Research

Funding: Pfizer Animal Health

Project Details:
Das Insulin-like Growth Factor System setzt sich zusammen aus den Liganden Insulin, IGF-I und IGF-II, den korrespondierenden Rezeptoren (IGF-IR, IGF-IIR, Insulin-R), sowie den bisher entdeckten sieben hochaffinen Bindungsproteinen (IGFBP-1 bis -7)(Gibson et al., 1999; Baumrucker und Erondu,2000).
Der Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor (IGF-I) wird vor allem unter Wachstumshormoneinfluss in der Leber gebildet und wirkt insbesondere als Mediator für Wachstum, Entwicklung und Differenzierung von Zellen, kann aber auch deren Apoptose verhindern (Baumrucker und Erondu, 2000). Die Synthese von IGF-I wird sowohl vom Wachstumshormon (GH) als auch von Prolaktin und anderen Zytokinen reguliert (Sara und Hall, 1990). Zahlreiche wachstumsfördernde Effekte des GH werden durch IGF-I vermittelt (Coleman et al., 1994), wobei allerdings auch eine negative Rückkopplung zwischen IGF-I und der GH-Ausschüttung in der Adenohypophyse (Elsaesser und Parvizi, 1996) besteht. IGF-I besitzt eine ähnliche metabolische Wirkung wie das Insulin. Es fördert die Glukoseaufnahme und senkt die Glukoseproduktion in den Hepatozyten (Sjöberg et al., 1994).
Zwar ist der Hauptsyntheseort des IGF-I die Leber, daneben wird es aber in fast allen Geweben des Körpers produziert. Bei frühtragenden Milchkühen ist nicht nur das Endometrium ein entscheidendes Gewebe für die IGF-I-Synthese, denn auch der Throphoblast und der Embryo selbst produzieren IGF-I, und tragen somit entscheidend zur Etablierung der Frühträchtigkeit bei (Lynch et al. 2010). Zur lokalen Wirkung von IGF-I sind die Bindungsproteine von ausschlaggebender Bedeutung. So wurde beispielweise bereits nachgewiesen, dass das Endometrium vor allem IGFBP-2 und wenig IGFBP-3 produziert. Auch konnte gezeigt werden, dass tragende Tiere im Vergleich zu nicht tragenden Tieren viel mehr IGF-I mRNA im Endometrium besitzen. Es ist bisher hingegen nicht bekannt, inwieweit auch in der Leber Änderungen im GH-IGF-I System bei Tieren auftreten, die an Tag 7 einen Embryo übertragen bekommen und die Trächtigkeit aufrechterhalten, im Vergleich zu Tieren, die durch diesen Transfer nicht tragend werden. Nicht bekannt ist weiterhin, inwieweit bereits bestehende Unterschiede in der GH-IGF-I Achse prädiktiv für die Etablierung einer Trächtigkeit nach einem Embryotransfer sind.

Cooperation Partners:

Olivier Sandra, INRA, UMR1198 Biologie du Développement et Reproduction, F-78352 Jouy-en-Josas, France

Martin Sheldon, Institute of Life Science, School of Medicine, Swansea University, Singleton Park, Swansea SA2 8PP, United Kingdom

