Forschungsprojektübersicht

Drittmittelprojekt: Ostseestiftung, 40.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Büsum)

Projektdetails:
Ziel ist es den Lebensraum für geschützte Arten, in diesem Falle den Schweinswal und damit auch der Biodiversität zu sichern und zu verbessern. Schweinswale sind im Rahmen verschiedener Abkommen sowie der Meeresschutzrahmenrichtlinie geschützt. Die Datenerhebung zum Schutz der Schweinswale basiert in weiten Teilen auf Bestandserhebungen und Habitatnutzung. Für eine Lebensraumverbesserung ist es jedoch auch wesentlich Daten zur Reproduktion, Gesundheitsstatus sowie Erkrankungs- und Todesursachen zu erheben.
Schleswig-Holstein und Mecklenburg- Vorpommern verfügen über ein Strandungsnetz das es ermöglicht Schweinswalfunde an die zuständigen Institute zu melden und zu bergen. Gefundene Schweinswale werden in Schleswig-Holstein zum Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung und in Mecklenburg-Vorpommern zum Deutschen Meeresmuseum verbracht. Hier wird dann nach Aufnahme des Vorberichts wie Fundort, Funddatum etc. und der Erhebung biologischer Daten (Länge, Alter, etc.) eine ausführliche Obduktion durchgeführt. Weiterführende Untersuchungen wie beispielsweise histologische, parasitologische und mikrobiologische, werden eingeleitet. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse und deren Zusammenhang kann die Situation des Schweinswales bewertet und Konfliktpotenzial ermittelt werden.

Kooperationspartner:

Deutsches Meeresmuseum

Drittmittelprojekt: Bundesinstitut für Risikobewertung, 24.750 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Glyphosat ist als Wirkstoff in zahlreichen seit ca. 30 Jahren weltweit und in großem Umfang eingesetzten Breitbandherbiziden enthalten. Nach einem enzymatischen Prinzip hemmt der Wirkstoff die Synthese aromatischer Aminosäuren und verursacht auf diese Weise das Absterben von Pflanzen. In transgenen Pflanzen der neuen Generation wird die gentechnisch induzierte Toleranz gegenüber Glyphosat mittlerweile häufig genutzt, um den Wirkungsgrad der Herbizide gegenüber den unerwünschten Pflanzen zu erhöhen. Während im Vergleich mit anderen herbiziden Wirkstoffen dem Glyphosat über lange Zeit eine geringe Toxizität bei hoher Umweltverträglichkeit zugeschrieben wurde, werden in jüngster Zeit Konzepte entwickelt und über die Medien kommuniziert, nach denen Rückstände von Glyphosat-haltigen PSM bei Wiederkäuern nach oraler Aufnahme Veränderungen des mikrobiellen Vormagenstoffwechsels verursachen könnten. Dies soll über die Stimulation von Wachstum und Vermehrung potenziell pathogener Clostridien in den Vormägen induziert werden, was zu Erkrankungen bei Rindern führen könnte, woraus in der Lebensmittelkette ein erhebliches Gefährdungspotenzial für den Menschen entstehen könnte. Der Einfluss von glyphosathaltigen Pflanzenschutzmitteln auf mikrobielle Stoffwechselprozesse und die Diversität der mikrobiellen Population in den Vormägen von Wiederkäuern unter besonderer Berücksichtigung der Clostridien wurde mit Hilfe der semi-kontinuierlichen Rumen-Simulationstechnik (RUSITEC) in vitro untersucht. Darüber hinaus erfolgten In-vivo-Messungen zur Aufnahme und renalen und faecalen Ausscheidung von Glyphosat bei Kühen. Die Untersuchung wurde in drei Versuche gegliedert. In Versuch 1 wurde der Einfluss eines glyphosathaltigen Pflanzenschutzmittels auf biochemische Parameter des Vormagenstoffwechsels und mikrobielle Diversität untersucht, in Versuch 2 der Einfluss von glyphosathaltigen Pflanzenschutzmittels auf Wachstum und Vermehrung von C. botulinum (bzw. Surrogat C. sporogenes)und in Versuch 3 die quantitative Bestimmungen zur Aufnahme, renalen und faecalen Ausscheidung von Glyphosat bei laktierenden Kühen.

