Overview of research projects

Funding: DFG, 111.500 EUR

Project Details:
Pathophysiologische Veränderungen des Intestinaltraktes sind die häufigste Todesursache beim Pferd. Sie gehen oftmals mit Störungen der Ca/Pi-Homöostase einher. Das Pferd weist im tierartspezifischen Vergleich eine hohe intestinale Ca-Absorptionskapazität auf, und die hormonelle Regulation der Ca/Pi-Homöostase unterscheidet sich von denen anderer Tierarten. Über die Lokalisation und Regulation der intestinalen Ca/Pi-Absorption ist beim Pferd wenig bekannt. Aufgrund unserer Vorarbeiten und der vorliegenden Literatur nehmen wir an, dass beim Pferd unterschiedliche Ca/Pi-Transportraten entlang der Darmachse vorliegen, dass Ca und Pi durch transzelluläre, regulative Mechanismen transportiert werden und dass Pi im equinen proximalen Intestinaltrakt nicht wie bei anderen Spezies absorbiert, sondern sezerniert wird. Letzteres könnte im Sinne einer Pi-Quelle für die mikrobielle Dickdarmfermentation von Bedeutung sein. In der Studie sollen mit Hilfe der Ussing-Kammer-Technik und mit Aufnahmestudien an Bürstensaummembranvesikeln die Ca/Pi-Transportraten entlang der equinen Darmachse bestimmt, die aktiven, transzellulären Transportmechanismen identifiziert und die zugrunde liegenden Transporter und regulierende Proteine auf RNA- bzw. Protein-Ebene nachgewiesen werden.

Results:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27915149

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28177365

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 140.348 EUR

Project Details:
Nach der Schlachtung von Schweinen haben Muskeln mit hohen Anteilen an oxidativen Fasern (rote Muskeln) im Gegensatz zu solchen mit niedrigeren Anteilen (weiße Muskeln) höhere End-pH-Werte. Der pH-Wert-Verlauf ist allerdings meist nicht unterschiedlich zwischen diesen Muskeltypen. Diese Diskrepanz liegt möglicherweise an der höheren Pufferkapazität der weißen Muskeln oder der beschleunigten pH-Wert-Reduktion in roten Fasern aufgrund des Phänomens der "cellular (mitochondrial) treason". Dieses Phänomen wird durch einen Funktionswechsel des Enzyms F0F1-ATPase bedingt. Unter physiologischen Bedingungen ist der elektrochemische Protonen-Gradient über der inneren Mitochondrien-Membran mit der ATP-Synthese, katalysiert durch die F0F1-ATPase, assoziiert. Bei Sauerstoffmangel (Hypoxie, z.B. nach der Schlachtung) reduziert sich der Protonen-Gradient. Zur Aufrecherhaltung des Gradienten kann die F0F1-ATPase zu einer ATP-abhängigen Protonenpumpe werden, verbunden mit einem erhöhten ATP-Verbrauch des Gewebes (treason (Ausbeutung)). Da ATP zu diesem Zeitpunkt aufgrund der Hypoxie in der anaeroben Glykolyse unter Laktatbildung gebildet wird, ist zu vermuten, dass dadurch die pH-Wert-Reduktion auf das Niveau der weißen Muskeln beschleunigt wird. Daten über "cellular (mitochondrial) treason" in der Skelettmuskulatur beim Schwein sind bisher nicht veröffentlicht. In der vorliegenden Studie sollen daher die Veränderungen der mitochondrialen Atmungskapazität, der Enzyme des Energiestoffwechsels, besonders der F0F1-ATPase, der Nukleotide, sowie die Puffer-Kapazität während der Normoxie und Hypoxie/Anoxie nach der Schlachtung von Schweinen biochemisch und molekularbiologisch untersucht werden. Gleichzeitig wird die Muskulatur hinsichtlich verschiedener Fleischbeschaffenheitsparameter (z.B. pH-Wert, Tropfsaftverlust) charakterisiert und in Verbindung zu den biochemischen und molekularbiologischen Resultaten analysiert. Ziel der Untersuchung ist es, den Einfluss der Mitochondrien auf die Fleischbildung kurz nach der Schlachtung (früh-postmortal) am Übergang zwischen der normalen atmosphärischen Sauerstoff-Konzentration (Normoxie) und der Hypoxie/Anoxie des Muskelgewebes unter besonderer Berücksichtigung der F0F1-ATPase-Funktion zu charakterisieren.

Results:

Popp J., A.R. Sharifi, S. Janisch, C. Krischek* (2018):

Two frequently used pH determination methods showed clearly different pH slopes during early post mortem ageing of pork.