Project Details:
Das größte Risiko der Milchkuh an einer sogenannten Produktionserkrankung zu erkranken besteht in der so genannten Transitperiode (DRACKLEY 1999; DEGARIS u. LEAN 2008; F. J. MULLIGAN u. DOHERTY 2008b) welche den Zeitraum von drei Wochen vor bis drei Wochen nach Geburt bei der Kuh umfasst (GRUMMER 1995).
Für diesen Zeitraum werden Erkrankungsraten von etwa 65% beschrieben (FLEISCHER et al. 2001; PIECHOTTA et al. 2012) und für Problembetriebe zudem eine Merzungsrate von bis zu 35% dargelegt (J. W. SMITH et al. 2000; RAJALA-SCHULTZ u. FRAZER 2003). Dieser Umstand ist zum einen aus finanziellen Gründen bedeutsam, da durch die Therapie der Erkrankung selbst sowie durch Milchverluste Kosten entstehen und außerdem der Ersatz einer Kuh durch ein anderes Rind bis zu 20% der Kosten eines Milchviehbetriebes ausmacht (GROHN et al. 2003). Zum anderen sind diese Erkrankungsraten aufgrund eines geringeren Wohlbefindens erkrankter Tiere (F. J. MULLIGAN et al. 2006; F. MULLIGAN u. DOHERTY 2008a) und insbesondere die Merzungsraten bei Milchkühen unter dem Gesichtspunkt des Tierschutzes kritisch zu bewerten (BOOGAARD B.K. 2006; VANHONACKER F. 2007).
Als ein diagnostischer Parameter, mit dem bei Holstein Milchkühen mit einem höheren Risiko für eine Produktionserkrankung bereits zu Beginn der Transit Periode erkannt werden, erwies sich die Plasma Konzentration an Insulin-ähnliche Wachstumsfaktor (Insulin-like Growth Factor, IGF-I) als geeignet. Kühe, die in der Transit Phase erkrankten, wiesen bereits drei Wochen vor dem errechneten Geburtstermin niedrigere IGF-I Konzentrationen auf (PIECHOTTA et al. 2012).
Die IGF-I Produktion wird über die Bindung von hypophysär ausgeschüttetem Wachstumshormon an Wachstumshormonrezeptoren, deren Anzahl in der Leber am höchsten ist, entsprechend zu 80% in der Leber gebildet (FRAGO u. CHOWEN 2005). Außerdem ist von Bedeutung das 95% des IGF-I an Bindungsproteine (IGFBP) gebunden vorliegt (ETHERTON 2004) da diese über ihre Bindung für ein Verbleiben des IGF-I in den Gefäßen sorgen, die Rezeptor abhängigen Wirkungen des IGF-I modulieren und über ihre eigene Bindung an Zelloberflächen ebenso eine vermehrte IGF-I Freisetzung hervorrufen können (Jones und Clemmons 1995).
Es ist derzeit wenig über den Zusammenhang niedriger antpartaler IGF-I und IGFBP Werte und dem Auftreten einzelner Produktionserkrankungen und im Speziellen der metabolischen Erkrankung der Milchkuh, wie beispielweise der Ketose, bekannt. Auch bei der Ketose spielt die Leber welche nicht mehr in der Lage ist, im Überschuss anfallendes Acetyl Co in den Citratzyklus einzuschleusen, eine zentrale Bedeutung (T. F. DUFFIELD et al. 2009).
Allerdings liegen sowohl für IGF-I (SPICER et al. 1993; LUCY 2000; KAWASHIMA et al. 2007) als auch IGFBP2 und IGFBP3 (M. L. RHOADS et al. 2008; RODRIGUEZ et al. 2011) bereits Studien über ihre konzentrationsabhängigen Wirkungen am Ovar des Rindes vor. Aus diesen Gründen soll in der vorliegenden Arbeit die Eignung des Insulin-like Growth Factor I Systems zur Prognose der Gesundheit und Fertilität bei pluriparen Milchkühen untersucht werden.

Cooperation Partners:

Prof. Akio Miyamoto, Graduate School of Animal and Food Hygiene, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine, Inada-machi, Obihiro, Hokkaido, 080-8555, Japan

Funding: Industrie

Project Details:
Die Induktion von lokalen und systemischen Immunreaktionen sowie die Protektion gegen eine Belastungsinfektion werden nach Impfung mit einem neue-Generationsimpfstoff gegen die Newcastle Krankheit im spezifisch Pathogen-freien Huhn sowie Broiler untersucht.

