Overview of research projects

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: Bundesinstitut für Landwirtschaft und Ernährung, 108.242 EUR

Project Details:
By four different approaches it is planned to investigate the prevalence and transmission of the SBV. In a first step the time of introduction of SBV into the population will be estimated by investigating frozen serum samples taken in 2010 and 2011 from 15 sheep and goats flocks where lambs were born with the Arthrogryposis-Hydranencephaly-Syndrom (AHS) in the lambing season 2011/2012.
A prevalence study in the spring and early summer of 2012 should reveal the flock prevalence and the intra flock prevalence of antibodies against SBV. By a short interview in about 75 sheep and goat flocks the losses and malformations in lambs and secondary losses will be evaluated. This study should also reveal information about the vulnerable phase of pregnancy for induction of AHS during SBV infections.
Parallel to a study in cattle and sheep performed by the FLI and different federal states it is planned to perform a case control study in goat flocks in cooperation with the FLI and with the local veterinary officers. The case control study should reveal risk factors as well as protective factors for SBV infections in goat flocks.
A consecutive monitoring in two SBV positive flocks in 2012 should give information about the persistence of SBV antibodies and the propagation of the SBV infection within these positive flocks. The monitoring of 10 SBV negative sheep and goat flocks should give close information about the progression of the SBV infections in 2012 and 2013.
The prevalence study will be carried on in 2013

Results:

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/helmerc_ws13.pdf

Cooperation Partners:

FLI, Institut für Epidemiologie

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:
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:
Beschreibung: In einem Praxisbetrieb sollen zwei verschiedene offene Bademöglichkeiten getestet werden. Hierbei wird anhand ethologischer Untersuchungen während der Mastphase überprüft, ob die Bademöglichkeiten von den Moschusenten angenommen und in welchem Umfang arteigene wasserbezogene Verhaltensweisen gezeigt werden.
Neben den ethologischen Untersuchungen werden die Leistungsdaten der Mastdurchgänge dokumentiert, Stallklima und Einstreufeuchte gemessen und Wasserproben aus den Bademöglichkeiten mikrobiell untersucht. Zusätzlich sind eine Bonitur des Gefiederkleides während des Mastverlaufs sowie eine Erhebung des Paddelzustandes am Mastende auf dem Schlachthof vorgesehen.

Project Details:
Im Gegensatz zur konventionellen Putenhaltung ist im ökologischen Landbau zur Verhinderung schwerwiegender Schäden durch Federpicken und Kannibalismus ein Schnabelkürzen bei den Tieren nicht zulässig. In welchem Umfang Schäden durch Federpicken und Kannibalismus bei dieser Art der Haltung auftreten ist jedoch derzeit nicht bekannt. Daher werden im Rahmen dieser Praxiserhebung an einer repräsentativen Anzahl an ökologisch gehaltenen Putenherden in Deutschland (Schwerpunkt Niedersachsen) Daten zum Management, zur Haltungsumwelt und zur Tiergesundheit über Betriebsbesuche mit Fragebögen, Stallbesichtigungen und Tierbeurteilungen sowie Beurteilungen am Schlachthof erfasst. Die gewonnenen Daten werden im Hinblick auf die Verhaltensstörungen Federpicken und Kannibalismus bewertet (Ressourcen und Tier bezogenen Indikatoren). Des Weiteren werden Erhebungen zur Fußballengesundheit gemacht.

Cooperation Partners:

Dr. Jutta Berk

Friedrich-Loeffler-Institut

Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit

Dörnbergerstraße 25 + 27

29223 Celle

Funding: Stiftung Zukunft Wald (Landesforsten-Stiftung), 8.000 EUR

Project Details:
Die stark gefährdete Wildkatze hatte in Niedersachsen in den letzten Jahrzehnten ihr Rückzugsgebiet nur noch im Harz und Solling. Derzeit kehrt die Wildkatze jedoch zunehmend in ehemals besiedelte Gebiete zurück und besiedelt beispielsweise auch den Elm und möglicherweise auch die umliegenden Waldgebiete. Sie sprechen gesamthaft für einen naturnahen Waldlebensraum mit ihrer heimischen Fauna.

Ziel des Projektes ist die Erfassung, Dokumentation und Bestandsabschätzung des "neuen" Vorkommens im Braunschweiger Land. Es soll einerseits der Nachweis der Art in diesem Gebiet, andererseits auch die Populationsgröße und -dichte von Wildkatzen eingeschätzt werden.

Der Nachweis- und Auswertungszeitraum umfasst 1,5 Jahre. Projektbeginn ist Ende März 2010. Die Ranz der Wildkatze des Jahres 2010 und 2011 wird durch diesen gewählten Zeitraum abgedeckt. Es ist vorgesehen, in einer anschließenden Untersuchung den Streckenabschnitt der A2 im Bereich BS - Helmstedt auf Durchlässigkeit für die Wildkatze zu prüfen (modellieren). Damit sollen mögliche Wanderkorridore vom Elm in Richtung Norden beschrieben werden.

Das Projektgebiet im Braunschweiger Land umfasst zunächst folgende Waldgebiete: Elm, zusätzlich: Asse, Elz, Dorm, Boimstorfer Sundern und Rieseberg. Sollten im Verlauf des Projektes Hinweise auf Wildkatzenvorkommen im Lappwald oder Barnbruch (nördl. der BAB A2) erfolgen, ist vorgesehen, das Projektgebiet auf die nördlich angrenzenden, um Wolfsburg gelegenen, Waldgebiete auszudehnen.
Nachweismethode

Zum Nachweis eines Vorkommens der Wildkatze wird die nicht invasive Haarfallenmethode bzw. die Lockstockmethode angewandt. In ausgewählten Waldgebieten des Forstamtes Wolfenbüttel werden in einem Raster von ca. 250 bzw. ca. 400 ha 40 bis 50 mit einem Lockmittel (Baldriantinktur) besprühte Lockstäbe (einfache raue Holzpflöcke) im Wald aufgestellt. Angelockte Katzen reiben sich an den Lockstäben und streifen dort Haare ab.

In der Regel erfolgt eine wöchentliche Kontrolle der Lockstäbe durch Projektmitarbeiter, an den Stäben gefundene Haare werden abgesammelt und nach Tierart bestimmt. Zusätzlich erfolgt eine genetische Art- bzw. Individualanalyse.

Zur weiteren Absicherung der Haar-Nachweise werden im Bereich der Lockstäbe Wildkameras (Fotofallen) des Instituts für Wildtierforschung (IWFo) an der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover installiert und regelmäßig ausgelesen. Mit dieser Methode können auch Wildkatzen erfasst werden, die keine Haare an den Lockstäben abgestreift haben.

Cooperation Partners:

Nds. Forstamt Wolfenbüttel