Resultate:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jam.13190/pdf

Drittmittelprojekt: Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, 30.000 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmitteltoxikologie

Projektdetails:
L-Carnitin wird mittlerweile in einer Größenordnung von mehreren Gramm pro Tag von einer Vielzahl von Menschen mit dem Ziel der Fettverbrennung und/oder der körperlichen Leistungssteigerung eingenommen. Allerdings nimmt die Bioverfügbarkeit des L-Carnitins, wenn es in sehr hohen Mengen eingenommen wird, stark ab, wodurch relativ hohe Mengen
L-Carnitin im Dickdarm auftreten können. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll untersucht werden, ob die Fütterung von Ratten mit sehr hohen Mengen an L-Carnitin langfristig zur Entstehung von präneoplastischen und neoplastischen Läsionen im Dickdarm von Ratten führen kann.

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder

Projektdetails:
Die Anpassung an veränderte metabolische Situationen (Trächtigkeit und Milchproduktion) ist vor allem bei der Milchkuh von besonderer Bedeutung. Die somatotrope Achse ist im Hinblick auf die metabolische Regulation ein wichtiger endokriner Schlüsselregelkreis (Breier et al. 1999).
Die Ausschüttung von Wachstumshormon bewirkt in der Leber nach Bindung an den entsprechenden Rezeptor eine Signaltransduktion über den Januskinase- und Stat5-Pathway, der dann wiederum zur Bildung von IGF-I führt (Renaville et al. 2002).
Es ist bekannt, dass Steroidhormone, wie Östradiol intrazelluläre Proteine induzieren, die diesen Signaltransduktionsweg blockieren (Leong et al (2004)). Diese Proteine werden als Suppressors of Cytokine Signaling (SOCS) bezeichnet und blockieren die Phosphorylierung der Januskinase. Sowohl in vivo als auch in vitro wurde bereits beim Menschen und in humanen Zelllinien dieser Einfluss von Östradiol beschrieben. Östradiol induziert vor allem die Bildung von SOCS-2 und inhibiert so die Wachstumshormonsignaltransduktion.
Bei der Milchkuh wurde zwar bereits beschrieben, dass es zu einem Anstieg der SOCS-2 mRNA nach Geburt kommt (Winkelmann et al. 2007), es ist allerdings nicht klar, inwieweit die in der Plazenta gebildeten Östrogene bzw. 17b-Östradiol dafür verantwortlich sind.
In dieser Arbeit soll untersucht werden, inwieweit die Steroidhormone, die während eines natürlichen Zyklus vom Gelbkörper bzw. vom Follikel gebildet werden, ebenfalls zu einer veränderten Wachstumshormonrezeptorsignaltransduktion führen und inwieweit dieser Mechanismus auch in-vitro nachzustellen ist.

Drittmittelprojekt: Pfizer Animal Health

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder
Institut für Immunologie

Projektdetails:
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.

Kooperationspartner:

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

Kliniken/Institute:
Klinik für Rinder
Institut für Tiergenomik

Projektdetails:
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.

Kooperationspartner:

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

Drittmittelprojekt: Bundesinstitut für Landwirtschaft und Ernährung, 108.242 EUR

Kliniken/Institute:
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik

Projektdetails:
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

Resultate:

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

Kooperationspartner:

FLI, Institut für Epidemiologie

Kliniken/Institute:
Institut für Biometrie Epidemiologie und Informationsverarbeitung

Projektdetails:
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.

Kooperationspartner:

Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume

Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein

Landeskontrollverband Schleswig-Holstein e.V.

Kliniken/Institute:
Institut für Tierernährung

Projektdetails:
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.

Kooperationspartner:

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

Kliniken/Institute:
E-Learning-Beratung
Klinik für Kleintiere

Projektdetails:
In Zusammenarbeit mit dem ECVN und der ESVN wird in einer modifizierten Delphistudie ein Lernzielkatalog für die Aus- und Weiterbildung erstellt

Kooperationspartner:

ECVN

ESVN