Vermutung nahe,
dass die in diesen Versuchen eingesetzten Tiere besser an die Aufnahme von
Festfutter gewöhnt waren als die Tiere im ersten Versuch. Eine gesteigerte
Trockenfutteraufnahme noch während der Säugezeit führt auch nach dem Absetzen
zur forcierten Futteraufnahme. Unterstützt wird diese Hypothese durch die
beobachtete erhöhte tägliche Futteraufnahme sowie
die deutlich besseren
Tageszunahmen, die sich in beiden Tierkollektiven auch in einem reduzierten
Futteraufwand widerspiegeln. Immerhin waren die Tageszunahmen in den
Versuchen 2 und 3 bei beiden Gruppen fast doppelt so hoch wie im ersten Versuch,
was sich natürlich in ebenso erhöhten Futteraufnahmen zeigte. Es ist allgemein
bekannt, dass die positiven Effekte von Leistungsförderern besonders unter
ungünstigen Haltungsbedingungen, bzw. ungünstigen genetischen Voraussetzungen
der Tiere zu beobachten sind (LOSAND 2000). Da die in den Versuchen 2. und 3.
eingestallten
Tiere
aber
ganz
offensichtlich
unter
sehr
guten
Ausgangsvoraussetzungen gehalten wurden, kann davon ausgegangen werden,
dass die zu beobachtenden Effekte auch dementsprechend geringer ausfallen. So
lassen sich die bezüglich des Futteraufwands nur geringen Unterschiede zwischen
den beiden Tiergruppen durch das sehr gute Tiermaterial erklären.
105
Diskussion
Anhand der anderen untersuchten Parameter ließen sich keinerlei Einflüsse einer
groben Vermahlung der Getreidekomponenten auf die Zusammensetzung des
Chymus beobachten.
5.2.2.
Einflüsse einer KDF-Supplementierung auf die untersuchten Parameter
Wie bereits unter 5.2.1 erläutert ließ sich in den Versuchen 1 und 2 trotz grober
Vermahlung der Getreidekomponenten des Mischfutters bei den Tieren der
Versuchsgruppen ein geringerer Futteraufwand beobachten, als dies bei den Tieren
der jeweiligen Kontrollgruppen der Fall war. Auch in Versuch 3 war der
Futteraufwand
in
der
Versuchstiergruppe
trotz
reduzierter
praecaecaler
Verdaulichkeit nur geringgradig gegenüber jenem der Kontrollgruppe erhöht. Die hier
erhobenen Befunde wurden dem, die Leistung steigernden, Einfluss des KDF
zugeschrieben, der hinreichend in anderen Untersuchungen bewiesen wurde
(EUROPEAN COMISSION 2002).
Neben diesen Effekten ließen sich auch im Chymus des Magens deutliche
Wirkungen der Supplementierung erkennen. Hinsichtlich des Formiat-Gehalts im
Chymus lassen sich hier in den Versuchen 1 und 2 zwischen den beiden Tiergruppen
signifikante Unterschiede erkennen; so finden sich im ersten Versuch im Mageninhalt
der Tiere der Versuchsgruppe 314,09 ± 273,45 mg/l Formiat, wogegen bei den
Kontrolltieren nur 18,37 ± 8,46 mg/l nachweisbar sind. Hinsichtlich des im Chymus
der einzelnen MDT-Abschnitte ermittelten Formiat-Gehalts wurden auch im
Mageninhalt der beiden Tiergruppen des zweiten Versuchs statistisch absicherbare
Differenzen beobachtet. Diese signifikanten Unterschiede lassen sich auf die
Supplementierung
des
Versuchsfutters
mit
KDF
zurückführen.
Ähnliche
Beobachtungen wurden auch bei einem 1,8 %igen Zusatz von KDF im Rahmen der
Untersuchungen von KULLA (2001) sowie von ROTH (1992a) und EIDELSBURGER
(1992a)
gemacht,
wobei
in
den
letzt
genannten
Untersuchungen
andere
Ameisensäurekonfektionierungen eingesetzt wurden. Im Dünndarmchymus sind nur
geringe Differenzen zwischen den beiden Tiergruppen zu beobachten. Während bei
den Tieren der Kontrollgruppe der im Vergleich zum Mageninhalt deutlich erhöhte
Formiat-Gehalt mit Sicherheit auf einer erhöhten Formiatsynthese der mikrobiellen
Flora beruht, ist es bei den Tieren der Versuchsgruppe unklar, ob der Formiatgehalt
noch aus der Supplementierung des Futters resultiert, oder ob es sich auch im
106
Diskussion
Chymus dieser Tiere um mikrobielle Stoffwechselprodukte handelt. Da es sich bei
Formiat um eine Substanz handelt, die in hohem Maße absorbiert wird, ist es nicht
überraschend, dass der im Caecuminhalt ermittelte Formiatgehalt wieder deutlich
unterhalb der im Dünndarmchymus gemessenen Werte lag. Auch im Caecumchymus
der Versuchstiere wurden im Vergleich zu den proximaleren Darmabschnitten
geringere Formiat-Gehalte ermittelt, die auf eine Absorption des Formiats durch die
Darmschleimhaut
hinweisen.
Dieser
Absorptionsprozess
ist
schließlich
im
Colonchymus vollständig abgeschlossen, so dass sich keinerlei Unterschiede mehr
zwischen den Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe erkennen lassen.
Hinsichtlich des Füllungszustands der einzelnen Abschnitte des GIT sowie der TSGehalte des gastrointestinalen Chymus lassen sich in Versuch 1 keinerlei
Unterschiede zwischen den beiden Tiergruppen erkennen. Während im ersten
Versuch die TS-Gehalte des Chymus keinerlei Unterschiede zwischen den beiden
Tiergruppen erkennen ließen, waren die innerhalb des zweiten Versuchs ermittelten
TS-Gehalte im Chymus der cranialen Darmabschnitte bei der Versuchsgruppe
tendenziell niedriger als jene der Kontrollgruppe. In den caudalen Abschnitten des
GIT war dagegen der TS-Gehalt im Chymus der Versuchstiere tendenziell höher als
bei den Kontrolltieren. Diese Beobachtungen decken sich zumindest in ihrer Tendenz
mit den Ergebnissen verschiedener anderer Untersuchungen, in denen der Einfluss
der
selben
und
anderer
Konfektionierungen
organischer
Säuren
auf
die
Zusammensetzung der gastrointestinalen Flora von Schweinen untersucht wurden
(EIDELSBURGER et al. 1992a, KULLA 2001, ROTH et al 1992b). Der
Füllungszustand des MDT ist zum einen abhängig von der aufgenommenen
Futtermenge, zum anderen von der Passagezeit des Chymus. Zwar haben die Tiere
der
Versuchsgruppen
in
beiden
Versuchen
täglich
absolut
mehr
Futter
aufgenommen, durch die höheren Tageszunahmen aber relativ zur Körpermasse
nicht mehr gefressen. So ist es nur logisch, dass auch der Füllungszustand der
einzelnen Abschnitte des GIT nicht von dem der Kontrolltiere abweicht. Weiterhin
ergaben Untersuchungen von KAMPHUES (1987), dass eine grobe Verarbeitung der
Futterkomponenten zu einer verlangsamten Chymuspassage führt, die in Versuch 1
ebenfalls in einer stärkeren Füllung des GIT der Versuchstiere resultieren müsste.
Dieser Effekt scheint allerdings hier durch den Einfluss des KDF aufgehoben zu sein.
Im Gegensatz zu den eigenen Beobachtungen in Versuch 1, aber entsprechend der
Erhebungen des zweiten Versuchs zeigte sich in anderen Studien, in denen das
107
Diskussion
gleiche Produkt, bzw. andere Ameisensäuresalze eingesetzt wurden, ein im
Magenchymus herabgesetzter TS-Gehalt (EIDELSBURGER et al. 1992a, KULLA
2001, ROTH et al. 1992b), für den ursächlich verschiedene Ansätze diskutiert
wurden. So könnten die Beobachtungen durch eine erhöhte Wasseraufnahme, eine
stärkere Bindung des Wassers durch das hydratisierte Kalium oder erhöhten
Speichelfluss bedingt sein. Sowohl eine erhöhte Wasseraufnahme als auch ein
erhöhter
Speichelfluss
resultieren
in
deutlichen
pH-Wert
Erhöhungen
im
Magenchymus. Diese Veränderungen konnten bei den angeführten Untersuchungen
nicht beobachtet werden, fielen aber bei den eigenen Untersuchungen auf. So
variierte der pH-Wert innerhalb des Magenchymus der Tiere der Kontrollgruppe in
Versuch 1 um 1,84, und befand sich damit rund 0,6 Einheiten unterhalb des mittleren
im Magenchymus der Versuchsgruppe ermittelten pH-Wertes, der mit 2,46 ± 0,79
signifikant erhöht war. Auch im Versuch 2 wurde bei den Tieren der Kontrollgruppe
im Mageninhalt ein signifikant niedrigerer pH-Wert ermittelt als bei den Tieren der
Versuchsgruppe (Kontrolle: 1,84 ± 0,47; Versuch: 3,11 ± 1,57). Diese Beobachtung
lässt
sich
wie
bereits
erläutert
durch
möglicherweise
gesteigerte
Tränkwasseraufnahme und erhöhten Speichelfluss erklären, zum anderen geht von
dem bei einer Dissoziation des KDF freigesetzten Formiation eine puffernde Wirkung
auf den Magenchymus aus. Da der Füllungszustand des Magens der Versuchstiere
in Versuch 1 (unterschiedliche Vermahlung der Getreidekomponenten) jenem der
Kontrolltiere entspricht, im zweiten Versuch aber ein geringerer TS-Gehalt des
Chymus der cranialen Abschnitte des GIT bei einer KDF-Supplementierung
beobachtet
wurde,
erscheint
es
wahrscheinlich,
dass
bei
den
eigenen
Untersuchungen zwei unterschiedliche Einflüsse deutlich werden. Zum einen kann es
durch die grobe Verarbeitung des Futters zu einem höheren Füllungsgrad des
Magens
gekommen
sein,
der
durch
einen
vom
KDF-Zusatz
gesteigerten
Speichelfluss ausgeglichen wird, so dass sich die bei den beiden Tiergruppen
ermittelten Werte für den Füllungsgrad nicht mehr unterscheiden (V1). Entfällt der
Einfluss der unterschiedlichen Vermahlung, wie dies in Versuch 2 der Fall ist, so
zeigen sich die Effekte des KDF-Zusatzes auf die Speichelsekretion deutlicher in
einem herabgesetzten TS-Gehalt im Magen und Dünndarmchymus der Tiere der
Versuchsgruppe. Gleichzeitig führte der gesteigerte Speichelfluss in Kombination mit
der puffernden Wirkung des KDFs im Bereich des Magens zu einer signifikanten
Steigerung des pH-Wertes. Es ist bekannt, dass eine möglichst rasche Absenkung
108
Diskussion
des pH-Wertes im Magenchymus unter den Wert 4 essentiell ist um eine vollständige
Proteolyse (KIDDER u. MANNERS 1978) gewährleisten zu können und gleichzeitig
eine Barriere gegen oral aufgenommene bakterielle Krankheitserreger darstellen zu
können (KIRCHGESSNER u. ROTH 1988). Da der pH-Wert auch im Chymus der
Versuchstiere
noch
deutlich
unterhalb
dieses
Grenzwerts
liegt,
ist
davon
auszugehen, dass die Tiere zu einer ausreichenden Azidierung des Chymus in der
Lage sind. In den anderen Bereichen des MDT konnte auch innerhalb der anderen
Versuche
(KIRCHGESSNER
u.
ROTH
1988)
kein
Einfluss
einer
Ameisensäuresalzzulage zum Futter hinsichtlich der Parameter Füllungsgrad, TSGehalt und pH-Wert beobachtet werden, was sich mit den hier gemachten
Beobachtungen deckt.
Hinsichtlich des pH-Wertes zeigten sich neben dem Mageninhalt auch im Harn der
Tiere signifikante Unterschiede zwischen den beiden Gruppen, die auf den Einfluss
der KDF-Supplementierung zurückzuführen sind. So konnten im Versuch 1 bei den
Tieren der Kontrollgruppe im Harn pH-Werte von 5,72 ± 0,59 ermittelt werden, die
somit signifikant unter jenen der Versuchsgruppe lagen, die um 7,27 ± 0,41
variierten. Auch im zweiten Versuch zeigten sich bezüglich der Harn pH-Werte die
bereits im ersten Versuch beobachteten signifikanten Differenzen zwischen den
Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe. Der im Harn der Kontrolltiere gemessene
pH-Wert war hier mit 6,26 ± 0,44 deutlich niedriger als jener der Versuchstiere, der
mit 7,27 ± 0,33 rund eine Einheit höher war. Diese deutlichen Unterschiede zwischen
den beiden Tiergruppen erklären sich aus der durch den KDF-Zusatz erhöhten
Kaliumaufnahme der Tiere der Versuchsgruppe. Eine gesteigerte Aufnahme von
Kalium führt zu einem Anstieg der Plasmakonzentration dieses Kations, was
zwangsläufig zu einer gesteigerten Ausscheidung mit dem Harn führen muss, um
das osmotische Gleichgewicht aufrechterhalten zu können. Da rund 90 % des
überschüssigen Kaliums über die Niere ausgeschieden werden und nur 10 % mit
dem Kot den Organismus verlassen, erklären sich diese besonders deutlichen
Effekte im Harn. Ein erhöhter Plasmagehalt an Kalium resultiert also in einer
gesteigerten Sekretion von Kalium in das Tubuluslumen der Niere. Da unter
physiologischen Umständen das Kalium nicht sezerniert, sondern vermehrt resorbiert
wird, bedarf es eines speziellen Sekretionsmechanismus. Dieser besteht in einer
forcierten Rückresorption im Harn enthaltener H+-Ionen, die im Austausch zu einer
K+-Sekretion erfolgt. Eine starke Rückresorption von H+-Ionen hat wiederum einen
109
Diskussion
Anstieg des pH-Wertes im Harn zur Folge (SILBERNAGEL u. DESPOPOULOS
1991). Tendenziell ähnliche Ergebnisse wurden auch in der Dissertation KULLA
(2001) beobachtet, allerdings stellten sich die Unterschiede zwischen den beiden
Tiergruppen
noch
deutlicher
dar.
Weitere
Unterschiede
hinsichtlich
der
Chymuszusammensetzung, die sich auf den Zusatz von KDF zum Mischfutter
zurückführen lassen, wurden in den durchgeführten Versuchen nicht beobachtet.
5.2.3.
Einflüsse einer groben Futterverarbeitung und eines KDF-Zusatzes zum
Mischfutter auf die gastrointestinale-Flora
Unter den zuvor aufgeführten Punkten wurden die Effekte der veränderten
Fütterungsbedingungen auf die Zusammensetzung des Chymus bereits ausführlich
dargestellt. Nichts desto trotz sollen sie allerdings an dieser Stelle nochmals
zusammenfassend dargestellt sein.