Project Details:
Art und Gehalt an Phosphor in Mischfuttermitteln für Schweine sind überaus variabel, entsprechend schwierig ist eine Einschätzung ihrer P-Versorgung, solange nur der Gesamt-P-Gehalt im Futter deklariert bzw. bekannt ist (nach entsprechender Analyse). In vorausgegangenen laboranalytischen Arbeiten zu dieser Frage wurde deutlich, dass mit der Löslichkeit in Wasser schon wertvolle Hinweise auf den Einsatz von bestimmten anorganischen P-Verbindungen gewonnen werden können, andererseits aber eine Reihe durchaus verdaulicher P-Verbindungen nicht erfasst wird - mit entsprechenden Fehleinschätzungen für die P-Versorgung der Tiere (Nur der verdauliche Phosphor im Futter hat einen Wert für das Tier).
Vor diesem Hintergrund zielen die Untersuchungen auf eine vergleichende Prüfung der P-Löslichkeit in Wasser UND unterschiedlich sauren Lösungen/Medien. Aus dem Vergleich der Ergebnisse sollen nachfolgende Aussagen ermöglicht werden:
1. Die unterschiedliche Löslichkeit spricht für den Einsatz/Zusatz einer bestimmten anorganischen P-Quelle.
2. Der Anteil des löslichen Phosphors am Gesamt-Phosphor lässt eine geringe, mittlere oder auch hohe Verdaulichkeit erwarten.
3. Im Vergleich zum deklarierten P-Gehalt sollen die Anteile des löslichen Phosphors zur Einschätzung der Versorgung dienen.
Letztendlich ist es das Ziel der vorliegenden Arbeiten, die Qualität des im Mischfutter enthaltenen Phosphors zu kontrollieren, was mit dem bisher einzigen Wert zum Gesamt-P-Gehalt im Futter definitiv nicht möglich ist. Schon allein die Verfügbarkeit einer Methode zur Schätzung des verdaulichen Phosphors hätte für die Disziplin und Deklarationstreue bei der Mischfutterherstellung sehr fördernde Effekte.

Project Details:
Diverse Erfahrungen aus dem Dienstleistungsbereich des Instituts sowie der tierärztlichen Praxis zeigen, dass nicht selten bei schweren "Hautreaktionen" von Hunden ("Allergien") auf bestimmte "normale" Mischfuttermittel wie auf spezielle Diätfuttermittel ("hypoallergene" Diäten) ein Komplettverzicht auf diese Produkte und der Ersatz durch "home made diets" unerwartete Erfolge brachten. Nicht selten konnte unter diesen Bedingungen ohne jegliche Cortison-Applikation ein Abklingen der Symptomatik, bisweilen sogar eine wirkliche Heilung erreicht werden.
Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen einer Feldstudie an Patienten, die eine entsprechend lange Vorgeschichte haben (Futtermittel und tierärztliche Maßnahmen betreffend) ein vollständiger Ersatz aller bisher verwendeten Futtermittel (inkl. Snacks und Kaumaterialien) durch Känguru-Fleisch (und Fett sowie ein Mineralstoff-/Vitamin-Supplement) hinsichtlich seiner Auswirkungen differenziert geprüft und bewertet werden. Der Fokus liegt dabei auf der Symptomatik an der Haut sowie am Verdauungstrakt (Verdauungsstörungen und Kotqualität). Die umfassende Anamnese sowie die klinische Untersuchung vor und nach dem Futterwechsel (und zwar im zeitlichen Verlauf) sind dabei die entscheidenden Informationsquellen und Bewertungsgrundlagen.
Letztendlich zielt diese Studie auf eine kritische Überprüfung der immer wieder postulierten besonderen Disposition von Hunden (und Katzen) für "allergische Hautreaktionen" bei längerfristigem Einsatz bestimmter Mischfuttermittel. Auch eine vergleichende Einschätzung zum Wert der auf dem Markt befindlichen Diätfuttermittel ist letztlich von größtem tierärztlichen Interesse.