Food Analytical Methods, 11, 1773-1779, https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12161-018-1163-8

 

Krischek C.*, J. Popp, A.R. Sharifi (2019):

Biochemical alterations in the Musculus triceps brachii and Musculus longissimus thoracis during early postmortem period in pigs.

Meat Science, 152, 121-126, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030917401830706X?via%3Dihub

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Michael Wicke, Georg-August-Universität Göttingen, Department für Nutztierwissenschaften, Abteilung Produktkunde- Qualität tierischer Erzeugnisse, Albrecht-Thaer-Weg 3, 37075 Göttingen

Funding: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Project Details:
Lebensmittelimporte aus Drittstaaten werden an den Außengrenzen der EU und an See- und Flughäfen kontrolliert. Diese Kontrollen basieren im Wesentlichen auf der Prüfung der Begleitzertifikate. Eine zuverlässige Rückverfolgung der Ausgangsrohstoffe in ein
Ursprungsland ist dabei nicht immer möglich. Innerhalb der EU hat sich ein ungehinderter Warenverkehr etabliert. Aus den Importen werden unterschiedliche Lebensmittel, auch Rohprodukte, hergestellt und in den Verkehr gebracht, die dadurch mit sehr variablen innerbetrieblichen und amtlichen Überwachungssystemen hinterlegt sein können. Die derzeit etablierten Überwachungskonzepte sind jedoch nicht in der Lage, den Eintrag zoonotischer Erreger in die Lebensmittelkette sicher zu verhindern.
Die Ausbreitung eines Zoonoseerregers und die konsekutiven sozioökonomischen Auswirkungen eines Ausbruchsgeschehens sind natürlich abhängig von Art und Umfang der vermeintlichen Infektionsquelle (z.B. Menge des Importgutes). Migration und Tourismus tragen ebenfalls zum ungewünschten Import kontaminierter Lebensmittel bei. Illegale Einzelimporte "unsicherer" exotischer Lebensmittel aus den unterschiedlichsten Regionen der Welt oder aus Anrainerstaaten der EU mit niedrigeren
Lebensmittelsicherheitsstandards stellen nicht nur ein Gesundheitsrisiko für den einzelnen Konsumenten dar, sondern können sehr schnell national und international gesundheitspolitisch relevant werden.
Das Arbeitspaket der TiHo widmet sich dabei Aspekten der Lebensmittelsicherheit hinsichtlich Zoonoseerreger bei Schweine- und Geflügelfleisch sowie bei Exotika aus legalen und illegalen Importen.

Cooperation Partners:

Bundesinstitut für Risikobewertung

Charité Universitätsmedizin, Infektiologie

Institut für Public Management

von Thünen-Institut

Veterinärbehörden der Länder

Project Details:
Bei diesem Projekt handelt es sich um die externe Bachelor-Arbeit von Herrn Hendrik Ahlers (Universität Göttingen). Es wird untersucht, wann die Spermatogenese bei jungen Keilern beginnt, von welchen Faktoren diese abhängt und ob dies möglicherweise einen Einfluss auf die aktuelle Zunahme der Wildschweinpopulation in verschiedenen Teilen Deutschlands hat.

Cooperation Partners:

Prof. Dr. Dr. Bertram Brenig, Tierärztliches Institut der Fakultät für Agrarwissenschaften, Universität Göttingen

Project Details:
Dissertation Anna Wagner (geb. Greve):
Mit Meloxicam steht ein selektiver COX2-Inhibitor für die Behandlung postoperativer equiner Kolikpatienten zur Verfügung, und sowohl Meloxicam als auch Flunixin Meglumin werden in der Praxis regelmäßig für die Therappie dieser Patienten eingesetzt. Vor allem bei Pferden mit Dünndarmläsionen kann der Einsatz von selektiven COX2-Inhibitoren die Darmschleimhaut schützen. In der Tierärzteschaft wird der Einsatz von Meloxicam beim postoperativen Kolikpatienten kontrovers diskutiert, vor allem in Bezug auf die analgetische Wirkung und das Auftreten anderer möglicher Komplikation wie eine mögliche Wirkung auf die intestinale Motilität. Ziel dieses Projektes ist ein klinischer Vergleich der Wirkung dieser beiden häufig eingesetzten Medikamente im etablierten Ischämie/Reperfusionsmodell.