Grobe Vermahlung der Getreidekomponente:
reduzierte praecaecale Verdaulichkeit
erhöhter Stärkegehalt im Chymus caudaler Abschnitte des MDT
Erhöhung des TS-Gehalts im Magen
KDF-Supplementierung:
Steigerung der produktionstechnischen Leistungen
pH-Wert-Erhöhung im Mageninhalt und im Harn
Reduktion
des
TS-Gehalts
im
Magen
durch
gesteigerte
Tränkwasseraufnahme und angeregten Speichelfluss
Neben diesen Einflüssen wurden in den Versuchen weitere Effekte der veränderten
Fütterung beobachten. So erwies sich im ersten Versuch die Anzahl der
Lactobacillen bei den Tieren der Kontrollgruppe in allen Abschnitten des GIT als
deutlich niedriger als bei den Tieren der Versuchsgruppe. Allerdings waren lediglich
die im Colonchymus beobachteten Differenzen statistisch absicherbar. Ähnliche
Ergebnisse wurden auch im dritten Versuch erzielt. Der im letzten Versuch
untersuchte
Parameter,
die
quantitative
Bestimmung
der im
Colonchymus
enthaltenen grampositiven Kokken (größtenteils Enterokokken), wurde in den
vorausgegangenen Versuchen nicht untersucht; allerdings zeigen Untersuchungen
110
Diskussion
von KAMPHUES (1987), dass insbesondere der Vermahlungsgrad des Futters
entscheidenden Einfluss auf diese Größe hat. Da in der Studie beobachtet wurde,
dass rund acht Stunden nach der Nahrungsaufnahme die deutlichsten Unterschiede
zwischen den Tiergruppen zu beobachten waren und es sich um den Zeitpunkt der
höchsten Keimaktivität handelte, wurde auch in den nun durchgeführten eigenen
Untersuchungen die Zeitspanne zwischen der letzten Fütterung und der Tötung um
zwei Stunden verlängert.
Bei der quantitativen Bestimmung der grampositiven Kokken im Colonchymus
zeigten sich signifikante Unterschiede zwischen den beiden Tiergruppen. So wurde
im Darminhalt der Tiere der Kontrollgruppe mit 7,8 ± 0,6 KBE/g signifikant weniger
der untersuchten Keime ermittelt als im Chymus der Versuchstiere, wo die
Gesamtzahl dieser Keimgruppe mit 9,3 ± 0,5 KBE/g rund 1,5 logarithmierte Einheiten
höher lag. Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass es auch unter dem Zusatz einer
speziell konfektionierten Säure möglich ist, die von KAMPHUES (1987) allein durch
die Applikation unterschiedlich verarbeiteter Futtermittel erzielte Beeinflussung der
Mikroflora zu erreichen. Da es sich bei den Enterokokken um physiologische
Bestandteile der Darmflora handelt, die als Laktatbildner für eine zügige Ansäuerung
des gastrointestinalen Milieus verantwortlich sind (HAHN et al.1999), ist also eine
Verschiebung der Darmflora zu Gunsten der erwünschten Keime zu beobachten.
In den ersten beiden Versuchen der eigenen Studie wurde zusätzlich der Gehalt
coliformer Keime im Chymus ermittelt. Hierbei zeigte sich im Versuch 1 bei den
Tieren der Kontrollgruppe in allen Darmabschnitten höhere Zahlen an E. coli, als es
bei den Tieren der Versuchsgruppe der Fall war. Ähnlich wie im ersten Versuch
zeigte sich auch in Versuch 2 eine zumindest tendenzielle Reduktion von Escherichia
coli im Chymus der Tiere der Versuchsgruppe. So wurde im Dünndarm der Tiere der
Kontrollgruppe eine im Vergleich zur Versuchsgruppe um 0,7 logarithmierte Einheiten
erhöhte Gesamtzahl coliformer Keime beobachtet. Die in den distalen Abschnitten
des MDT beobachteten Differenzen zwischen den beiden Tiergruppen waren zwar
geringer als im Dünndarmchymus, lassen aber dennoch den Schluss zu, dass ein
KDF-Zusatz zu einer Reduktion von E. coli im Chymus führt. Die innerhalb des
zweiten Versuchs beobachteten Differenzen zwischen den beiden Tiergruppen
befinden sich in derselben Größenordnung wie die im ersten Versuch erhobenen
Unterschiede.
So
wurde
im
ersten
Versuch
im
Dünndarmchymus
der
Versuchsgruppe eine im Vergleich zur Kontrollgruppe um 0,8, im Caecuminhalt um
111
Diskussion
0,1 und im Colonchymus um 0,3 logarithmierte Einheiten reduzierte Anzahl
coliformer Keime ermittelt. Die Differenzen lagen im zweiten Versuch bei 0,7 im
Dünndarminhalt und 0,3 im Caecum- und Colonchymus. Da sich zwischen den
beiden Versuchen keine Unterschiede abzeichnen ist davon auszugehen, dass es
sich bei der protokollierten günstigen Verschiebung innerhalb der gastrointestinalen
Flora
um
die
Auswirkungen
des
KDF-Zusatzes
handelt.
Einflüsse
der
Futterkonfektionierung auf die Gesamtzahl coliformer Keime scheiden aufgrund der
Ergebnisse des zweiten Versuchs weitestgehend aus, wogegen die Summe der
Lactobacillen im Chymus vornehmlich von der Futterstruktur abhängig zu sein
scheint.
In den durchgeführten Versuchen hat sich also das Verhältnis der erwünschten
Lactobacillen, bzw. Enterokokken zu den unerwünschten E. coli im Chymus der
Versuchstiere zu Gunsten der Lactobacillen, in der Ingesta der Kontrolltiere zu
Gunsten von E. coli verschoben. Ähnliche Ergebnisse wurden auch bei einer groben
Verarbeitung der Futterkomponenten und 0,6 %igem Zusatz von KDF beobachtet
(HANSEN et al. 2001). So reduzierte sich auch in dieser Studie die logarithmierte
Gesamtzahl coliformer Bakterien je Gramm Chymus von 4,64 bei den Tieren der
Kontrollgruppe zu 3,78 bei jenen der Versuchsgruppe. Bezüglich der Anzahl der
Lactobacillen war im Magenbereich ein Anstieg von 7,47 lg KBE/g zu 7,73 lg KBE/g
zu beobachten. Auch hier hat sich also das Verhältnis der Bakterien zueinander zu
Gunsten der Lactobacillen verschoben. Im Caecumchymus wurde bei den Tieren der
Versuchsgruppe ein geringgradig herabgesetzter Gehalt an Lactobacillen ermittelt
(Kontrolle: 8,84 lg KBE/g; Versuch: 8,75 lg KBE/g), wogegen die Reduktion der E.
colis ähnlich deutlich wie im Bereich des Magens ausfiel (Kontrolle: 6,68 lg/g;
Versuch: 5,98lg/g), so dass die Begünstigung der Lactobacillen in diesem Bereich
zwar weniger deutlich erfolgte, als im Magenchymus, aber dennoch zu beobachten
war. Partiell im Gegensatz zu den Ergebnissen der eigenen Untersuchung stehende
Befunde ergab der 1,2 %ige Zusatz eines gekapselten Säuregemischs zum Futter
(WINKENWERDER 1999). So führte der Zusatz organischer Säuren in dieser Studie
zu einem signifikanten Anstieg der coliformen Keime (Kontrolle: 5,1 ± 1,7 lg/g
Chymus; Versuch: 6,8 ± 1,3 lg/g Chymus) sowie zu einem geringgradigen Anstieg
der Lactobacillen (Kontrolle: 7,7 ± 0,6 lg/g Chymus; Versuch: 8,0 ± 0,8 lg/g Chymus)
im Dünndarmchymus der Versuchstiere. Durch den deutlichen Anstieg von E. coli
112
Diskussion
verschob sich innerhalb dieses Versuchs das Verhältnis der erwünschten zur
unerwünschten Flora des GIT zu Ungunsten der erwünschten Bakterien.
Innerhalb der Versuche 1 und 2 wurden bei beiden Tiergruppen verschiedene
Parameter des mikrobiellen Stoffwechsels untersucht. Hierbei zeigte sich im Versuch
1 bezüglich des NH3-Gehalts im Chymus bei beiden Tiergruppen ein im Darmverlauf
ansteigender Gehalt der Ingesta, wobei die innerhalb der Versuchsgruppe ermittelten
Werte immer zumindest tendenziell, im Dünndarminhalt auch signifikant, unterhalb
der bei den Kontrolltieren erhobenen Daten lagen. In der Dissertation STUKE (2002)
konnten bei der Zulage einer gekapselten Säureverbindung zum Futter ähnliche
Beobachtungen gemacht werden. Neben inversen Verhältnissen im Caecumchymus
fiel lediglich der Anstieg des Ammoniak-Gehalts im Chymus im Verlauf des
Darmtraktes in der zitierten Studie geringer aus. Der in den caudalen Abschnitten
ansteigende Ammoniak-Gehalt der Ingesta lässt zum einen darauf schließen, dass
der mikrobielle Besatz in den distalen Darmabschnitten deutlich höher ist als in den
proximalen, was sich mit verschiedenen Untersuchungen des Instituts für
Mikrobiologie der Tierärztlichen Hochschule deckt (BOLLMANN 2002, GÖßLING
2001, WINKENWERDER 1999). Zum anderen lassen die bei der Versuchsgruppe
reduzierten Werte die Vermutung aufkommen, dass es durch die Kombination der
groben Verarbeitung der Futterkomponenten mit einem 1,2 %igen KDF-Zusatz zu
einer Reduktion jener Bakterien im Chymus gekommen sein muss, die sich durch
eine starke desaminierende Aktivität auszeichnen. Diese Annahme würde eine
höhere Verdaulichkeit dieser Nährstoffe in der Versuchsgruppe implizieren, die sich
zum Beispiel in einem herabgesetzten Futteraufwand widerspiegelt, wie er auch
innerhalb dieses Versuchs beobachtet wurde. Der parallel zu diesem Parameter
erhobene Harnstoffgehalt im Blutplasma erlaubt ebenfalls Rückschlüsse über die
Intensität der mikrobiellen Desaminierung, da das durch die Bakterien produzierte
NH3 in der Leber zu Harnstoff umgewandelt werden muss, um ausgeschieden
werden zu können. Die bei den beiden Tiergruppen ermittelten Plasmaharnstoffgehalte unterscheiden sich nur geringgradig, wobei die Werte der Kontrolltiere jene
der Versuchsgruppe leicht übersteigen (Versuch 1: Kontrolle: 4,07±0,85 mg/dl;
Versuch: 3,90±1,07 mg/dl), die Differenzen jedoch nicht statistisch absicherbar sind.
Diese Beobachtung deckt sich mit den im Chymus der Tiere gemachten
Beobachtungen, wo bei den Tieren der Versuchsgruppe der NH3-Gehalt zumindest
tendenziell verringert war.
113
Diskussion
Bei einer Betrachtung des L-Laktat-Gehalts, des Gesamtgehalts an flüchtigen
Fettsäuren (FFS) und des LPS-Gehalts im Chymus lassen sich keinerlei Einflüsse
der Futterkonfektionierung, bzw. der KDF-Supplementierung erkennen. Nicht einmal
tendenzielle
Auswirkungen
wurden
im
Versuchsverlauf
deutlich.
Ähnliche
Beobachtungen machte auch STUKE (2003), in dessen Arbeit sich hinsichtlich dieser
Parameter auch keinerlei signifikante Auswirkungen einer Säurezulage zum Futter
zeigten. Auch KAMPHUES (1987), ROTH et al. (1992b) und EIDELSBURGER et al.
(1992a) konnten durch die Zulage unterschiedlicher organischer Säuren zum Futter
keine Veränderungen der L-Laktat-Konzentration im Chymus beobachten. Im
Gegensatz hierzu gelang es ROTH et al (1992a) allerdings in anderen
Untersuchungen eine lineare Korrelation zwischen Ameisensäurezulage zum Futter
und
sinkendem
L-Laktat-Gehalt
des
Chymus
darzustellen.
Auch
für
die
Gesamtkonzentration an flüchtigen Fettsäuren stellte sich kein erkennbarer Einfluss
der KDF-Supplementierung bzw. der groben Futterverarbeitung dar, was sich
wiederum mit den Untersuchungen von EIDELSBURGER et al (1992a) deckt, aber
im Gegensatz zu den Ergebnissen von ROTH et al (1992b) steht. Da es sich bei den
FFS um Stoffwechselprodukte einer speziellen Bakteriengruppe, den Eubacteria und
Bacteriodacae, handelt, ist davon auszugehen, dass es zwischen den beiden
Tiergruppen keinerlei Unterschiede hinsichtlich der Aktivität dieser Organismen gibt.
Anhand des im Chymus der einzelnen MDT-Abschnitte ermittelten LPS-Gehalts
ergeben sich Rückschlüsse auf die Gesamtzahl gramnegativer Keime in diesen
Bereichen, da es sich bei den LPS um Bestandteile der Wand gramnegativer
Bakterien handelt. Es konnten wie bereits erwähnt keine Unterschiede zwischen den
Individuen der beiden Gruppen beobachtet werden; allerdings befanden sich die
Werte beider Gruppen deutlich unterhalb der in vorausgegangenen Studien
erhobenen Daten (KAMPHUES 1987; WINKENWERDER 1999). Diese Feststellung
deckt sich mit den beobachteten relativ geringen Keimzahlen von E. coli im Chymus
der einzelnen Abschnitte des GIT. Auch bei diesem Parameter konnten keine
Differenzen zwischen den Tiergruppen beobachtet werden.
114
Diskussion
5.2.4.
Effekte einer groben Vermahlung einzelner Futterkomponenten und
eines KDF-Zusatzes auf die faecale Salmonellenausscheidungsrate und
–dauer sowie auf die Translokation von Salmonellen
Bei der Untersuchung der Einflüsse der groben Futterstruktur und des KDF-Zusatzes
auf die Mikroflora des GIT unter den Bedingungen einer experimentellen Infektion mit
Salmonella Derby zeigten sich zum Teil doch recht deutliche Unterschiede zwischen
den beiden Tiergruppen.
So war im Versuch 1 bei den Tieren der Kontrollgruppe mit 19,2 ± 7,4 Tagen eine im
Gegensatz zu den Versuchstieren (12,6 ± 7,1 Tage) signifikant verlängerte
Ausscheidungsdauer
des
applizierten
Salmonellenserovars
zu
beobachten.
Hinsichtlich der Salmonellenausscheidung variierten die innerhalb des zweiten
Versuchs ermittelten Werte beider Gruppen mehr oder weniger deutlich unterhalb der
Ergebnisse des ersten Versuchs. So schieden die Tiere der Kontrollgruppe die
Salmonellen hier nur über einen Zeitraum von 12,3 ± 8,1 Tage mit dem Kot aus, und
auch
die
bei
den
Tieren
der
Versuchsgruppe
ermittelte
Salmonellenausscheidungsdauer reduzierte sich auf 9,3 ± 5,4 Tage. Eine ähnlich
deutliche Reduktion der Salmonellenausscheidung zeigte sich auch anhand der
Anzahl
der
pro
Tier
entnommenen
Proben,
in
denen
ein
qualitativer
Salmonellennachweis erfolgreich war. Während im ersten Versuch 77,0 ± 14,2 %
aller bei den Kontrolltieren entnommenen Proben salmonellenpositiv waren, variierte
dieser Anteil im zweiten Versuch nur noch um 49,2 ± 20,0 %. Bei den Tieren der
Versuchsgruppe reduzierte sich der Anteil von 39,2 ± 19,5 % im ersten Versuch auf
34,4 ± 15,7 %.
