Forschung

Drittmittelprojekt: DFG DFG SI 1462/4-1, 190.950 EUR

Kliniken/Institute:
Reproduktionsmedizinische Einheit der Kliniken
Klinik für Pferde

Projektdetails:
Sperm, used in reproductive medicine, is only marginally stable after ejaculation and needs to be processed to avoid loss of viability and functionality. Sperm are typically diluted in so-called extenders to preserve cellular functions for several days during storage at refrigerated temperatures. For long-term storage, sperm may be cryopreserved or freeze-dried. However, large differences exist in sperm survival rates after freezing and thawing amongst species and individuals, and cryopreservation is not a routine procedure. Freeze-drying of cells has not yet been established. Whereas cryopreserved samples are stored in liquid nitrogen, dried samples can be stored at room temperature, which has advantages for banking and transport. The first stress factor sperm are exposed to after ejaculation is when the temperature is reduced to temperatures below body temperature to slow down cellular metabolism and to limit degradation reactions taking place at physiological temperatures. Cooling, however, also alters structure and organization of membranes. During freezing, cells are exposed to ice crystal formation, osmotic dehydration and mechanical forces, causing changes in membrane phase state. Drying causes removal of bound water surrounding the phospholipid head groups. The central aim of this proposal is to reveal the mechanisms underlying osmotic, cooling, and dehydration-induced membrane damage in sperm. It is postulated that membrane stability in sperm is related to the ability of the cells to cope with temperature and osmotic stress. It is hypothesized that there is a critical hydration level beyond which alterations in membrane structure and organization are irreversible. The following research lines will be pursued:
- Membrane stability during osmotic and chilling stress
- Membrane biophysics during freezing
- Freeze-drying and biomolecular stability

Kooperationspartner:

Prof. Dr. Ir. Willem F. Wolkers

Institüt für Mehrphasenprozesse

Leibniz Universität Hannover

Drittmittelprojekt: MELUND, 42.480 EUR

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

Projektdetails:
Die Kegelrobben- und Seehundbestände haben im Jahr 2014 einen Höchststand im Wattenmeer erreicht.
In dem Projekt soll untersucht werden wie sich die Bestände weiterentwickeln und ob die Zunahme einen Einfluss auf den Gesundheitszustand der Robben hat. Es soll untersucht werden ob die parasitäre, virologische und mikrobielle Belastung, an den Küsten Schleswig Holsteins, sterbender Kegelrobben sich verändert hat. Hierfür werden die im festgelegten Untersuchungszeitraum geborgenen und an das ITAW zur Untersuchung verbrachten Kegelrobben vollständig seziert. Die Tiere werden vermessen, gewogen und pathologisch untersucht. Darüber hinaus werden histologische, parasitologische, virologische und mikrobiologische Untersuchungen in Kooperation mit der Pathologie der TiHo und der Justus-Liebig Universität in Gießen durchgeführt. Die Ergebnisse werden mit den Erkenntnissen der letzten Jahre verglichen um die Entwicklung des Gesundheitszustandes zu bewerten.
Ferner soll die Entwicklung der Habitatnutzung erforscht und bewertet werden. Hierzu sollen Seehundjäger geschult und Daten die sie zur Habitatnutzung erheben ausgewertet werden. Da Kegelrobben eine wandernde Population darstellen, sollen die Daten mit den Nachbarländern ausgetauscht werden. Von besonderer Bedeutung sind hier das Trilaterale Wattenmeersekretariat (CWSS) und die Trilaterale Seehundexpertengruppe (TSEG).

Resultate:

Die Kegelrobbenbestände in Schleswig-Holstein nehmen in Nord- und Ostsee seit einigen Jahren immer weiter zu. Die Untersuchungsergebnisse der letzten Jahre zeigen, dass im Magen-Darm-Trakt Magenwürmer Pseudoterranova decipiens und Contracaecum osculatum, die zoonotisch relevante Leberegelart Pseudamphistomum truncatum, die bei Ostsee-Kegelrobben schwere Leberveränderungen hervorrufen kann, aber auch Acanthocephala (Corynosoma spp.) im Darm gefunden werden. Letztere haben ebenfalls eine gesundheitliche Bedeutung bei Tieren aus der Ostsee und sind mit chronischen, entzündlichen Veränderungen vor allem im Dickdarm assoziiert. Weiterhin wurden Enteritis, Enzephalitis, Dermatitis, Hepatitis, Gastritis und Septikämien, sowie perinataler Tod diagnostiziert. Weiterhin wurden verschiedene Bakterien gefunden, zu denen auch zoonotische Erreger wie Erysipelothrix rhusiopathiae gehören. Daher ist es sehr wichtig, dass die Hygienemassnahmen strikt eingehalten werden. Die Ergebnisse aus den Gesundheitsuntersuchungen der Kegelrobben, die in den Gewässern der Ost- und Nordsee in Schleswig-Holstein gefunden wurden sind ein wichtiger Beitrag für mehrere Abkommen, so z.B. Trilaterale Wattenmeerabkommen, HELCOM und OSPAR und sind wichtig weiter fortzuführen.