Project Details:
Gerade in der Jungtierernährung werden zur Ausschöpfung des genetisch bestimmten Wachstumspotentials proteinreiche Einzelkomponenten benötigt, die in Ergänzung zu Getreide und anderen Energieträgern eine insgesamt bedarfsgerechte Proteinversorgung ermöglichen.
Seit dem BSE bedingten Verbot tierischer Eiweißfuttermittel kommen heute im Mischfutter praktisch nur noch pflanzliche Proteinträger zum Einsatz, die aber allesamt auch ihre "Probleme" haben. Beim Sojaextraktionsschrot sind es bestimmte Oligosaccharide (die gerade im Dünndarm ihre negativen Effekte auf die Chymusqualität entfalten und sekundär zu einer forcierten mikrobiellen Fermentation Anlass geben) sowie die hohen Kalium-Gehalte, die insbesondere beim Geflügel eine Verflüssigung der Exkremente bedingen (mit weiteren Nachteilen wie einer feuchten Einstreu, Fußballenentzündungen etc. verbunden).
Vor diesem Hintergrund zielen die Untersuchungen mit zwei ganz unterschiedlichen Ansätzen auf eine Entschärfung des Problems:
Zum einen sollen Sojaqualitäten geprüft werden, die dank neuer Verfahren in der Bearbeitung/Herstellung nur noch geringe Gehalte an Oligosacchariden und/oder Kalium aufweisen, so dass die bekannten nachteiligen Auswirkungen vermieden werden. Zum anderen soll durch eine Kombination von Sojaprotein und anderen Eiweißträgern (die bekannt sind für geringe K-Gehalte bzw. in denen keine Oligosaccharide vorkommen) eine höhere Verträglichkeit - trotz vergleichbar hoher Proteinaufnahme - erreicht werden.
Mittels in-vivo-Untersuchungen an Ferkeln und Küken sowie auf der Basis von in-vitro-Untersuchungen (Ileumchymus von fistulierten Schweinen als Inokulum) sollen die Auswirkungen der in ihrer Zusammensetzung veränderten Komponenten bzw. Kombinationen hinsichtlich ihres Futterwertes sowie ihrer Effekte auf die Magen-Darm-Flora näher geprüft werden. Letztendlich zielen die Versuche auf eine vergleichbar hohe Leistung der Jungtiere bei geringerer Disposition für Verdauungsstörungen, die nicht selten zum Einsatz von Antibiotika führen.

Project Details:
Die Untersuchungen sollen ein tieferes Verständnis für die Auswirkungen der exokrinen Pankreasinsuffizienz (EPI) auf die Verdauung sowie den Umfang des mikrobiellen Abbaus von Nährstoffen ermöglichen und eine Optimierung der Diäten für an EPI- erkrankte Patienten und u. a. an Mukoviszidose erkrankten Kindern erreicht werden. Während aufgrund zahlreicher vorangegangener Dissertationsprojekte umfangreiche Informationen zu den Effekten der experimentell induzierten exokrinen Pankreasinsuffizienz beim adulten Minipig (TABELING, 1998; FASSMANN, 2001; HELDT, 2001; MANDISCHER, 2002; FUENTE-DEGE 2003; KAMMLOTT, 2003; KARTHOFF 2004; BECKER, 2005; ZANTZ, 2006; CLASSEN, 2008; KALLA, 2009; KRAMER, 2010; LOOCK, 2010) vorliegen, liegen bisher einige Daten aus einem Vorversuch sowie einer weiteren Studie mit juvenilen Tieren vor (SCHWARZMAIER, Diss in prep.). In den o.g. Studien wurden anhand indirekter Parameter (u.a. FFS, Laktat?) deutliche Auswirkungen der EPI auf die gastrointestinale Mikroflora belegt - so dass hier gezielt die Auswirkungen der EPI und Rationsgestaltung (u.a. Einsatz verschiedener Stärkearten) auf den Umfang der mikrobiellen Fermentation geprüft werden sollen.
Durch weitere Untersuchungen zur praecaecalen Stärkeverdaulichkeit (in Abhängigkeit von Art und Behandlung der Stärke) soll sowohl in vivo als auch in vitro der Einfluss der bakteriellen Fermentation überprüft werden. Während klassische Verdaulichkeitsuntersuchungen lediglich die Aussage erlauben, ob bzw. in welchem Umfang Stärke verdaut wurde, sollen weitergehende Untersuchungen (u. a. Wasserstoffexhalation; Untersuchung indirekter Marker für die mikrobielle Fermentation) eine Einschätzung des Umfangs der bakteriellen Fermentation ermöglichen, der bisher vermutlich deutlich unterschätzt wird. Die Minimierung der bakteriellen Fermentation durch Einsatz besonders gut verdaulicher Stärkequellen ist u. a. für das Wohlbefinden der Patienten (geringere Meteorismus-Neigung) von Interesse.
Ergänzt werden die Untersuchungen in vivo durch entsprechende in-vitro Versuche, die in größerem Umfang ein "Screening" möglicher Kohlenhydratquellen als geeignete Komponenten für die Ernährung von EPI-Patienten ermöglichen (und geeignete Kombinationen verschiedener Kohlenhydratquellen) und parallel durch Nutzung von Chymus und Kot als Inokulum auch die Frage der praecaecalen und postilealen Fermentationsprozesse kritisch geprüft werden kann. Ohne bzw. mit Adaptation der entsprechenden "Spendertiere" an die Futtermittel kann zudem die Frage nach möglichen adaptiven Prozessen der Mikroflora kritisch geprüft werden.