Aus diesen Beobachtungen leiten sich folgende Vermutungen ab:
Zum
einen
ist
bei
beiden
Tiergruppen
eine
deutliche
Reduktion
der
Salmonellenausscheidung zwischen dem ersten und dem zweiten Versuch zu
erkennen. Dies lässt sich vermutlich auf das deutlich bessere Tiermaterial des
zweiten Versuchs zurückführen. Wie bereits anhand der Leistungsparameter zu
erkennen war, entwickelten sich die Tiere des zweiten Versuchs trotz gleichen
Einstallungsalters deutlich besser als jene des ersten Versuchs. Es ist also zu
vermuten, dass der Organismus dieser Tiere, die ganz offensichtlich ein höheres
Leistungspotential aufwiesen, auch mit einer experimentellen Infektion besser
umgehen konnte. Zwar kam es in keinem der Versuche zu Krankheitserscheinungen
115
Diskussion
in Folge der Infektion, dennoch ist aber davon auszugehen, dass insbesondere das
Immunsystem der Tiere durch den applizierten Keim besonders belastet wurde. Ein
gesunder Organismus mit einem höheren Leistungspotential wird eine solche
Belastung besser und schneller kompensieren, als ein solcher mit schlechteren
genetischen Voraussetzungen.
Zum anderen fällt bei einer Betrachtung der ermittelten Ausscheidungsdauer und der
Ausscheidungsfrequenz der Salmonellen auf, dass das Verhältnis zwischen den
Tieren der Kontroll- und jenen der Versuchsgruppe im zweiten Versuch enger
geworden ist, als es noch im ersten Versuch der Fall war. So schieden die
Kontrolltiere im ersten Versuch den applizierten Salmonellenserovar rund 7 Tage
länger aus, als die Tiere der Versuchsgruppe, im zweiten Versuch war die
Ausscheidungsdauer der Versuchstiere gegenüber jener der Kontrollgruppe nur um 3
Tage verkürzt. Während die Differenz zwischen Kontroll- und Versuchsgruppe
bezüglich der Ausscheidungsfrequenz im ersten Versuch mit fast 40 % noch sehr
hoch war, reduzierte sie sich im zweiten Versuch um mehr als die Hälfte auf 15 %.
Diese zwischen den beiden Gruppen beobachtete Annäherung hat zur Folge, dass
bezüglich der Ausscheidungsfrequenz des applizierten Serovars noch tendenzielle
Aussagen möglich sind, die jedoch nicht mehr statistisch absicherbar sind. Die
innerhalb dieses Versuchs beobachteten Effekte sind allein der Supplementierung
von 1,2 % KDF zuzuschreiben. Es ist also deutlich zu erkennen, dass der Zusatz
organischer Säuren zum Futtermittel, insbesondere der Zusatz von KDF, dazu
geeignet ist, die Salmonellenausscheidung erheblich zu reduzieren. Gleichzeitig
muss aus diesem Versuch aber auch geschlossen werden, dass die im ersten
Versuch aufgefallenen deutlicheren Unterschiede zwischen den Tiergruppen auf die
Auswirkungen der groben Verarbeitung der Futterkomponenten, bzw. deren
synergistische Effekte mit einer KDF-Supplementierung zurückzuführen sind.
Da
sich
die
meisten
Untersuchungen
bisher
auf
rein
epidemiologische
Datenerhebungen beziehen, lassen sich an dieser Stelle lediglich die Ergebnisse der
Dissertation KULLA (2001) als Vergleichswerte heranziehen. In dieser Arbeit zeigten
sich die positiven Einflüsse einer KDF-Supplementierung auf die Ausscheidung und
Translokation von Salmonellen zum ersten Mal unter Versuchsbedingungen. So
konnte innerhalb dieser Studie gezeigt werden, dass bei den Tieren der
Versuchsgruppe nach einer kürzeren Zeitspanne p.i. als bei den Tieren der
Kontrollgruppe die Salmonellenausscheidung reduziert wurde. Bereits vier Tage p.i.
116
Diskussion
schieden drei der zehn Tiere der Versuchsgruppe keine Salmonellen mehr mit dem
Kot aus, wogegen lediglich bei einem Rektaltupfer der Kontrollgruppe der qualitative
Salmonellennachweis negativ war. Diese Entwicklung setzte sich über den gesamten
Versuchsverlauf fort; so waren am 13. Tag p.i. zwei von acht Rektaltupfern der
Kontrollgruppe und vier von acht Proben der Versuchsgruppe salmonellenfrei.
Mögliche Einflüsse des KDF-Zusatzes lassen sich also anhand dieser Untersuchung
vermuten, wenn sie auch nicht statistisch abzusichern sind. Aus zahlreichen
epidemiologischen Studien ist gefolgert worden, dass eine grobe Verarbeitung der
Futterbestandteile
die
Nachweishäufigkeit
von
Salmonellen
innerhalb
der
Schweinebestände deutlich zu senken vermag (JØRGENSEN u. DAHL 1999;
SLOTH et al. 1998; WINGSTRANDT et al. 1996), wobei aber gerade in der Studie
von WINGSTRANDT et al. (1996) gezeigt wurde, dass die günstigen Effekte einer
groben Futterstruktur durch weitere prophylaktische Maßnahmen unterstützt werden
müssen und ohne diese wirkungslos sind. Ähnliche Beobachtungen wurden auch
bezüglich einer Supplementierung von organischen Säuren gemacht. Während in
einigen Studien nach dem Zusatz organischer Säuren zum Futter Tendenzen
beobachtet wurden, die auf eine reduzierte Salmonellenprävalenz innerhalb der
Bestände hinweisen (DAHL 1996a), ließen sich in anderen Untersuchungen keinerlei
Einflüsse dieser Additive beobachten (DAHL 1996b).
Auch hinsichtlich der Translokation des applizierten Salmonellenserovars im
Tierkörper ließen sich anhand vorausgegangener Untersuchungen (KULLA 2001)
positive Effekte einer KDF-Supplementierung vermuten, wobei sich hier lediglich im
Bereich des Dünndarms eine Reduktion der Salmonellenprävalenz ergab. In den nun
durchgeführten eigenen Untersuchungen wurden zum Teil signifikante Unterschiede
zwischen den Tieren der Kontroll- und jenen der Versuchsgruppe ermittelt.
So zeigten sich im ersten Versuch in den cranialen Abschnitten des GIT und an den
Tonsillen keine Einflüsse der veränderten Bedingungen, im Bereich des Colons war
hingegen bei allen zehn Tieren der Kontrollgruppe der qualitative Nachweis von
Salmonellen möglich, wogegen lediglich bei vier Tieren der Versuchsgruppe der
Nachweis in diesem Organ erfolgte. Ähnlich deutliche Unterschiede zeigten sich
auch im Bereich der untersuchten Darmlymphknoten. Hier erfolgte bei sechs Tieren
der Kontrollgruppe und bei zwei Tieren der Versuchsgruppe der qualitative Nachweis
von Salmonellen. Wie bereits im ersten Versuch wurde auch in Versuch 2 die
Translokation des applizierten Salmonellenserovars im Körper bestimmt. Hierbei
117
Diskussion
konnte parallel zu den Ergebnissen der Ausscheidungsdauer eine Annäherung
zwischen den beiden Tiergruppen beobachtet werden. So ließen sich im ersten
Versuch
im
Bereich der Colonschleimhaut
noch
signifikante
und
in
den
Darmlymphknoten immerhin noch deutliche Unterschiede zwischen Kontroll- und
Versuchsgruppe zeigen. Nun wurden lediglich im Bereich der Lnn. ileocolici
tendenzielle Auswirkungen der KDF-Supplementierung beobachtet. Ein qualitativer
Nachweis des applizierten Salmonellenserovars gelang immerhin bei 50 % ( im
ersten Versuch 66 %) der von den Tieren der Kontrollgruppe untersuchten Proben,
wogegen nur 20 % (im ersten Versuch 20 %) der Organproben der Versuchsgruppe
salmonellenpositiv waren. Im Bereich der Colonschleimhaut ließen sich keinerlei
Unterschiede zwischen den beiden Tierkollektiven ermitteln. Die im Versuch 2
beobachtete Differenz zwischen den Tieren der Kontroll- und Versuchsgruppe lässt
sich ausschließlich auf die Einwirkung des KDF-Zusatzes zurückführen, da die
Einwirkungen der Futterstruktur, die im ersten Versuch noch zusätzlich die
Ausbreitung
der
Salmonellen
im
Tierkörper
beeinflussen
konnten
jetzt
ausgeschlossen ist. Es zeigt sich also, dass der Zusatz organischer Säuren,
insbesondere der Zusatz des zugelassenen nichtantibiotischen Leistungsförderers
FORMI® LHS, dazu in der Lage ist, die Translokation des untersuchten Keims im
Organismus zu reduzieren. In Kombination mit dem ersten Versuch wird aber auch
deutlich, dass bei einer Kombination verschiedener Faktoren, die dazu geeignet sind
die Salmonellenprävalenz zu reduzieren (grobe Vermahlung einzelner Bestandteile +
KDF-Zusatz), synergistischen Effekte beobachtet werden können, deren Nutzung
sich durchaus anbietet.
In allen durchgeführten Versuchen wurde, wenn auch zu unterschiedlichen
Zeitpunkten, der Titer speziell gegen Salmonellen gerichteter Antikörper mittels eines
ELISAs (= Enzym Linked Immuno Sorbend Assey) ermittelt. Obwohl in den
Versuchen 1 und 2 alle Tiere experimentell mit Salmonella Derby A 147/85 infiziert
wurden, lagen die im Plasma ermittelten Salmonellen-Antikörper-Titer bei den
meisten Proben unterhalb der in Dänemark festgesetzten Grenzen, deren
Überschreiten die Infektion eines Bestandes anzeigt (BLAHA 2003). Nach den
durchgeführten Blut- und Fleischsaft-Untersuchungen wären die meisten Tiere also
nicht als mit Salmonellen infiziert erkannt worden. Dieses Ergebnis ist zunächst sehr
überraschend, da es sich bei der durchgeführten Untersuchungsmethode um die
auch in Deutschland anerkannte Nachweismethode handelt. Es wäre möglich, dass
118
Diskussion
der Test bei dem eingesetzten Salmonellenserovar nicht die diagnostische
Signifikanz hat, wie bei den in der Praxis auftretenden Serovaren. Bedenken sind in
dieser Form allerdings nicht haltbar, da Segmente der Antikörper nachgewiesen
werden, die auch bei diesem Salmonellenserovar nachzuweisen sein müssten
(TSCHENTSCHER 2003, HENSEL 2003, persönliche Mitteilungen). Weiterhin ist
davon auszugehen, dass der applizierte Salmonellenserovar die Bildung von
Antikörpern stimuliert, da die Invasivität der applizierten Salmonelle durch die
Translokation im Körper belegt wurde, und dies eine der grundlegenden
Bedingungen für eine Reaktion des Immunsystems darstellt. Allerdings wurde die
hier beobachtete Diskrepanz zwischen den mikrobiologischen und serologischen
Befunden auch von HURD et al. (2002) beschrieben, in deren Untersuchungen
lediglich 23 % der mikrobiologisch mit Salmonellen infizierten Tiere auch erhöhte
Antikörper-Titer in Blut und/oder Fleischsaft aufwiesen. Weiterhin wurden in
unterschiedlichen Untersuchungen verschiedene Zeitpunkte für das Einsetzen der
Serokonversion mit Salmonellen infizierter Tiere genannt. Während bei der einen
Forschergruppe bereits sieben Tage p.i. erste Antikörper-Titer-Anstiege im Plasma
der Tiere detektiert werden konnten (CAMNITZ et al. 2002), zeigten die Tiere in
anderen Studien erst rund 30 Tage p.i. eine deutliche Serokonversion (KRANKER et
al. 2002). Da es sich bei den Beobachtungen der zitierten Studien um mit
verschiedenen Salmonellenserovaren durchgeführte Untersuchungen handelt, wäre
es möglich, dass der Zeitpunkt der Serokonversion von dem infizierenden Serovar
beeinflusst wird. Würde man nun postulieren, dass auch in dieser Studie das
Auftreten erhöhter Antikörper-Titer im Plasma zeitlich mit dem Infektionszeitpunkt
korreliert, hätte bei den zuletzt getöteten Tieren ein höherer Wert OD (in %) ermittelt
worden sein müssen. Da dies innerhalb der Studie allerdings nicht beobachtet
werden konnte, ist dies entweder völlig auszuschließen, oder eine Serokonversion
bei einer erfolgten Infektion mit Salmonella Derby ist frühestens 33 Tage nach dem
Infektionszeitpunkt zu detektieren. Erstaunlich ist zudem, dass die im Versuch 2 zum
Tötungszeitpunkt im Fleischsaft der Tiere ermittelten Antikörper-Titer etwa doppelt so
hoch waren wie die im Plasma derselben Tiere (Kontrolle: Fleischsaft 26,70±23,45 %
OD Plasma: 12,40±8,42 % OD; Versuch: Fleischsaft: 27,40± 35,10 % OD 14,60±20,61 % OD). Auch für diese Beobachtung konnte keine abschließende
Erklärung gefunden werden (TSCHENTSCHER 2003, HENSEL 2003).
119
Diskussion
Es lässt sich also abschließend zusammenfassen, dass sich innerhalb dieses
Versuchs die synergistischen Effekte einer groben Strukturierung der einzelnen
Futterkomponenten und eines KDF-Zusatzes hinsichtlich ihres Einflusses auf den
Stoffwechsel des Gesamtorganismus und die mikrobielle Flora des GIT unter den
Bedingungen einer experimentellen Infektion mit Salmonella Derby insbesondere
anhand der erfolgten mikrobilellen Untersuchungen belegen lassen. So zeichneten
sich die Tiere der Versuchsgruppe im Vergleich zu jenen der Kontrollgruppe durch
eine signifikant reduzierte Ausscheidungsdauer und –frequenz des applizierten
Salmonellenserovars
aus.
Weiterhin
konnte
eine
Verschiebung
des
gastrointestinalen Milieus zu Gunsten der positiv bewerteten Lactobacillen, bzw.
Enterokokken beobachtet werden. Diese günstige Beeinflussung der Magen-DarmFlora spiegelte sich auch in verbesserten Leistungsdaten der Versuchstiergruppe
wieder, die in einem reduzierten Futteraufwand je kg Körpermassenzuwachs
resultierten.
5.2.5.