Project Details:
Dissertation Dr. Stefanie Franz:
Darmwandschädigungen durch Ischämie und Reperfusion treten häufig bei Pferden auf und können lebensbedrohlich sein. Während der Reperfusionsphase schreitet die Schädigung der Darmwand zunächst fort. In der Darmwand kommt es zu einer entzündlichen Reaktion. Obwohl der eosinophile Granulozyt ein Teil der normalen Zellpopulation in der Darmwand ist und Entzündungsreaktionen initiieren und aufrechterhalten kann, wurden seine Funktionen bisher hauptsächlich im Zusammenhang mit parasitäten oder immunologischen Erkrankungen untersucht. Ziel der vorliegenden Projekte ist es, eine Beteiligung eosinophiler Granulozyten and der Entzündungsreaktion nach intestinaler Ischämie und Reperfusion sowie den zeitlichen Ablauf zwischen der Migration und Ansammlung der gewebeständigen eosinophilen Granulozyten und den aus dem Blutkreislauf stammenden neutrophilen Granulozyten zu bestimmen. Diese Erkenntnisse können mittelfristig zu neuen Therapieansätzen bei der Versorgung equiner Kolikpatienten mit intestinalen Strangulationen führen.

Funding: private Personen, 10.000 EUR

Project Details:
In Deutschland existieren verschiedene Pferdepopulationen, die in der Wildbahn gehalten werden. Hauptinteresse liegt in dieser Arbeit auf dem Dülmener-Wildbahn-, Liebenthaler- und Dülmener Pferd. Es sollen deren genetische Diversität sowie deren Ursprünge (MRCAs, most recent common ancestors) erforscht werden. Das Dülmener-Wildbahnpferd und das Liebenthaler Pferd wurden bisher noch nicht mittels molekulargenetischen Methoden untersucht.

Results:

Runs of homozygosity reveal signatures of positive selection for reproduction traits in breed and non-breed horses.

Metzger J, Karwath M, Tonda R, Beltran S, Águeda L, Gut M, Gut IG, Distl O.

BMC Genomics. 2015 Oct 9;16(1):764. doi: 10.1186/s12864-015-1977-3.

Cooperation Partners:

Gestüte

Pferdezüchter

Verbände

Project Details:
Regenerationsvorgänge im Nervensystem nach einer Schädigung sind abhängig von fördernden und hindernden molekularen Faktoren. Wichtige inhibitorische Faktoren fehlen bei Evertebraten, so dass dort positive Faktoren einfacher zu untersuchen sind. Darum soll hier Regeneration an einem Wirbellosen-Modellsystem untersucht werden, dem olfaktorischen System der Heuschrecke. Die ca. 50000 Riechsinneszellen einer Antenne verlaufen durch den Antennennerv ins Gehirn und enden im glomerulär organisierten Antennallobus, von wo aus Geruchsinformation zur Weiterverarbeitung in die Pilzkörper geleitet wird. In einem multidisziplinären Ansatz soll in diesem Projekt untersucht werden, ob dieses System nach Quetschung eines Antennennervs funktionell regeneriert. Dazu werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach der Quetschung quantitative neuroanatomische, immunzytologische, elektrophysiologische und Verhaltens-Messungen durchgeführt, um zu testen wann auf welcher Verarbeitungsebene wann wieder Information aus der geschädigten Antenne verarbeitet werden kann. Als innovative Technik soll dabei eine Weiterentwicklung der optischen Projektionstomographie eingesetzt werden, die es erlaubt die Volumenänderungen in den betroffenen Hirnarealen einfach und schnell zu messen.

Results:

Die Ergebnisse sind in den folgenden fünf Publikationen zu finden:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/cne.22770

https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0041236

https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00441-016-2560-1

https://link.springer.com/article/10.1007/s00359-017-1199-z

https://doi.org/10.3389/fphys.2020.608661

Project Details:
Metamizol wird in der Schmerztherapie beim Menschen und verschiedenen Tierspezies seit langer Zeit erfolgreich eingesetzt. Der Einfluss auf den intraoperativen Anästhetikum Bedarf ist jedoch fraglich.
Mithilfe in der Arbeitsgruppe Anästhesiologie etablierter Methoden der thermischen und mechanischen Reaktionschwellenbestimmung zur Beurteilung von Antinozizeption/Analgesie und der Bestimmung der minimalen alveolären Konzentration (MAC) von Inhalationsanästhetika mithilfe elektrischer Stimmulation sollen akut antinozizeptive und MAC sparende Effekte von Metamizol gegenübergestellt werden.
In weiteren Studiens sollen mögliche synergisitische oder potenzierende Effekte von Metamizol und Opioiden untersucht werden.

Results:

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/schuettera_ws13.pdf

Project Details:
Ziel der Arbeit ist die Charakterisierung der Trockenstehphase von primiparen und pluriparen Milchrindern in Boxenlaufställen in Niedersachsen sowie Erfassung möglicher Einflüsse des Managements auf ausgewählte Parameter der Tiergesundheit.