Cooperation Partners:

Abbott Products GmbH, Dr. K. Witte, Dr. P. Gregory

Project Details:
In den vergangenen Jahren sind vermehrt Probleme in Milchviehbetrieben in Schleswig Holstein aufgetreten, welche scheinbar keine konkrete Ursache haben. Nicht zuletzt wegen dieser ungeklärten Leistungsminderungen und Abnahme der Wirtschaftlichkeit des Betriebszweigs Milchproduktion haben sich Annahmen verbreitet, Ursache könnten mikrobielle Erreger sein (vgl. die Diskussion um den sog. viszeralen Botulismus). Es wird aber ebenfalls diskutiert, dass es konkrete Risikofaktoren gibt, welche die Leistung und Wirtschaftlichkeit eines Betriebes senken. Diese Faktoren gilt es in den Bereichen Hygiene, Tiergesundheit, Haltung und Fütterung der Milchkühe sowie Betriebsmanagement aufzuspüren. Das Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume und die Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein führen daher eine Fall-Kontroll-Studie in insgesamt 100 Betrieben in Schleswig-Holstein durch, wobei die Zellzahl, die Lebensleistung der Abgangskühe und die Abgangsrate als Kriterien für die Zuordnung in die Fall- bzw. Kontrollgruppe gelten. Die Studie läuft über ein Jahr und besteht aus Interviews mit Fragebögen und Betriebsbegehungen, sowie Informationen vom Landeskontrollverband Schleswig-Holstein.
Das Projekt ist als Pilotphase generell konzeptionell ausgerichtet und zielt darauf ab, generierte Hypothesen in Folgeprojekten zu untersuchen bzw. identifizierte Indikatoren zu verifizieren. Die Aufgaben des Instituts für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover konzentrieren sich auf die wissenschaftliche Beratung und Auswertung des Pilotprojekts. Die Auswertung beinhaltet die Deskription der erhobenen Daten und die statistische Bestimmung von Risiko- bzw. Schutzfaktoren.

In the past years some dairy farms in Schleswig-Holstein, Germany, have reported the occurrence of an unspecific decrease of the milk yield. The economic consequences in the dairy production are severe problems in Schleswig-Holstein, because dairy products are an important economic factor. It is discussed, if bacteria are the cause of the unspecific decrease of the milk yield i.e. Clostridium botulinum. It is also discussed, if there are specific risk factors, which reduce the efficiency of the dairy farms. Therefore, the hygiene, animal health, husbandry, feeding and management of the farms are examined. The "Ministry for the Energy Turnaround, Husbandry, Environment and Nature Protection" and the "Chamber for Husbandry Schleswig-Holstein" started a case-control-study to indicate the main problems of a farm, which suffers under severe problems in the production of milk. Three main operating figures were determined. The somatic cell count, the live out-put of the leaving cows and the overall separation rate. All three numbers are collected and documented by the "State Inspection Association Schleswig-Holstein". 100 farms in Schleswig-Holstein will be visited and inspected by an external veterinarian. In addition the farmer, the feeding consultant and the local veterinarian fill out a questionnaire.
The goal of this study is to indicate specific risk factors, which reduce the welfare, health and efficiency of the dairy farms. Following projects are needed to verify the factors found. The main tasks of the Department of Biometry, Epidemiology
and Information Processing (University of Veterinary Medicine Hannover Foundation) are the scientific support of the study and the analysis of the data. The Analysis will include a description of the data and the identification of specific risk-factors.