Effekte eines KDF-Zusatzes und grober Futterverarbeitung auf die
Salmonellenausbreitung innerhalb von Tierbestände
Innerhalb des dritten Versuchs sollte die Wirksamkeit der untersuchten Maßnahmen
unter möglichst praxisnahen Bedingungen untersucht werden. Es sollte den
Praxisbedingungen insofern Rechnung getragen werden, als es innerhalb der
Schweinebestände in der heutigen Zeit nur noch in den seltensten Fällen zu einer
generellen Exposition der Tiere mit Salmonellen kommt, sondern in aller Regel
wenige subklinisch infizierte Tiere den Infektionserreger ausscheiden und sich
sukzessiv über den Kot weitere Tiere der Gruppe infizieren. Aus diesem Grund
wurden die eingestallten Tiere über die gesamte Zeitdauer dieses Versuchs im
Gruppenverband belassen. Je Gruppe wurden lediglich zwei Tiere für die Dauer von
zwei Tagen einzeln gehalten. Diese Tiere wurden dann isoliert von den anderen
Tieren experimentell mit einer Salmonella Derby A 147/85 Boullion oral infiziert,
während die anderen Tiere der Gruppen nicht mit dem Indikatorkeim konfrontiert
wurden. Aufgrund der Ergebnisse der ersten beiden Versuche, in denen sich sowohl
ein
Einfluss
der
Futterstruktur,
als
auch
des
KDF-Zusatzes
auf
die
Ausscheidungsdauer und Frequenz des applizierten Salmonellenserovars gezeigt
hatte, sollten diese beiden diätetischen Faktoren nun hinsichtlich ihrer Wirkung
120
Diskussion
wieder einem konventionellen Schweinefutter gegenübergestellt werden. Innerhalb
des Versuchsverlaufs sollte hauptsächlich überprüft werden, inwieweit die ergriffenen
Maßnahmen auch unter praxisüblichen Bedingungen dazu geeignet sind, die
Salmonellenprävalenz in den Beständen zu reduzieren.
Während in den ersten beiden Versuchen alle Tiere zu einem festgesetzten Zeitpunkt
infiziert
und
so
die
Ausscheidungsdauer
und
–frequenz
des
applizierten
Salmonellenserovars überprüft wurden, galt es innerhalb dieses Versuchs primär zu
untersuchen, inwieweit es bei nur zwei experimentell infizierten Tieren je Gruppe
unter den beschriebenen Fütterungsbedingungen zu einer Ausbreitung der Infektion
innerhalb der Haltungsgruppe kam. Der qualitative Salmonellennachweis in den
Rektaltupfern der primär infizierten Tiere gelang am 2. Tag p.i., so dass davon
ausgegangen wurde, dass die Tiere ab diesem Zeitpunkt auch Salmonellen mit dem
Kot ausschieden, die von den anderen Tieren der Gruppe somit aufgenommen
werden konnten. Da bekannt ist, dass die Salmonellenübertragung innerhalb einer
Tiergruppe insbesondere über den Kot infizierter Tiere geschieht (DAHL et al.
1996a), waren also die Bedingungen für eine Infektion der nicht experimentell
infizierten Tiere geschaffen. Im Versuchsverlauf zeichneten sich innerhalb der
Tiergruppen zwei Entwicklungen ab. Zum einen zeigte sich bei den primär infizierten
Tieren der Kontrollgruppe mit 18 Tagen (Versuch: 5, bzw. 7 Tage) eine deutlich
längere Ausscheidungsdauer der Salmonellen, zum anderen begannen die nicht
experimentell infizierten Tiere der Kontrollgruppe 8 Tage p.i. ebenfalls über eine
längere Zeitspanne Salmonellen auszuscheiden. Bei den Tieren der Versuchsgruppe
schieden einzelne Tiere an einzelnen Tagen Salmonellen mit dem Kot aus, aber bei
keinem der Tiere dieser Gruppe gelang der qualitative Nachweis von Salmonellen im
Rektaltupfer innerhalb der gesamten Versuchsdauer in mehr als zwei Proben; bei
den Tieren der Versuchsgruppe kam es also scheinbar zu einer transienten Infektion,
wogegen die Tiere der Kontrollgruppe persistent infiziert wurden. Aus anderen
Untersuchungen ist bekannt, dass die orale Aufnahme von 5x104 KBE von
Salmonella Typhimurium ausreichend ist, um den einmaligen Nachweis des
Infektionsserovars im Kot zu ermöglichen. Um eine dauerhafte Ausscheidung der
Salmonellen zu verursachen war allerdings eine orale Infektionsdosis von 5x106 KBE
notwendig (WINGSTRANDT et al. 1996). Aufgrund dieser Untersuchungen und der
eigenen Befunde ist also davon auszugehen, dass es den Tieren der Kontrollgruppe
möglich gewesen sein muss mindestens 5x106 KBE mit dem Kot der primär
121
Diskussion
infizierten Tieren aufzunehmen. Bei den Tieren der Versuchsgruppe, die zumindest
einmal Salmonellen mit dem Kot ausschieden, obwohl sie nicht experimentell infiziert
waren, muss die oral aufgenommene Dosis um 5x104 KBE gelegen haben. Weiterhin
besteht die Möglichkeit, dass der positive Salmonellennachweis bei diesen Tieren
durch Verschmutzungen und/oder eine unsaubere Probenentnahme verursacht
wurde. Trotzdem zeigen sich aber anhand der protokollierten mikrobiologischen
Untersuchungen deutliche Effekte der untersuchten diätetischen Maßnahmen (grobe
Futterstrukturierung + 1,2 %iger KDF-Zusatz).
Zwischen den Tieren der beiden Gruppen konnten auch wieder deutliche
Unterschiede
hinsichtlich
der Translokation
der Salmonellen im
Tierkörper
beobachtet werden. So ließen sich zum Zeitpunkt der Tötung bei drei Tieren der
Versuchsgruppe in keiner der entnommenen Organproben Salmonellen nachweisen,
wobei eines dieser Tiere auch niemals Salmonellen ausgeschieden hat, so dass hier
davon ausgegangen werden kann, dass es oral keine ausreichende Infektionsdosis
aufnahm. Bei den beiden anderen Tieren waren im Rektaltupfer je einmal
Salmonellen nachweisbar. Bei allen Tieren der Kontrollgruppe ließen sich in
mindestens zwei Organproben Salmonellen nachweisen. Der quantitative Nachweis
des applizierten Salmonellenserovars war in den Bereichen von Dünndarm, Caecum
und Colon bei den Tieren der Versuchsgruppe gegenüber der Proben der
Kontrolltiere signifikant reduziert. Diese Ergebnisse bestätigen zum einen die
Ergebnisse der mikrobiologischen Untersuchungen der Rektaltupfer, zum anderen
sind sie ein weiterer Beleg für die die Salmonellenprävalenz reduzierenden Effekte
der
untersuchten
diätetischen
Maßnahmen.
Nach
dem
Ergebnis
der
Rektaltupferproben war zu vermuten, dass die Translokation der Salmonellen bei den
Tieren der Versuchsgruppe in geringerem Umfang stattgefunden hatte als bei den
Tieren der Kontrollgruppe, da die abgelaufene Infektion deutlich schwächer verlaufen
war und es nicht zum Auftreten von Dauerausscheidern gekommen war. Gleichzeitig
zeigen die Ergebnisse der Untersuchung der Organproben aber auch, dass neun der
zehn Tiere der Versuchsgruppe den applizierten Salmonellenserovar mit dem Kot der
experimentell infizierten Tiere aufgenommen haben müssen, da die Ansiedlung des
Keims in den Organen der Tiere sonst nicht zu erklären wäre. Diese Beobachtung
lässt die Vermutung zu, dass es sich bei dem positiven Salmonellennachweis aus
den Rektaltupfern der Versuchstiere tatsächlich um in den Faeces enthaltene
122
Diskussion
Salmonellen gehandelt hat und der Nachweis nicht durch Verunreinigungen während
der Probenentnahme bedingt war.
Während innerhalb der ersten beiden Versuche die im Blut und Fleischsaft
ermittelten Antikörper-Titer zwar in einem sehr niedrigen Bereich lagen, aber
dennoch zwischen den einzelnen Proben der Tiere eine Korrelation zu sehen war, ist
in
dieser
Versuchsreihe
kein
erklärbarer
Zusammenhang
zwischen
den
verschiedenen Proben zusehen. Fraglich ist unter Beachtung der in der Diskussion
zu Versuch 1 und 2 genannten Beobachtungen auch, inwieweit die zur Zeit übliche
Bestimmung des Antikörper-Titers nach der durchgeführten Methode überhaupt
aussagefähig ist.
5.3. Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse
In der vorliegenden Untersuchung sollten die prophylaktischen Effekte einer groben
Verarbeitung der Futterbestandteile und eines KDF-Zusatzes zum Schweinefutter
unter den Bedingungen einer experimentellen Infektion von Absetzferkeln mit
Salmonella Derby geprüft werden. Hierzu wurden insgesamt drei Versuche
durchgeführt, wobei es bei den ersten beiden Versuchen in der Hauptsache darum
ging die Auswirkungen der Futterkonfektionierung auf die gastrointestinale Flora zu
untersuchen. Im Mittelpunkt des dritten Versuchs stand die Überprüfung eines neuen
Tierversuchsmodells, das es ermöglichen sollte die Wirksamkeit applizierter
Substanzen unter den kontrollierten Bedingungen eines Tierversuchs, aber unter
größt möglicher Wahrung der in der Praxis üblichen Gegebenheiten zu prüfen.
Innerhalb der Versuche war der Einfluss der durchgeführten Maßnahmen auf den
Stoffwechsel des Gesamtorganismus sowie auf die Zusammensetzung und
Regulation der mikrobiellen Flora des GIT deutlich zu erkennen. Insbesondere fiel
eine Verschiebung innerhalb der GIT-Flora zu Gunsten der erwünschten Keime, der
sogenannten Laktatbildner (Lactobacillen, grampositive Kokken), sowie eine
deutliche Reduktion der Salmonellenausscheidungsdauer und -frequenz auf. Die
günstige Beeinflussung des gastrointestinalen Milieus zeigte sich besonders in den
Versuchen 1 und 2 in einer Verbesserung der tierischen Leistungsparameter
(tägliche Futteraufnahme, tägliche Körpermassenzunahme, Futteraufwand). Obwohl
in anderen Studien (JØRGENSEN et al 1999) bei einer groben Strukturierung des
Futters eine schlechtere Verdaulichkeit und daraus resultierende schlechtere
123
Diskussion
Mastleistungen beobachtet wurden, konnte dies in den eigenen Untersuchungen
nicht bestätigt werden; vielmehr fielen gerade die Tiere mit einer groben
Strukturierung des Futters und dem Zusatz der organischen Säure durch einen
herabgesetzten Futteraufwand auf. Dieser Effekt lässt sich also vermutlich auf den
Zusatz des KDF zurückführen, das als spezielle Ameisensäurekonfektionierung die
negativen Effekte der Futterstruktur auf die Leistungsparameter mehr als
kompensiert hat, und somit die leistungssteigernden Effekte organischer Säuren
(KIRCHGEßNER u. ROTH, 1988), speziell dieses Produkts unter Beweis gestellt hat.
Da die Reduktion der coliformen Keime im Chymus in den Versuchen 1 und 2 in der
selben Größenordnung lag, ist hier nicht davon auszugehen, dass die Strukturierung
des Futters entscheidenden Einfluss auf diesen Parameter ausübte. Vielmehr deuten
diese Ergebnisse darauf hin, dass es sich lediglich um die Effekte des KDF-Zusatzes
handelte. Eine Beobachtung, die sich mit den Ergebnissen von HANSEN et al (2001)
deckt, die ebenfalls die Wirkungen des KDF-Zusatzes zum Futter auf die Flora des
GITs untersuchten. Im Gegensatz hierzu scheint der Anstieg der im Chymus
vorhandenen Lactobacillen (Versuch1), bzw. jener der grampositiven Kokken
(Versuch2) zum großen Teil auf die Auswirkung der groben Futterverarbeitung
zurückzuführen zu sein. So konnte KAMPHUES (1987) bei der Applikation eines
groben Schweinemischfutters ebenfalls einen deutlichen Anstieg dieser Keime im
Magen-Darm-Chymus beobachten.
Aus verschiedenen anderen, meist allerdings epidemiologischen Studien wurde
gefolgert, dass eine grobe Verarbeitung der Futterbestandteil dazu in der Lage ist,
die Salmonellenprävalenz innerhalb der Schweine haltenden Betriebe zu senken (
JØRGENSEN u. DAHL 1999; SLOTH et al 1998; WINGSTRANDT et al 1996). Diese
Vermutung
konnte
hier
durch
die
eigenen
Untersuchungen
auch
unter
experimentellen Bedingungen bestätigt werden. So zeigte sich im ersten Versuch
zwischen den beiden Tiergruppen ein sehr deutlicher Unterschied bezüglich der
Salmonellenausscheidungsdauer und –frequenz. Allerdings wurden in diesem
Versuch auch die synergistischen Effekte der Futterverarbeitung sowie des 1,2
%igen KDF-Zusatzes genutzt. Im zweiten Versuch wurde das in den beiden Gruppen
eingesetzte Futtermittel in der gleichen Art und Weise behandelt, so dass sie sich nur
noch durch die KDF-Supplementierung des Versuchsfutters unterschieden. Die
Ergebnisse dieses Versuchs, in dem es zu einer Annäherung der Tiergruppen
hinsichtlich der untersuchten Parameter kam, lassen darauf schließen, dass auch
124
Diskussion
dem alleinigen Einsatz des Salzes der Ameisensäure salmonellenprophylaktische
Wirkungen zuzuschreiben sind. Da die beobachteten Differenzen zwischen den
beiden Tiergruppen allerdings deutlich geringer ausfallen, als dies noch im ersten
Versuch der Fall war, ist davon auszugehen, dass die grobe Strukturierung des
Futters die Salmonellenprävalenz entscheidend reduziert hat. Allerdings deutet der
auch im zweiten Versuch noch bestehende Unterschied zwischen den beiden
Tiergruppen darauf hin, dass auch von der KDF-Supplementierung des Futters ein
deutlich
positiver
Effekt
auf
eine
Reduktion
der
Salmonellenausscheidung
ausgegangen ist. Ähnliche Beobachtungen wurden bereits in zahlreichen anderen
Untersuchungen
gemacht,
die
dazu
führten,
dass
von
einer
salmonellenreduzierenden Eigenschaft der organischen Säuren im Allgemeinen, und
des KDF im Speziellen, ausgegangen wird (DAHL 1996a).
Auch bezüglich der Translokation des applizierten Salmonellenserovars im
Tierkörper wurden in den ersten beiden Versuchen signifikante Unterschiede
zwischen den Tiergruppen deutlich. Wie auch bei der Salmonellenausscheidung
lassen sich die Einflüsse der beiden untersuchten Fütterungsmaßnahmen auf die
Ausbreitung der Salmonellen im Organismus beobachten. Hinsichtlich dieses
Parameters ist innerhalb des zweiten Versuchs ebenfalls im Vergleich zu den
Ergebnissen des ersten Versuchs eine Annäherung zwischen den beiden
Tiergruppen zu beobachten. Dies deutet wie auch bei der Salmonellenausscheidung
darauf hin, dass sowohl die Verarbeitung der einzelnen Futterkomponenten, als auch
die Supplementierung einer organischen Säure diesen Vorgang entscheidend
beeinflussen. Während die beiden Faktoren im ersten Versuch noch zusammen
wirkten
und
sich
so
deutliche
Unterschiede
zwischen
dem
Einsatz
von
konventionellem Schweinefutter und dem Versuchsfutter ergaben, unterschieden
sich die beiden Tierfutter im zweiten Versuch lediglich durch den 1,2 %igen KDFZusatz zum Versuchsfutter, was wie erwähnt zu einer Annäherung der bei den
Tiergruppen erhobenen Ergebnisse führte, so dass auch für diesen Parameter die
Nutzung der synergistischen Effekte verschiedener beeinflussender Faktoren sinnvoll
erscheint.