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft, 143.800 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
Schweine sind in ihrer Ernährung und dem Aufbau des Verdauungstrakts dem Menschen sehr ähnlich und stehen bezogen auf die intestinale Nährstoffaufnahme dem Menschen deutlich näher als Nager. Letztere werden aber überwiegend als Studienobjekte für Transportvorgänge im Darm genutzt, auch wenn bei ihnen bereits deutliche Unterschiede zum Menschen gefunden wurden. Aufgrund der Zunahme an ernährungsbedingten oder -bezogenen Erkrankungen wird es immer wichtiger Tiermodelle zu nutzen, die den speziellen evolutionären Anpassungen an menschliche Ernährung entsprechen. Ob das Schwein aber tatsächlich Verdauungsmechanismen entwickelt hat, die auf funktioneller und regulativer Ebene mit den menschlichen übereinstimmen, ist in vielen Details noch ungeklärt. Unsere Arbeitsgruppe konnte beim Schwein Unterschiede in der Effizienz der Glucoseaufnahme abhängig vom Dünndarmsegment (Jejunum vs. Ileum) beobachten, die aber nicht mit dem jeweiligen lokalen Vorkommen des Transporters SGLT1 erklärbar sind, der als ein besonders wichtiges Element in der intestinalen Glucoseaufnahme zu sehen ist. Im Fokus dieses Projektantrags steht die kurzfristige Modulation der SGLT1 vermittelten Aufnahme des essentiellen Energieträgers Glucose in den zwei unterschiedlich reaktiven Abschnitten des porcinen Dünndarms durch induzierte Aktivierung oder Hemmung von drei Proteinkinasen. Die Erfassung der Effekte geschieht funktionell mit Hilfe von transportphysiologischen Untersuchungen in Ussingkammern und der Messung von Aufnahmeraten eines Glucoseäquivalents in Bürstensaummembranvesikel. Zusätzlich werden Veränderungen in den Expressionshöhen und Phosphorylierungsgraden intrazellulärer Signalmoleküle und des SGLT1 ermittelt. Die Aufklärung der Bedeutung von Proteinkinasen für die apikale Präsenz und Aktivität des SGLT1 beim Schwein soll neben einer Absicherung dieses Tiermodells für verdauungsrelevante Fragestellungen beim Menschen auch einen grundsätzlichen Beitrag zum besseren Verständnis regulativer Mechanismen der intestinalen Glucoseaufnahme leisten.

Resultate:

https://dl.sciencesocieties.org/publications/jas/abstracts/94/supplement3/238

http://gepris.dfg.de/gepris/projekt/249232356

Drittmittelprojekt: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), 140.348 EUR

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
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.

Resultate:

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

Kooperationspartner:

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

Drittmittelprojekt: Bundesministerium für Bildung und Forschung

Kliniken/Institute:
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
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.

Kooperationspartner:

Bundesinstitut für Risikobewertung

Charité Universitätsmedizin, Infektiologie

Institut für Public Management

von Thünen-Institut

Veterinärbehörden der Länder

Drittmittelprojekt: COST (Action TD1302: European Network on Taeniosis/Cysticercosis)

Kliniken/Institute:
Institut für Parasitologie Zentrum für Infektionsmedizin

Projektdetails:
Im Rahmen der geplanten Studie sollen serologische Methoden zum Nachweis des Cysticercus bovis entwickelt werden. Diese Nachweisverfahren sollen an Feldproben auf ihre Brauchbarkeit im Rahmen der Fleischuntersuchung untersucht werden.

Kooperationspartner:

Dr. Uschi Nagel-Kohl, LAVES, Veterinärinstitut

Dr. Sameh Abuseir, An-Najah National University, Palästina

Kliniken/Institute:
Klinik für kleine Klauentiere und forensische Medizin / Ambulatorische Klinik
Institut für Lebensmittelqualität und -sicherheit

Projektdetails:
Epidemiologische Untersuchungen zum Vorkommen von Yersinia enterocolitica in Eber-Vermehrerbetrieben unter Berücksichtigung von serologischen Kreuzreaktionen mit Brucella-Antikörpern

Kliniken/Institute:
Institut für Physiologie und Zellbiologie

Projektdetails:
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.

Resultate:

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

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

Projektdetails:
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.

Kooperationspartner:

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

Kliniken/Institute:
Anatomisches Institut
Klinik für Pferde

Projektdetails:
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.