Cooperation Partners:

Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume

Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein

Landeskontrollverband Schleswig-Holstein e.V.

Project Details:
Ziel ist die Entwicklung eines Einhausungssystems zur Reduzierung der Luftkeimbelastung bei der
Fleisch- u. Wurstproduktion. Das Konzept sieht ein flexibles, an den Arbeitsplatz Slicer anpassbares
System vor, das einen keim- und geruchsarmen Luftschleier über der Produktionslinie von geschnittenen und anschließend verpackten Wurst- und Fleischwaren erzeugt. Mit dieser Systementwicklung, an die ein Messverfahren adaptiert wird, das eine zeitnahe Überwachung der Keimbelastung im Bereich des erzeugten Luftschleiers ermöglicht, wird ein neuartiges Präventionssystem geschaffen, das nachhaltig die Produktqualität von SB verpackten Wurst- und Fleischerzeugnissen verbessert. Die Aufgaben des Institutes für Tierhygiene, Tierschutz und Nutztierethologie der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover in diesem Vorhaben sind:
a) Entwicklung von Prüfverfahren und Durchführung von Testreihen zur Optimierung der Effizienz der Luftentkeimungseinheit des Systems im Labor- und Technikumsmaßstab.
b) Entwicklung einer antistatischen Probenahmevorrichtung zur Überwachung der Entkeimung vor Ort.

Cooperation Partners:

bioclimatic GmbH, Bad Nenndorf

Project Details:
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird in 10 Praxisbetrieben mit Bodenhaltung bei Legehennen auf ein Schnabelkürzen verzichten. Mittels praxisbegleitender Untersuchung eines Legedurchganges je Betrieb (inklusive Aufzucht) soll geprüft und dokumentiert werden, wie unter den derzeitigen Praxisbedingungen in Deutschland in der Bodenhaltung von Legehennen auf ein Schnabelkürzen verzichtet werden kann, ohne dass damit eine massive Zunahme von Federpicken und Kannibalismus einhergeht.
Dabei bilden die bereits erarbeiteten Empfehlungen zur Verhinderung des Auftretens von Federpicken und Kannibalismus die Grundlage zur Überprüfung und Optimierung der Haltung. Anhand der in diesem Leitfaden zusammengestellten ursächlichen Faktoren, die es zu beherrschen gilt, werden diese in den Betrieben im Hinblick auf ihre Umsetzbarkeit in der Praxis überprüft und evaluiert.
Die vorgesehenen praxisbegleitenden Datenerhebungen zur Haltungsumwelt, zur Leistung und zur Tiergesundheit erfolgen im Rahmen von Betriebsbesuchen in den einzelnen Aufzucht- bzw. Legebetrieben. Die betriebsspezifischen Daten werden dabei in Form von Fragebogenerhebungen, Stallbesichtigungen mit orientierenden Einzelmessungen verschiedener Parameter sowie anhand von Tierbeurteilungen erhoben.
Beim Ausbruch von starkem Federpicken und/oder Kannibalismus in einer Herde soll versucht werden zu evaluieren, welche möglichen Faktoren zu dem Ausbruch beigetragen haben mögen. Des Weiteren erfolgt eine Überprüfung des bereits in den Empfehlungen erarbeiteten Notfallplans im Hinblick auf Durchführbarkeit und ggf. die Definition des erforderlichen Optimierungsbedarfs.
Nach Abschluss des praxisbegleitenden Projektes, wird erwartet, dass die Erhebungen in den ausgewählten Praxisbetrieben zeigen, dass u.a. über eine Optimierung der Haltung ein Anstieg von Federpicken und Kannibalismus verhindert werden kann. Die so anhand von ersten Praxisbetrieben gewonnen Erfahrungen sollen auf die Praxis übertragen werden können, um so zukünftig eine Haltung nicht Schnabel gekürzter Legehennen in der Praxis zu ermöglichen.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. agr. Robby Andersson

Tierhaltung und Produkte , Hochschule Osnabrück, Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur, Am Krümpel 31, 49090 Osnabrück

Dr. med. vet. Thorsten Arnold

Gemeinschaftspraxis Dres. Arnold

Tiefer Weg 39, 49577 Ankum