Innerhalb des dritten Versuchs zeigten sich die bereits aus den ersten beiden
Versuchen
gefolgerten,
die
Salmonellenprävalenz
innerhalb
der
Bestände
reduzierenden, Wirkungen der beiden eingeleiteten diätetischen Maßnahmen.
Aufgrund des veränderten Versuchsaufbaus (Gruppenhaltung, nur 2 primär infizierte
125
Diskussion
Tiere je Gruppe) ist es anhand der nun erhobenen Befunde möglich, Vermutungen
über potentiell prophylaktische Effekte der untersuchten Faktoren auf den
Stoffwechsel des Gesamtorganismus sowie auf die mögliche Ausbreitung von
Salmonellen innerhalb eines Tierbestands anzustellen. So lassen die Ergebnisse die
Vermutung zu, dass die Kombination eines grob strukturierten Futters und eines 1,2
%igen KDF-Zusatzes dazu in der Lage ist, die Salmonellenausscheidung bei
infizierten Tieren soweit zu reduzieren, dass das Infektionsrisiko der nicht infizierten
Tiere der selben Gruppe deutlich verringert ist. Da die Salmonelleninfektion der
Schweine in den westlichen Ländern in aller Regel subklinischen Verlauf zeigt und
sich sukzessiv über den kontaminierten Kot infizierter Tiere im Bestand ausbreitet
(DAHL
et
al.
1996a),
ist
in
einer
deutlichen
Reduktion
der
faecalen
Salmonellenausscheidung ein sehr positiver Effekt der eingeleiteten Maßnahmen zu
sehen. Da der Zusatz des KDFs auch in diesem Versuch die negativen Effekte der
groben Futterstrukturierung auf die Leistungsparameter der Tiere weitgehend
kompensiert; ist in der Kombination beider Faktoren auch in der Praxis ein großer
Vorteil zu sehen.
Eine Umstellung der bis jetzt üblichen Fütterungsbedingungen auf eine grob
Strukturierung der einzelnen Futterbestandteile ist allerdings trotz der hier
beobachteten günstigen Effekte auf den Verlauf einer Salmonelleninfektion nicht
uneingeschränkt günstig zu bewerten. Eine reduzierte praecaecale Verdaulichkeit
führt
zu
einer
erhöhten
Verfügbarkeit
der
Nährstoffe
in
den
caudalen
Darmabschnitten, was wiederum in diesen Bereichen die Zusammensetzung der
gastrointestinalen
Flora
beeinflusst.
Insbesondere
die
Vermehrung
der
verschiedenen Brachyspirenarten wird unter diesen Bedingungen besonders
gefördert, so dass eine grobe Futterstrukturierung allein die aus dieser Infektion
resultierende klinische Problematik forcieren wird (PLUSKE et al. 1998). Es wäre
also sehr sinnvoll zu untersuchen, inwieweit der 1,2 %ige Zusatz von KDF auch
diese negativen Auswirkungen zu verhindern mag.
In der durchgeführten Studie zeigten sich deutliche Effekte der untersuchten
diätetischen Maßnahmen auf die Salmonellenausscheidung und Translokation im
Organismus, die aus klinischer und epidemiologischer Sicht äußerst positiv zu
bewerten sind, da scheinbar eine Reduktion der Salmonellenverbreitung innerhalb
der Bestände erzielt werden kann. Unter dem Aspekt der Lebensmittelsicherheit stellt
sich allerdings die Frage, inwieweit die untersuchten Maßnahmen hier zu deutlichen
126
Diskussion
Effekten
führen
können.
In
den
drei
Versuchen
wurde
neben
der
Salmonellenausscheidung auch die Translokation im Tierkörper beurteilt. Mit
Ausnahme eines Tieres der Versuchsgruppe im dritten Versuch ließ sich bei allen
euthanasierten Tieren in mindestens einer der entnommenen Organproben der
applizierte Salmonellenserovar nachweisen. Es ist also zu erkennen, dass sich die
Salmonellen auch bei den Tieren, die eine deutlich reduzierte Ausscheidungsdauer
und –rate zeigten die Salmonellen in den tierischen Geweben angesiedelt haben. In
Stress Situationen, wie dem Transport und der Aufstallung vor der Schlachtung
werden diese Salmonellen freigesetzt, ausgeschieden und führen so auch kurz vor
der Schlachtung noch zur Infektion von anderen Gruppenmitgliedern (MARG et al.
2001).
Die
untersuchten
Maßnahmen
eignen
sich
also
dazu
die
Salmonellenausbreitung innerhalb der Bestände zu reduzieren, nicht jedoch dazu
eine Verbreitung unter extremen Bedingungen einzudämmen. Die untersuchten Tiere
waren mit Ausnahme des einen Tieres im Versuch 3 auch nach wie vor noch als mit
Salmonellen
infiziert
lebensmittelhygienischer
zu
betrachten,
Sicht
es
problematisch
ist
die
somit
insbesondere
Effekte
der
unter
untersuchten
Maßnahmen über zu bewerten.
Die Ergebnisse der eigenen Untersuchung lassen ebenso wie die Ergebnisse von
HURD et al. (2002) weiterhin die Frage aufkommen, inwieweit der durchgeführte
quantitative Nachweis von Salmonellen spezifischen Antikörpern mittels des ELISA´s
aussagefähig ist. Immerhin ließen sie weder hier, noch in anderen Untersuchungen
einen Schluss auf die Salmonellenprävalenz innerhalb der untersuchten Tiergruppe
zu. Geht man davon aus, dass lediglich 23 % der mikrobiologisch Salmonellen
positiven Tiere auch eine Serokonversion zeigen (HURD 2002) so ergibt sich bei
alleiniger Betrachtung der Ergebnisse der Antikörperprävalenz der Betriebe ein stark
verzerrtes Bild der Gesamtsituation. Vielmehr muss bei diesen Zahlen unterstellt
werden, dass bei mikrobiologischen Untersuchungen vierfach so viele Betriebe als
Salmonellen positiv erkannt werden würden. Man müsste also davon ausgehen, dass
insbesondere subklinische Salmonenelleninfektionen, die besonders unter dem
Gesichtspunkt der Lebensmittelsicherheit äußerst kritisch zu betrachten sind, in weit
mehr Betrieben verbreitet sind. Außerdem stellt sich die Frage, inwieweit die
Untersuchung von auf den Schlachthöfen gewonnenen Fleischsaftproben tatsächlich
eine Aussage über den Salmonellenstatus des Schlachtkörpers erlaubt, bzw.
127
Diskussion
inwieweit es sich bei negativen Untersuchungsergebnissen vielmehr um eine
Täuschung des Verbrauchers handelt.
128
Zusammenfassung
6. Zusammenfassung
Papenbrock, Stephanie:
Untersuchungen zum Einfluss einer groben Vermahlung des Futters und/oder
eines Kalium-Diformiat-Zusatzes auf die Chymusqualität sowie die Aktivität
und Zusammensetzung der Magen-Darm-Flora unter den Bedingungen einer
experimentellen Infektion von Absetzferkeln mit Salmonella Derby
Aus lebensmittelhygienischer Sicht verdienen diätetische Ansätze zur Minderung der
Salmonellenausbreitung in Schweinebeständen besonderes Interesse. Vor diesem
Hintergrund sollte mit der vorliegenden Arbeit insbesondere geklärt werden, ob durch
eine grobe Vermahlung des Getreides (Hauptbestandteil des Mischfutters) und/oder
einen Zusatz von Kalium-Diformiat (1,2%) die Haftung, die Vemehrung und die
Ausscheidung von Salmonellen nach entsprechender experimenteller Infektion
beeinflusst werden.
Ziel der eigenen Untersuchung war es, folgende Fragen zu klären:
1. Welche Auswirkungen hat eine grobe Vermahlung des Getreides im Alleinfutter
auf die Milieu- und Substratbedingungen im Chymus für die Flora im
Gastrointestinaltrakt ?
2. Hat der Zusatz von Kalium-Diformiat zum Futter Veränderungen der
Chymuszusammensetzung zur Folge?
3. Führen mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Chymus zu
einer Beeinflussung der Aktivität und/oder der Zusammensetzung der GIT-Flora?
4. Lassen sich die Haftung, die Vermehrung und die Ausscheidung von
Salmonellen bzw. ihre Translokation durch die grobe Verarbeitung der
Futterbestandteile und/oder den Zusatz von KDF evtl. günstig beeinflussen?
5. Ist die Kombination der oben genannten Fütterungsmaßnahmen geeignet, die
Salmonellenausbreitung innerhalb infizierter Tierbestände zu reduzieren?
Zu diesem Zweck wurden insgesamt drei Versuche mit je 20 Tieren (Kontrolle: n=10;
Versuch: n=10) durchgeführt, die im Alter von 28-33 Tagen abgesetzt und 12 Tage
vor der experimentellen Infektion im Institut für Tierernährung der Tierärztlichen
Hochschule Hannover eingestallt wurden. Nach 3-4 tägiger Adaptation wurden die
Tiere auf das für den Versuch konzipierte Mischfutter umgestellt. Hierbei wurden
129
Zusammenfassung
folgende Mischfutter gleicher botanischer Zusammensetzung in pelletierter Form ad
libitum angeboten:
Versuch 1 und 3:
Versuch 2:
Kontrolle:
Getreide fein gemahlen
Versuch:
Getreide grob gemahlen, 1,2 % KDF-Zusatz
Kontrolle:
Getreide grob gemahlen
Versuch:
Getreide grob gemahlen, 1,2 % KDF-Zusatz
In den Versuchen 1 und 2 wurden die Ferkel drei Tage vor der experimentellen
Infektion einzeln aufgestallt, während sie im Versuch 3 im Gruppenverband blieben.
In den Versuchen 1 und 2 wurden alle, im Versuch 3 lediglich 2 Tiere einer jeden
Gruppe oral mit 10 ml einer Salmonella Derby Infektionsbouillon (108-109 KBE/ml)
experimentell
infiziert.
Die
faecale
Ausscheidung
des
applizierten
Salmonellenserovars wurde mittels steriler Rektaltupfer über einen Zeitraum von 1632 Tagen mikrobiologisch kontrolliert. Nach dieser Zeit wurden die Ferkel zur
Entnahme von Chymus- und Gewebeproben (Magen-, Ileum-, Caecum und
Colonschleimhaut
sowie Tonsillen und Lnn. ileocolici) getötet. Im Chymus der
verschiedenen Lokalisationen wurden die TS-Gehalte, pH-Werte, L-Laktat-, Formiat-,
NH3-, Stärke-, FFS-Gehalte sowie die Partikelgröße der Ingesta und die Elektrolytund Salmonellen-Antikörper-Titer im Blut bestimmt. Außerdem erfolgte im MagenDarm-Inhalt
eine
quantitative
Bestimmung
von
E.
coli,
Lactobacillen
und
grampositiven Kokken.
Die wesentlichen Ergebnisse der dieser Untersuchung zu Grunde liegenden
Fragestellungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:
1.:
Die grobe Vermahlung von Futterbestandteilen führte zu einem :
-
signifikant höheren Anteil grober Partikel (> 1mm) in Magen und
Coloninhalt
-
signifikant erhöhten Stärkegehalten im Chymus von Caecum und Colon
(Indiz für eine reduzierte praecaecale Verdaulichkeit)
2.:
Der ausschließliche Zusatz von K-Diformiat (KDF) zum Mischfutter führt zu:
-
signifikant erhöhten Formiatgehalten im Magen
-
teilweise herabgesetztem TS-Gehalt im Chymus
-
signifikant höheren pH-Werten in Mageninhalt und Harn
-
tendenziell höheren Produktionsleistungen der Tiere
130
Zusammenfassung
3.,4., 5.: Die Kombination von grober Vermahlung der Getreidekomponente und
KDF-Zusatz auf die mikrobielle Flora äußerte sich in:
-
einer signifikant höheren Gesamtzahl von Lactobacillen im Chymus bei
grober Futterstruktur (unabhängig von KDF-Zusatz)
-
einer signifikant höheren Gesamtzahl grampositiver Kokken im Chymus bei
grober Futterstruktur (unabhängig von KDF-Zusatz)
-
einer tendenziell reduzierten Gesamtzahl coliformer Keime im Chymus bei
KDF-Zusatz (unabhängig von Futterstruktur)
einer positiven Beeinflussung des Verhältnisses erwünschter zu
unerwünschten Bakterien der mikrobiellen Flora durch Kombination
der beiden Faktoren
-
einer signifikant reduzierten Salmonellenausscheidungsdauer
-
einer signifikant reduzierten Salmonellenausscheidungsrate
-
einer signifikant/tendenziell reduzierten Translokation der Salmonellen
einer Reduktion der Salmonellenverbreitung im Bestand
einer Reduktion der Salmonellenprävalenz in den Beständen unter
Einsatz der oben genannten Fütterungsbedingungen
Die Ergebnisse der eigenen Untersuchung zeigen, dass es durchaus möglich ist, mit
einer Kombination der geprüften Fütterungsbedingungen die Salmonellenprävalenz
zu reduzieren. Allerdings wird es vermutlich in der nächsten Zeit nicht möglich sein
allein
mittels
der
Durchführung
entsprechender
Maßnahmen
subklinische
Salmonelleninfektionen in den Beständen völlig zu verhindern, da es sich hier, wie
bei den meisten aktuellen Krankheitskomplexen, um multifaktorielle Geschehen
handelt, so dass auch verschiedene andere Faktoren (Haltung, Management)
berücksichtigt werden sollten.
Die hier anhand einer experimentellen Infektion mit Salmonella Derby erhobenen
Einflüsse
der
untersuchten
Maßnahmen
bedürfen
einer
Überprüfung
mit
praxisrelevanteren Serovaren. Hier würden sich insbesondere die Serovare S.
Thyphimurium und S. Choleraesuis anbieten.
131
Summary
7. Summary
Papenbrock, Stephanie:
Investigations on prophylactic effects of coarse feed structure and/or
potassium diformate (KDF) on the microflora of the digestive tract under the
conditions of an experimental infection of weaned piglets with Salmonella
Derby
Different dietetic factors to reduce Salmonella spreading in the pig production chain
have to be regarded especially under food safety issues. Due to this fact it is the aim
of this study to examine, whether coarse grinding of the cereals (major ingredients of
feed) and/or potassium diformate addition (1.2%) are abled to reduce Salmonella
shedding, translocation and spreading under the condition of an experimental
infection.
During this trial I tried to answer the following questions:
1. Which are the effects of the coarse grinding of the cereals in the feed on the
chymus of the digestive tract (GIT) ?
2. Does the potassium diformate addition lead to any changes in the chyme
composition?
3. Do the changed chyme conditions result in a changed activity and/or
composition of the intestinal microflora?
4. Is there any possibility to reduce Salmonella shedding and translocation by the
addition of KDF or by coarsly ground cereals in the feed?
5. Is there any possibility to reduce the spreading of Salmonella in the pig
production chain using these dietetic factors?
Due to this fact the experiment was divided into 3 trials, each with 20 (control: n =10;
trial: n =10) weand (28-33 days), Salmonella negative piglets, which were housed at
the Institut for Animal nutrition 12 days before they got experimentally infected. After
adaptation periode (3-4 days) the piglets were fed ad libitum with the feed, used in
the following trial. In the trials the following feeds were tested:
Trial 1 and 3: Control:
cereals finely ground
Trial: cereals coarsely ground, 1.2% KDF addition
Trial 2:
Control:
cereals coarsely ground
Trial: cereals coarsely ground, 1.2% KDF addition
132
Summary
At day 8 after feeding the different diets each of the piglets of trial 1 and 3, and only 2
piglets out of every group in trial 2 were orally infected with 10 ml infection bouillon
(108-109 CFU/ml) of the low pathogenic Salmonella Derby. Faecal Salmonella
excretion was controlled via rectal swap for a period of 16-32 days. Afterwards the
piglets were sacrificed to collect different chyme and tissue samples (mucosa of the
stomach, ileum, caecum and colon as well as tonsils and Lnn. ileocolici). In the
chyme of the different locations dry matter content, pH-values, l-lactate-, formate-,
NH3-, starch-, scfa`s-content were detected as well as particle distribution in the
chyme and the electrolytes and Salmonella-antibodies in the blood. The counts of E.
coli, Lactobacilli and grampositive coccoid bacteria were examined in the chyme of
the digestive tract.
The main results regarding the main questions of this trial are:
To 1.: Coarse grinding of the cereals leads to:
-
a significantly higher ratio of coarse particles (>1mm) in the caecum and colon
chyme
-
a significantly higher starch content in the caecum and colon chyme
a reduced praecaecal starch digestibility
To 2.: Potassium diformate (KDF) addition leads to:
-
a significantly increased formate content in the stomach content
-
a reduced dry matter content in the chyme at some locations
-
significantly increased pH-values in stomach content and urine
-
higher production results
To 3.: Effects of the combination of a coarse grinding and KDF addition on the
microflora are:
-
increased counts of lactobacilli in the chyme (independent from KDF addition)
-
increased amount of grampositive coccoid bacteria (independent from KDF
addition)
-
decreased counts of E. coli (independent from feed structure)
positive influence on the relation between desired/undesired bacteria
-
reduced Salmonella shedding period
-
reduced Salmonella excretion rate
-
reduced translocation of Salmonella
reduced spreading of Salmonella in the herd
possible reduction of Salmonella prevalence in pig herds
133
Summary
The results of this trial show that the tested dietetic factors have the possibility to
reduce Salmonella prevalence in pig herds. But it might not be possible to avoid
subclinical infections with Salmonella in general, because this disease is influenced
by many different factors, which need to be regarded as well (management, rodents).
During this trial the shedding and spreading of Salmonella were influenced by a
coarse grinding and/or potassium diformate addition, but these factors should
additionally be examined under the conditions of an infection with a more common
serovar like S. Thyphimurium or S. Choleraesuis.
134
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150
Anhang
9. Anhang
9.1. Rohdaten
Tabelle 42:
Einzeldaten
zur
Gruppeneinteilung,
Einstallungsgewicht,
Tageszunahmen und der Körpermasse zum Versuchsende in V1
Tier.
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Gruppe
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
KM (kg) Einstallung
8,00
8,80
8,80
8,40
10,00
9,00
9,40
8,00
8,00
9,80
7,40
8,80
9,40
9,20
8,60
9,40
7,40
8,20
9,20
9,00
Tageszunahme (kg) KM (kg) Ausstallung
0,288
19,80
0,284
19,30
0,409
27,20
0,236
16,20
0,297
18,60
0,200
15,20
0,326
23,40
0,369
22,40
0,259
15,00
0,309
20,60
0,516
30,60
0,307
21,40
0,317
18,60
0,303
20,40
0,461
23,80
0,274
16,80
0,343
19,40
0,284
20,40
0,338
22,40
0,355
20,00
151
Anhang
Tabelle 43:
Einzelergebnisse des Füllungszustands der einzelnen Abschnitte des
Gastrointestinaltraktes (g TS/ kg KM) in V1
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Tabelle 44:
Magen
1,85
6,56
1,61
0,53
2,05
2,72
0,70
0,84
0,95
4,31
0,90
2,47
2,95
1,47
2,21
2,66
6,82
1,63
0,32
0,89
Dünndarm
2,14
1,79
4,50
1,27
2,32
2,01
1,83
1,91
1,24
1,95
2,48
3,04
2,69
2,03
2,62
1,75
3,16
3,17
1,00
1,21
Caecum
0,83
0,73
0,49
0,13
0,92
0,58
0,73
0,48
0,56
0,51
0,74
0,41
0,21
0,30
0,86
0,29
0,59
0,58
0,47
Colon
1,84
2,02
1,31
1,62
2,60
4,90
2,59
3,48
2,24
2,35
2,72
2,39
3,04
1,21
2,12
2,64
3,16
3,32
2,24
2,05
Rectum
0,15
0,31
0,18
0,67
0,16
0,41
0,56
0,72
0,29
0,62
0,68
0,07
0,11
0,15
0,39
0,32
0,29
0,89
0,17
0,23
Einzelergebnisse der TS-Bestimmung im Chymus verschiedener
Abschnitte des Magen-Darm-Traktes in V1
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Magen
11,54
21,17
12,35
13,69
12,90
12,72
8,54
8,41
10,17
16,31
11,07
12,02
14,87
11,64
14,45
18,84
21,03
11,84
9,65
11,85
Dünndarm
10,85
6,77
27,86
10,39
13,35
12,38
13,68
11,86
9,17
9,82
14,56
12,45
13,66
9,39
12,42
13,21
11,67
12,92
7,50
8,18
Caecum
8,72
14,11
11,90
10,44
12,19
12,25
11,46
11,86
9,47
14,61
11,06
14,07
12,86
14,67
11,44
11,77
17,29
10,04
9,64
152
Colon
13,79
8,10
18,04
14,30
14,51
18,60
15,66
15,68
17,30
13,55
18,56
15,01
21,58
6,70
17,90
14,04
12,62
21,02
14,17
12,87
Rectum
23,35
23,96
24,00
20,58
22,86
28,16
25,39
27,05
24,24
26,11
25,06
21,77
24,90
24,05
24,64
24,04
23,36
27,64
25,10
19,09
Anhang
Tabelle 45:
Einzelergebnisse der pH-Werte in verschiedenen Abschnitten des
Verdauungstraktes in V1
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Magen
1,53
2,09
1,48
2,49
1,63
1,37
2,44
1,57
2,28
1,55
2,03
3,09
2,70
3,62
1,54
2,99
3,45
1,76
1,75
1,70
Düda
5,83
5,63
5,96
6,46
5,74
6,08
6,13
6,21
6,35
6,02
6,30
5,42
5,70
5,91
5,68
6,05
5,84
6,35
6,13
5,60
Caecum
5,62
5,10
5,85
5,43
5,36
5,35
5,40
5,52
5,62
5,58
5,40
5,24
5,57
5,56
5,29
5,73
5,32
5,36
5,37
153
Colon
5,65
5,63
5,94
5,86
5,40
6
5,44
5,43
5,72
5,95
5,63
5,54
6,55
5,58
6,08
5,37
5,56
5,76
5,66
5,50
Rectum
6,59
6,64
6,77
6,27
6,08
6,87
7,00
6,09
6,89
6,69
6,31
7,06
6,55
6,56
6,23
6,05
7,06
6,14
6,73
6,36
Harn
5,13
6,86
5,32
6,06
5,04
5,91
6,18
5,42
5,18
6,12
7,70
6,72
6,84
7,30
7,39
6,95
7,89
7,25
-
Anhang
Tabelle 46:
Einzelergebnisse der Partikelgröße in Magen- und Coloninhalt in V1
(in % der TS)
Magen
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
> 3,15mm
0,35
0,37
0,32
0
1,08
0,16
0
4,46
0
0
2,17
3,62
3,08
2,92
0,82
0,84
0
0,17
1,87
0,67
2-3,15mm
1,55
0,84
0
1,08
0,46
2,84
0,45
0,74
0
2,27
16,25
16,12
11,13
11,15
9,54
8,88
2,76
7,44
5,84
8,08
1-2mm
12,26
11,14
10,5
18,16
19,35
25,59
8,07
13,61
10,96
18,61
30,51
29,28
25,6
19,73
22,48
20,48
15,02
37,69
10,98
34,34
0,56-1mm
18,65
14,89
18,9
17,34
21,04
20,54
57,85
15,35
15,58
12,53
14,62
16,45
13,54
12,86
12,53
9,2
8,46
11,74
8,18
16,5
0,2-0,56mm
15,2
13,2
14,22
15,45
19,82
17,69
16,37
15,84
14,42
9,55
13,36
13,98
12,33
36,36
10,35
9,09
8,27
11,07
11,68
14,48
<0,2mm
51,99
59,55
56,06
47,97
44,39
33,18
17,26
50
59,04
57,04
23,1
20,56
34,32
16,98
44,28
51,52
65,49
31,9
61,45
25,93
> 3,15mm
0
0,49
0
1,12
4
0
0,49
2-3,15mm
0
0,74
0
0,84
0,28
0
0,86
1-2mm
2,87
1,47
3,88
1,68
11,58
4,39
4,44
0,56-1mm
10,33
6,14
13,45
6,71
11,58
10,28
11,48
0,2-0,56mm
21,38
3,02
26,91
24,62
26,33
19,38
15,31
<0,2mm
65,42
78,13
55,76
65,03
46,24
65,95
67,14
0,46
0,57
4,93
13,06
17,07
63,92
0
0,26
6,86
0,84
0,33
0
0
0,19
0,27
0,16
1,72
1,94
12,43
2,74
1,11
0,71
0
1,5
0,55
0
13,87
8,66
22,08
11,46
8,01
4,96
6,22
10,01
5,08
5,45
13,23
11,5
11,13
13,01
11,9
10,62
13,84
13,47
11,8
11,68
11,61
13,44
22,54
14,43
11,68
15,44
31,88
21,33
18,38
14,8
59,97
64,21
24,95
57,51
66,96
68,27
48,06
53,51
63,92
67,91
Colon
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
154
Anhang
Tabelle 47:
Einzelergebnisse des Stärkegehalts in Caecum und Colon in V1 (in
g/kg)
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Tabelle 48:
Caecum
41,32
39,13
47,80
38,64
65,22
36,95
34,75
116,31
47,83
85,88
56,52
80,44
83,70
-
Colon
43,48
43,48
75,00
27,10
40,22
36,96
45,66
53,27
36,96
36,96
58,60
68,48
70,66
90,22
37,00
59,79
73,92
39,13
76,10
Einzeldaten der Formiatkonzentration im Chymus verschiedener
Abschnitte des Gastrointestinaltraktes in V1 (in mg/l uS)
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Magen
21,21
27,47
18,18
24,07
28,68
8,49
11,44
4,42
25,77
13,92
216,19
478,85
536,11
87,17
126,02
466,62
878,35
284,36
23,33
43,89
Düda
100,21
48,79
482,53
69,35
249,21
549,76
404,22
466,09
458,33
236,36
783,10
339,09
354,94
130,15
171,99
449,70
244,56
553,64
303,41
217,62
Caecum
18,36
26,11
20,14
12,32
5,97
2,52
19,23
5,19
22,30
37,23
25,67
22,47
31,87
24,17
798,64
6,01
38,71
417,39
155
Colon
54,12
19,14
22,15
24,20
29,13
8,74
8,98
2,99
24,97
4,72
22,30
19,38
30,58
19,27
35,43
21,72
11,49
5,49
12,18
9,76
Anhang
Tabelle 49:
Einzeldaten der Ammoniakkonzentration im Chymus verschiedener
Abschnitte des Verdauungstraktes in V1
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Tabelle 50:
Magen
4,07
4,16
1,95
3,83
3,44
3,99
4,93
5,44
2,82
4,93
1,35
2,74
2,31
9,28
2,14
2,36
1,50
0,96
0,83
3,67
Düda
7,88
8,53
3,19
8,17
8,64
9,68
7,26
9,76
6,51
8,75
3,91
7,54
7,66
8,18
4,57
5,46
3,03
5,15
6,99
3,23
Caecum
9,82
keinChymus
7,85
28,47
4,04
26,66
19,50
12,55
6,51
23,10
3,75
6,61
4,93
8,53
5,98
5,46
9,98
19,50
24,50
6,09
Colon
10,26
22,52
4,42
28,47
10,98
35,81
14,43
14,23
8,49
18,80
7,85
13,36
7,66
6,62
17,43
11,55
8,75
14,43
32,84
7,84
Einzergebnisse der L-Laktat Bestimmung im Chymus verschiedener
Abschnitte des Verdauungstraktes in V1 (in mmol/kg)
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Magen
2,45
3,90
1,06
1,84
1,40
0,61
2,50
0,87
1,02
1,51
1,46
4,48
2,04
1,84
3,08
3,08
3,36
1,64
3,38
1,19
Düda
47,86
36,27
25,89
16,24
53,24
19,90
26,71
15,43
15,83
22,89
13,69
47,20
33,32
16,24
59,19
n.n.
26,06
24,29
18,84
13,37
Caecum
5,31
k.Probe
8,65
n.n.
k.Probe
< 0,1
0,10
0,15
< 0,1
< 0,1
n.n.
1,02
0,16
0,11
n.n.
0,10
7,45
< 0,1
< 0,1
2,96
156
Colon
< 0,1
3,58
0,19
n.n.
0,18
< 0,1
0,16
< 0,1
< 0,1
< 0,1
n.n.
n.n.
0,08
n.n.
< 0,1
< 0,1
< 0,1
< 0,1
8,73
< 0,1
Anhang
Tabelle 51:
Einzeldaten
der
LPS-Bestimmung
im
Inhalt
verschiedener
Darmabschnitte in V1 in µg/g TS
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Düda
0,32
0,32
1,00
0,10
0,32
0,18
0,56
0,18
0,18
0,32
0,32
0,56
0,56
0,10
0,32
31,60
0,10
1,00
1,00
1,00
Tabelle 52:
Caecum
31,60
10,00
31,60
10,00
56,20
100,00
31,60
31,60
100,00
31,60
31,60
31,60
31,60
31,60
31,60
10,00
100,00
100,00
10,00
Colon
100,00
31,60
10,00
56,20
31,60
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
31,60
56,20
56,20
31,60
0,56
56,20
100,00
100,00
31,60
Einzelwerte der Elektrolyt- (in mg/kg) und Harstoffgehalte (in mg/dl)
im Blutplasma in V1
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Na
328,00
328,00
329,00
344,00
349,00
337,00
318,00
307,00
267,00
306,00
331,00
336,00
337,00
325,00
322,00
306,00
300,00
315,00
303,00
316,00
K
16,30
14,90
15,60
14,30
14,90
15,90
14,00
14,80
14,90
15,50
16,80
14,80
17,80
15,70
17,50
17,20
18,00
14,40
16,70
16,50
Cl
328,00
352,66
357,36
355,01
353,83
356,16
349,18
349,18
349,18
346,85
345,60
340,91
378,52
369,12
353,83
335,21
344,52
346,85
349,18
351,51
157
Harnstoff
3,89
4,94
2,61
3,1
3,64
5,39
3,98
4,94
4,03
4,15
4,93
4,19
3,72
4,91
2,76
3,73
5,81
3,12
3,36
2,43
Anhang
Tabelle 53:
Einzelwerte der zum Tötungszeitpunkt im Blutplasma ermittelten
Salmonellen-Antikörper-Titer (in % OD) in V1
K
V
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
OD
2
1
36
1
1
17
4
8
13
1
Tabelle 54:
Tier Nr.
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Einzelergebnisse
OD
9
1
1
21
8
8
35
6
6
4
der
Mikrobiologischen
Untersuchung
der
Rektaltupfer (1 =negativ, 2 =positiv) in V1
Tag
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
-3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1
1
2
2
3
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
1
1
2
2
1
2
4
2
2
2
2
1
2
2
1
2
2
2
1
1
2
2
2
2
5
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
6
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1
1
2
7
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
1
1
2
1
2
8
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
2
2
1
1
1
1
1
9
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
2
2
1
1
1
1
1
10
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
1
1
2
1
1
1
12
1
2
1
2
2
2
2
1
1
2
2
1
1
2
1
1
2
14
2
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
1
1
1
1
1
2
16
2
1
2
1
1
1
2
1
1
2
2
1
1
1
1
1
1
20
2
1
1
2
16
1
2
2
2
2
2
2
1
2
1
1
1
18
1
2
1
1
2
1
1
1
1
1
2
20
1
1
2
1
2
2
2
1
1
1
1
158
24
1
2
2
28
1
32
2
2
1
2
2
2
2
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1
1
Anhang
Tabelle 55:
Einzelergebnisse der qualitativen Untersuchung von Organproben auf
Salmonellen in V1 (0=negativ, 1=positiv)
Tier
Tonsillen
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Tabelle 56:
Ln.ileoc.
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
Magen
1
1
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
Düda
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
Caecum
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
Colon
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
Gesamtzahl der coliformen Keime und Lactobacillen im Chymus
verschiedener Abschnitte des Verdauungstraktes (lg KBE/g) in V1
Tier
1
3
5
7
9
11
13
15
17
19
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Magen
E. coli
Lactob.
1,80
7,60
1,20
8,30
2,20
5,30
6,00
6,10
7,10
8,00
5,80
5,40
7,40
2,20
6,10
1,40
8,50
7,60
7,10
7,90
8,30
8,10
5,80
-
Dünndarm
E. coli
Lactob.
4,80
7,20
4,60
8,70
4,60
7,10
2,80
6,20
4,80
8,50
5,70
8,40
4,00
6,90
6,00
6,20
5,80
7,50
5,60
9,00
4,60
8,70
5,00
9,50
3,70
8,90
2,20
8,00
3,00
9,00
5,80
8,00
3,60
8,30
4,00
8,80
3,60
7,40
5,10
6,40
159
Caecum
E. coli
Lactob.
5,90
9,50
5,70
8,80
4,50
8,30
4,70
9,10
6,50
9,10
4,60
9,40
5,40
8,80
5,10
7,70
5,90
9,40
4,70
8,90
5,70
9,70
5,10
9,40
5,90
9,50
5,90
9,80
5,70
9,30
4,80
9,30
5,80
9,50
4,50
8,60
4,60
8,00
Colon
E. coli
Lactob.
5,70
9,40
6,30
9,00
5,50
9,30
4,50
8,80
5,00
9,70
7,10
8,40
5,00
8,80
5,30
8,20
5,30
8,70
5,70
9,60
5,00
9,10
6,00
10,10
4,80
9,80
5,30
10,20
6,10
10,40
5,00
9,40
4,40
9,60
5,20
9,50
5,40
9,00
4,90
8,40
Anhang
Tabelle 57:
Einzeldaten
zur
Gruppeneinteilung,
Einstallungsgewicht,
Tageszunahmen und der Körpermasse zum Versuchsende in V2
Tier
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Gruppe
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
V
V
V
V
V
V
V
V
V
V
KM (kg)
Einstallung
10,8
9,8
12,0
11,6
11,4
10,8
11,4
13,8
10,6
11,2
10,0
9,6
11,6
11,4
13,4
9,8
10,8
11,8
12,8
11,0
Tageszunahme
(kg)
0,632
0,636
0,556
0,531
0,658
0,370
0,620
0,787
0,441
0,465
0,566
0,458
0,606
0,595
0,810
0,522
0,622
0,616
0,545
0,636
160
KM (kg)
Ausstallung
34,2
30,8
34,8
27,0
41,0
23,0
36,8
49,2
23,4
28,4
26,4
30,2
31,6
33,4
46,6
31,2
38,8
34,6
28,6
32,0
Anhang
Tabelle 58:
Einzelergebnisse des Füllungszustands der einzelnen Abschnitte des
Gastrointestinaltraktes (g TS/ kg KM) in V2
Tier
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Tabelle 59:
Magen
0,76
0,00
1,40
1,69
2,37
2,03
1,98
0,46
1,31
3,84
0,96
2,01
0,00
0,06
0,65
4,41
0,30
2,14
1,68
2,18
Dünndarm
1,81
0,00
1,21
8,13
1,73
1,49
2,13
1,15
1,72
1,78
3,18
2,10
0,00
0,54
1,66
1,63
0,43
1,55
1,98
2,53
Caecum
0,28
0,00
0,51
1,38
0,53
0,46
0,71
0,79
0,81
0,39
1,19
0,98
0,00
0,56
1,01
1,10
0,50
1,18
0,99
0,37
Colon
2,82
0,00
2,01
2,59
3,59
2,14
2,11
1,85
2,55
2,56
2,29
2,56
0,00
1,84
2,02
2,03
1,85
1,81
3,03
2,31
Rectum
0,54
0,00
0,43
1,00
0,39
0,16
0,54
0,33
0,85
0,41
1,93
0,36
0,00
0,39
0,58
0,25
0,46
0,50
0,49
0,30
Einzelergebnisse der TS-Bestimmung im Chymus verschiedener
Abschnitte des Magen-Darm-Traktes in V2
Tier
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Magen
11,07
Dünndarm
12,97
Caecum
11,43
Colon
15,48
Rectum
25,82
13,04
16,91
20,98
15,77
13,14
13,52
24,86
20,27
20,45
12,40
8,73
28,51
10,01
14,90
13,09
10,97
13,23
12,25
17,59
10,77
11,13
7,89
12,83
10,05
15,17
14,11
11,71
13,96
19,61
11,16
15,54
11,20
15,31
15,93
16,35
18,64
16,48
14,86
15,83
15,49
25,11
18,45
25,99
21,61
24,63
29,35
33,13
26,20
35,82
25,74
2,73
12,69
20,11
5,97
16,82
12,35
11,71
9,68
12,31
12,26
11,70
11,39
14,78
12,66
12,94
11,54
14,10
14,58
14,03
15,61
15,27
20,86
17,47
17,55
18,35
19,36
18,21
17,26
26,70
26,16
24,57
24,21
28,64
26,21
26,34
161
Anhang
Tabelle 60:
Einzelergebnisse der pH-Werte in verschiedenen Abschnitten des
Verdauungstraktes in V2
Tier
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Magen
2,14
1,92
1,87
1,70
2,16
1,74
0,96
1,41
1,79
2,71
2,31
2,09
5,14
2,34
3,53
2,70
1,69
2,70
2,01
6,60
Tabelle 61:
Dünndarm
5,80
5,99
6,49
6,32
5,94
6,14
5,27
5,57
6,36
6,62
5,75
6,52
6,74
7,56
5,77
6,04
6,09
6,81
5,83
6,60
Caecum
5,19
5,57
5,41
5,35
5,28
5,16
5,34
4,99
5,72
5,18
5,20
6,48
5,42
5,36
5,25
5,15
5,30
4,98
5,24
5,36
Colon
5,56
6,28
5,54
5,58
5,50
5,44
5,52
5,25
5,45
5,56
5,58
5,44
5,82
5,92
5,60
5,52
5,29
5,30
5,44
5,40
Harn
6,56
7,09
6,56
5,65
6,30
6,07
5,61
6,21
6,23
6,35
7,33
7,42
7,13
6,99
7,30
7,92
7,55
7,18
6,73
7,10
Einzelwerte der Elektrolyt- (in mg/kg) und Harstoffgehalte (in mg/dl)
im Blutplasma in V2
Tier
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Rectum
6,33
6,61
6,49
6,55
6,70
6,22
6,42
6,44
6,47
6,28
6,47
6,34
6,30
6,53
6,71
7,07
6,69
6,48
6,45
6,50
Na
329,50
327,00
316,00
332,00
317,00
320,50
322,00
323,00
311,50
321,00
292,00
317,00
344,00
319,00
311,00
434,00
306,50
317,50
95,35
328,00
K
14,90
17,00
14,85
15,90
15,10
14,50
14,15
14,05
15,90
15,80
13,05
16,65
13,30
10,90
21,10
18,95
15,75
15,50
4,44
16,90
Cl
351,41
359,78
347,83
358,59
356,20
363,45
362,24
373,11
365,87
348,93
314,36
355,00
374,12
356,20
363,37
361,04
368,28
362,24
363,45
341,63
162
Harnst.
2,71
0,74
4,47
4,37
5,22
3,34
2,57
4,42
3,21
3,85
3,16
4,07
4,10
2,56
4,75
2,70
2,04
2,41
3,09
4,23
Anhang
Tabelle 62:
Einzelwerte
der
im
Blutplasma
und
Fleischsaft
ermittelten
Salmonellen-Antikörper-Titer (in % OD) in V2
K
Tier
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
3d a.i.
3
3
3
3
3
5
5
3
3
3
Tabelle 63:
V
Tötung
21
4
12
3
6
12
6
25
10
25
Fleischsaft
20
9
26
6
15
40
21
47
3
80
Einzelergebnisse
der
Tier
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
3d a.i.
3
4
3
4
3
8
7
3
3
3
mikrobiologischen
Tötung
18
3
4
12
71
5
16
11
3
3
Fleischsaft
33
7
9
26
120
8
42
21
5
3
Untersuchung
der
Rektaltupfer (1=negativ, 2=positiv) in V2
Tag
-3
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
14
16
20
24
21
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
23
1
1
2
2
2
2
2
1
1
2
1
1
1
1
25
1
2
2
2
2
1
2
2
1
1
2
2
2
1
1
1
27
1
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
29
1
2
2
2
2
1
1
2
2
1
1
2
2
2
2
2
31
1
1
2
2
1
1
1
2
2
2
1
1
1
1
33
1
2
1
1
2
1
1
1
1
1
2
2
2
2
1
1
35
1
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
2
2
1
1
1
37
1
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
39
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
1
1
2
2
2
2
2
1
1
2
1
1
1
2
2
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
2
2
1
1
1
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
2
2
2
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
163
1
28
32
2
Anhang
Tabelle 64:
Einzelergebnisse der qualitativen Untersuchung von Organproben auf
Salmonellen in V2 (0=negativ, 1=positiv)
Tier
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Tabelle 65:
Tonsillen
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
Ln.ileoc.
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
Gesamtzahl
der
Magen
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
coliformen
Düda
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
Keime
Caecum
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
im
Colon
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
Chymus
verschiedener
Abschnitte des Verdauungstraktes (lg KBE/g) in V2
Tier
21
23
25
27
29
31
33
35
37
39
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
Magen
2,23
4,52
-
Dünndarm
5,74
5,74
5,83
2,90
4,85
2,54
6,15
6,83
6,23
5,41
5,45
3,08
3,43
4,83
4,68
6,04
4,30
3,11
-
Caecum
5,04
5,36
5,18
4,23
6,08
5,65
5,15
4,23
6,15
5,81
4,58
4,74
5,85
5,23
4,91
5,92
4,89
3,52
-
164
Colon
6,08
4,94
4,72
4,11
6,04
5,34
4,43
5,83
6,18
4,78
5,28
4,81
4,52
5,34
5,45
5,62
5,11
4,34
-
Anhang
Tabelle 66:
Einzeldaten
zur
Gruppeneinteilung,
Einstallungsgewicht,
Tageszunahmen und der Körpermasse zum Versuchsende in V3
Tier
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
V10
Tabelle 67:
KM (kg) Einstallung
11,4
11,2
13,6
11,2
10,6
11,6
12,6
12,6
12,2
12,4
11,8
11,4
12,3
10,8
10,6
11,2
11,2
12,8
Tageszunahme
0,568
0,461
0,816
0,706
0,643
0,621
0,497
0,721
0,67
0,784
0,689
0,784
0,727
0,638
0,606
0,726
0,572
0,484
KM (kg) Tötung
32,4
27,8
44,6
36,6
34,4
35,2
31
40
37
42,2
38
41,2
39,2
34,4
32,4
38,8
31,8
31,2
Einzelwerte der Elektrolyt- (in mg/kg) und Harstoffgehalte (in mg/dl)
im Blutplasma in V3
Tier
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
V10
Na
327,0
330,5
329,0
327,0
321,5
321,5
323,5
329,5
317,5
323,5
320,5
319,0
321,5
314,0
326,5
315,0
181,0
329,0
K
13,55
13,45
16,70
13,30
11,65
14,60
14,50
14,15
16,30
13,70
17,15
13,45
14,55
12,85
14,45
15,25
9,95
17,80
Cl
341,12
333,03
364,25
358,47
341,12
346,91
355,00
371,19
374,45
373,24
383,21
352,65
350,30
359,70
358,53
351,47
346,91
349,22
165
Harnstoff
3,43
3,05
4,97
4,24
2,97
3,23
4,16
3,49
4,56
2,99
3,90
4,16
2,96
4,02
2,85
3,27
3,73
3,36
Anhang
Tabelle 68:
Einzelwerte
der
im
Blutplasma
und
Fleischsaft
ermittelten
Salmonellen-Antikörper-Titer (in % OD) in V3
Tier
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
V10
3d a.i.
1
1
1
1
1
1
1
1
6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
10d p.i.
1
1
1
6
1
1
1
1
1
1
1
1
8
7
1
1
7
1
a) Maximalwert überschritten
Tabelle 69:
Einzelergebnisse
20d. P.i.
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
18
1
1
der
Tötung
1
1
1
1
1
1
1
1
6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Fleischsaft
9
31
30
7
36
8
23
12
38
46
10
1
11
1
9
1
49
200a
mikrobiologischen
Untersuchung
der
Rektaltupfer (1=negativ, 2=positiv) in V3
Tag K1
-3 1
2 2
3 2
4 2
5 2
6 2
7 2
8 1
9 2
10 2
11 2
12 1
13 2
14 2
15 1
17 2
18 2
20 1
24 1
K2
1
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
1
2
2
1
1
K3
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
K4
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
1
1
K5
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
1
1
2
1
1
1
1
1
K6
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
K7
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
1
1
2
2
1
1
1
1
K8
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
1
1
V1
1
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
166
V2
1
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
V3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
V4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
V5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
V6
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
V7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
V8
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
V9 V10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Anhang
Tabelle 70:
Einzelergebnisse der qualitativen Untersuchung von Organproben auf
Salmonellen in V3 (1=negativ, 2=positiv)
Tier
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
V10
Tons
1
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
2
1
1
2
2
1
1
Tabelle 71:
Lnn
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
Ma
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Dü
2
2
2
1
1
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Cae
2
1
1
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
2
1
1
Col
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
1
1
1
Gesamtzahl der grampositiven Kokken im Colonchymus (lg KBE/g) in
V3
Tier
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V9
V10
Verd
9
8
9
8
8
9
9
9
8
8
8
6
7
7
7
7
7
7
B1
16
6
4
16
15
2
8
7
5
12
9
10
9
5
5
6
2
6
B2
10
4
5
10
9
12
12
5
4
8
4
5
8
2
4
8
2
8
B3
10
8
6
8
10
8
13
10
3
10
6
14
4
9
3
4
2
9
Verd
8
8
7
6
7
7
7
7
7
7
7
6
7
6
6
7
7
7
167
St1
2
6
3
2
11
2
2
4
1
6
4
9
2
6
2
3
2
2
St2
3
4
5
6
8
4
1
13
1
3
4
4
3
10
4
14
3
12
St3
10
0
6
5
9
2
2
8
5
2
2
2
5
11
13
9
3
0
Anhang
9.2. Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Zusammensetzung der Flora des caudalen Dünndarms bei
Absetzferkeln......................................................................................................15
Tabelle 2: Zusammensetzung der Flora des Colon ascendens bei Absetzferkeln ....15
Tabelle 3: Keimzahlen von E. coli und Lactobacillen im Bereich des caudalen
Dünndarmdrittels von Absetzferkeln...................................................................16
Tabelle 4: Keimzahlen von E. coli und Lactobacillen im Bereich des Colon
ascendens von Absetzferkeln.............................................................................16
Tabelle 5: Im Rahmen der Salmonellenüberwachung in Dänemark
durchgeführte Untersuchungen ..........................................................................34
Tabelle 6: Einteilung der Betriebe in Kategorien nach Salmonellenprävalenz
und resultierende Restriktionen..........................................................................35
Tabelle 7: Futtermittelzusammensetzung in den Versuchen 1,2 und 3 .....................46
Tabelle 8: Partikelgröße innerhalb der Alleinfutter (Anteil in %).................................47
Tabelle 9: Nährstoff- und Energiegehalte der eingesetzten Mischfutter (g/kg TS).....48
Tabelle 10:
Versuchsablauf Versuch 1 und 2 (je 2 Durchgänge)............................50
Tabelle 11:
Versuchsablauf im Versuch 3 ..............................................................51
Tabelle 12:
Untersuchungsparameter Versuche 1 / 2 / 3........................................53
Tabelle 13:
Biochemisches Reaktionsmuster für E.coli und Salmonellen...............62
Tabelle 14:
Ermittelte TS-Gehalte im Kot von Absetzferkeln ..................................69
Tabelle 15:
Füllung einzelner Abschnitte des GIT zum Zeitpunkt der Tötung .......70
Tabelle 16:
TS-Gehalt des Chymus in verschiedenen Abschnitten des GIT ..........70
Tabelle 17:
pH-Werte im Magendarminhalt sowie im Harn von Absetzferkeln .......71
Tabelle 18: Zusammensetzung des Mageninhalts nach Partikelgröße .....................72
Tabelle 19: Zusammensetzung des Coloninhalts nach Partikelgröße .......................72
Tabelle 20:
Formiat-Gehalt im Chymus (in mg/l) im Versuch 1 ..............................74
Tabelle 21:
NH3-Gehalt im Chymus (in mmol/kg) ...................................................74
Tabelle 22:
L-Laktat-Konzentration im Chymus (in mg/l) ........................................75
Tabelle 23:
Summe der flüchtigen Fettsäuren im Chymus des GIT von
Absetzferkeln der Kontroll- und Versuchsgruppe (in mmol/l)..............................76
Tabelle 24:
LPS-Gehalt im Chymus ( in µg/g TS)...................................................76
Tabelle 25:
Elektrolytgehalt im Plasma (in mg/kg) ..................................................77
Tabelle 26:
Salmonellennachweis in Organproben (positive/n) ..............................79
168
Anhang
Tabelle 27:
Anzahl KBE von Lactobacillen und E. coli im Chymus der
Abschnitte des GIT .............................................................................................80
Tabelle 28.
Füllung einzelner Abschnitte des GIT zum Zeitpunkt der Tötung.........82
Tabelle 29.
TS-Gehalt des Chymus in verschiedenen Abschnitten des GIT ..........83
Tabelle 30:
pH-Wert im Chymus.............................................................................83
Tabelle 31:
Formiat-Gehalt im Chymus (in mg/l) ....................................................84
Tabelle 32:
L-Laktat-Konzentration im Chymus (in mg/l) ........................................85
Tabelle 33:
Summe der flüchtigen Fettsäuren im Chymus des GIT (in mmol/l)......85
Tabelle 34:
Elektrolytgehalt im Plasma (in mg/kg) ..................................................86
Tabelle 35:
Salmonellen Antikörper-Titer in Plasma und Fleischsaft ......................87
Tabelle 36:
Salmonellennachweis in Organproben (positive/n) ..............................89
Tabelle 37:
Bakterieller Keimgehalt im Chymus der Abschnitte des GIT................89
Tabelle 38:
Elektrolytgehalt im Plasma (in mg/kg) ..................................................91
Tabelle 39:
Ergebnisse der Salmonellen-AK-Bestimmung in Blut und
Fleischsaft (in OD %) (Versuch 3) ......................................................................93
Tabelle 40: Zusammenfassung der Ergebnisse des 3. Versuchs bezüglich der
faecalen Salmonellenausscheidung ...................................................................94
Tabelle 41:
Salmonellennachweis in verschiedenen Organproben vonTieren
der Kontroll- und Versuchsgruppe (positive/n) ...................................................95
Tabelle 42:
Einzeldaten zur Gruppeneinteilung, Einstallungsgewicht,
Tageszunahmen und der Körpermasse zum Versuchsende in V1...................151
Tabelle 43:
Einzelergebnisse des Füllungszustands der einzelnen Abschnitte
des Gastrointestinaltraktes (g TS/ kg KM) in V1...............................................152
Tabelle 44:
Einzelergebnisse der TS-Bestimmung im Chymus verschiedener
Abschnitte des Magen-Darm-Traktes in V1......................................................152
Tabelle 45:
Einzelergebnisse der pH-Werte in verschiedenen Abschnitten des
Verdauungstraktes in V1 ..................................................................................153
Tabelle 46:
Einzelergebnisse der Partikelgröße in Magen- und Coloninhalt in
V1 (in % der TS)...............................................................................................154
Tabelle 47:
Einzelergebnisse des Stärkegehalts in Caecum und Colon in V1
(in g/kg) 155
Tabelle 48:
Einzeldaten der Formiatkonzentration im Chymus verschiedener
Abschnitte des Gastrointestinaltraktes in V1 (in mg/l uS) .................................155
169
Anhang
Tabelle 49:
Einzeldaten der Ammoniakkonzentration im Chymus
verschiedener Abschnitte des Verdauungstraktes in V1 ..................................156
Tabelle 50:
Einzergebnisse der L-Laktat Bestimmung im Chymus
verschiedener Abschnitte des Verdauungstraktes in V1 (in mmol/kg)..............156
Tabelle 51:
Einzeldaten der LPS-Bestimmung im Inhalt verschiedener
Darmabschnitte in V1 in µg/g TS......................................................................157
Tabelle 52:
Einzelwerte der Elektrolyt- (in mg/kg) und Harstoffgehalte (in
mg/dl) im Blutplasma in V1...............................................................................157
Tabelle 53:
Einzelwerte der zum Tötungszeitpunkt im Blutplasma ermittelten
Salmonellen-Antikörper-Titer (in % OD) in V1 ..................................................158
Tabelle 54:
Einzelergebnisse der Mikrobiologischen Untersuchung der
Rektaltupfer (1 =negativ, 2 =positiv) in V1........................................................158
Tabelle 55:
Einzelergebnisse der qualitativen Untersuchung von Organproben
auf Salmonellen in V1 (0=negativ, 1=positiv) ...................................................159
Tabelle 56:
Gesamtzahl der coliformen Keime und Lactobacillen im Chymus
verschiedener Abschnitte des Verdauungstraktes (lg KBE/g) in V1 .................159
Tabelle 57:
Einzeldaten zur Gruppeneinteilung, Einstallungsgewicht,
Tageszunahmen und der Körpermasse zum Versuchsende in V2...................160
Tabelle 58:
Einzelergebnisse des Füllungszustands der einzelnen Abschnitte
des Gastrointestinaltraktes (g TS/ kg KM) in V2...............................................161
Tabelle 59:
Einzelergebnisse der TS-Bestimmung im Chymus verschiedener
Abschnitte des Magen-Darm-Traktes in V2......................................................161
Tabelle 60:
Einzelergebnisse der pH-Werte in verschiedenen Abschnitten des
Verdauungstraktes in V2 ..................................................................................162
Tabelle 61:
Einzelwerte der Elektrolyt- (in mg/kg) und Harstoffgehalte (in
mg/dl) im Blutplasma in V2...............................................................................162
Tabelle 62:
Einzelwerte der im Blutplasma und Fleischsaft ermittelten
Salmonellen-Antikörper-Titer (in % OD) in V2 ..................................................163
Tabelle 63:
Einzelergebnisse der mikrobiologischen Untersuchung der
Rektaltupfer (1=negativ, 2=positiv) in V2..........................................................163
Tabelle 64:
Einzelergebnisse der qualitativen Untersuchung von Organproben
auf Salmonellen in V2 (0=negativ, 1=positiv) ...................................................164
Tabelle 65:
Gesamtzahl der coliformen Keime im Chymus verschiedener
Abschnitte des Verdauungstraktes (lg KBE/g) in V2 ........................................164
170
Anhang
Tabelle 66:
Einzeldaten zur Gruppeneinteilung, Einstallungsgewicht,
Tageszunahmen und der Körpermasse zum Versuchsende in V3...................165
Tabelle 67:
Einzelwerte der Elektrolyt- (in mg/kg) und Harstoffgehalte (in
mg/dl) im Blutplasma in V3...............................................................................165
Tabelle 68:
Einzelwerte der im Blutplasma und Fleischsaft ermittelten
Salmonellen-Antikörper-Titer (in % OD) in V3 ..................................................166
Tabelle 69:
Einzelergebnisse der mikrobiologischen Untersuchung der
Rektaltupfer (1=negativ, 2=positiv) in V3..........................................................166
Tabelle 70:
Einzelergebnisse der qualitativen Untersuchung von Organproben
auf Salmonellen in V3 (1=negativ, 2=positiv) ...................................................167
Tabelle 71:
Gesamtzahl der grampositiven Kokken im Colonchymus (lg
KBE/g) in V3.....................................................................................................167
171
Anhang
9.3. Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Chymuszusammensetzung nach Partikelgröße (in % der TS).............72
Abbildung 2: Stärkegehalt in Caecum und Colon von Absetzferkeln bei Einsatz
des üblichen bzw. grob vermahlenen Mischfutters (in g/kg) ...............................73
Abbildung 3: Anteil positiver Rektaltupferproben und
Salmonellenausscheidungsdauer in Tagen (Versuch 1) ....................................78
Abbildung 4: Anteil positiver Rektaltupferproben und
Salmonellenausscheidungsdauer in Tagen (Versuch 2) ....................................88
Abbildung 5: Gesamtzahl grampositiver Kokken im Colonchymus von
Absetzferkeln der Kontroll- und Versuchsgruppe (Kontrollfutter=feine
Vermahlung ohne KDF; Versuchsfutter=grob + KDF) ........................................96
172
Danksagung
Meinen besonderen Dank möchte ich Herrn Prof. Dr. J. Kamphues für die
Überlassung des interessanten und aktuellen Themas, die geduldige Betreuung und
den ständigen Willen zur freundlichen Unterstützung aussprechen.
Der BASF-AG danke ich für die stets gute und unkomplizierte Zusammenarbeit sowie
für die finanzielle Unterstützung der Untersuchungen. Besonders sei hier Herrn Dr.
Schöner gedankt, der das Projekt von Anfang an gefördert hat.
Weiterhin möchte ich den Mitarbeitern des Instituts für Mikrobiologie danken: den
Mitarbeitern im Einsendungslabor für die handwerkliche Unterstützung und stete
Aufmunterung, Herrn Merkel für die schnelle und unkomplizierte Lösung von
technischen Problemen beim Verfassen der Dissertation, den Mitarbeitern der
Nährbodenküche für die häufig sehr flexible Produktion von Nährmedien sowie Herrn
Prof. Dr. G. Amtsberg und Frau Dr. J. Versphol für die wohlwollende Begleitung der
Arbeit.
Herzlich bedanken möchte ich mich bei dem Team des Tierhauses, insbesondere bei
Herrn Patzer und Frau Liedtke, die sowohl meine Tiere als auch mich liebevollst
umsorgt haben.
Großer Dank gebührt auch allen anderen Mitarbeitern des Instituts für Tierernährung
für ihren unermüdlichen Einsatz bei der Bewältigung des Probenaufkommens.
Besonderer Dank gilt Frau Schoan und Frau Dörfer für die mir insbesondere in ihrer
Freizeit entgegengebrachte tatkräftige Hilfe bei den Sektionen, dem Laborleiter Herrn
Rust für die Koordination. Frau Dr. Stemme sei ebenfalls für die Unterstützung bei
den Sektionen gedankt, Frau Dr. Vervuert für die hilfreiche Assistenz bei der
Erstellung von Postern und der statistischen Auswertung des Datenmaterials, Frau
Dr. Wolf für die geduldig gewährten Hilfestellungen sowie Herrn Nagel für die
Aufmunterung in kurzen Unterbrechungen des schöpferischen Treibens.
Weiterhin
danke
ich
allen
Mitdoktoranden,
die
stets
zum
fachlichen
Gedankenaustausch sowie zum sozialen Ausgleich am Rande der Dissertation bereit
waren und so entscheidend zum Gelingen der Arbeit beigetragen haben.
Nicht zuletzt möchte ich meinen Eltern danken, die mich in all den Jahren unterstützt
haben und so diese Arbeit ermöglichten. Außerdem sei meiner Schwester und allen
Freunden ausdrücklich gedankt, deren Nerven innerhalb des letzten Jahres durch
mich massiv strapaziert wurden.