Während der sechs Mastdurchgänge wurden aus metaphylaktischen und therapeutischen Gründen vereinzelt Antibiotika bei den Mastschweinen eingesetzt (siehe 10.6). In Betrieb A wurde ausschließlich Tylosin eingesetzt. Tylosin hat ein ähnliches Wirkungsspektrum wie Erythromycin. Dabei ist es weniger aktiv gegen Bakterien, außer Brachyspira hyodysenteriae, aber stärker wirksam gegen eine breite Auswahl von Mykobakterien. Bei pH-Werten über acht weist es eine höhere Wirksamkeit gegenüber gramnegativen Bakterien auf (BURROWS 1980).
In Betrieb B kamen Chlortetracyclin, Amoxicillin, Neomycin und Lincomycin metaphylaktisch zu Beginn der Mast zum Einsatz. Dieser „Antibiotika-Mix“ ist gegen eine Vielzahl von, sowohl gramnegativen, als auch grampositiven, Bakterien wirksam. Die Schweine in Betrieb C, welche aus der eigenen Aufzucht stammten, bekamen in der sechsten Mastwoche aufgrund einer vom Hoftierarzt diagnostizierten Atemwegsproblematik Tetracyclin und Marbofloxazin verabreicht. Beim ersten Mastdurchgang in Betrieb D wurden lediglich bei der Einstallung einmalig Tetracyclin ind Lincomycin als Metaphylaxe eingesetzt. Beim zweiten Mastdurchgang traten sowohl respiratorische Erkrankungen als auch der Verdacht auf Dysenterie auf, so dass eine breitere Palette an Antibiotika verabreicht wurde (siehe 10.6).
Diskussion 102
Nach einer umfangreichen antibiotischen Behandlung der Tiere kann davon ausgegangen werden, dass auch die Mikroflora des Darmtrakts der Tiere massiv reduziert und ggf. in ihrer Zusammensetzung verändert ist. In einem derart mikrobiell veränderten Milieu können sich Salmonellen im Verhältnis zu anderen, nicht-Bacteriaceae relativ schnell wieder ansiedeln und sich aufgrund mangelnder, ggf.
hemmender Begleitflora überdurchschnittlich schnell im Tier wieder vermehren, was dann sogar zu höheren Besiedelungen im Darm als vor der Antibiotika-Gabe führen kann (persönliche Mitteilung BLAHA 2010; VAN DER WOLF 2001).
Ein derartiger Effekt könnte eventuell in Betrieb C aufgetreten sein. In der zweiten, vierten und sechsten Woche nach der Einstallung zur Mast wurden weder in der Versuchs-, noch in der Kontrollgruppe Salmonellen in den Sammelkotproben nachgewiesen. Nachdem in der sechsten Mastwoche jedoch Tetracyclin und Marbofloxacin verabreicht worden waren, konnten ab der achten Woche, bis zur Schlachtung vereinzelt - aber kontinuierlich in beiden Gruppen - Salmonellen molekularbiologisch nachgewiesen werden. In den anderen drei Betrieben konnten keine derartigen Effekte beobachtet werden.
103 Schlussfolgerungen
6 Schlussfolgerungen
Im Rahmen dieser Doktorarbeit konnte anhand der Untersuchungen von 374 Mastschweinen, kein eindeutiger positiver Effekt hinsichtlich einer Wirksamkeit von MOS gegen Salmonella spp. nachgewiesen werden. Die Tiere wurden umfangreich beprobt und mikrobiologisch, molekularbiologisch sowie serologisch umfassend untersucht. Weder eine reduzierte Ausscheidung noch eine Verringerung der Anzahl serologisch positiver Tiere konnten beobachtet werden. Da MOS jedoch nachweislich dazu in der Lage ist, in vitro pathogene Bakterien mit Typ-1-Fimbrien zu binden, wurde nach Erklärungen für dieses unerwartete Ergebnis gesucht. Als eine mögliche Erklärung wird die Tatsache angesehen, dass bekannt ist, dass nicht alle Salmonellen-Stämme von MOS gebunden werden können. Sollte es sich bei den in dieser Studie isolierten Stämmen um ebensolche handeln, so wäre verständlich, weshalb keine Wirkung von MOS verzeichnet werden konnte. Ein Agglutinationstest zur Überprüfung der Bindungsfähigkeit mit MOS wurde bei den isolierten Salmonellen-Stämmen nicht durchgeführt, ist für eine Folgearbeit jedoch zu empfehlen. Eine weitere Erklärung wird in der porzinen Darmmorphologie und der intestinalen mikrobiellen Zusammensetzung gesehen. Im Vergleich zu anderen Spezies verfügt das Schwein beispielsweise über eine höhere Fermentationsfähigkeit, durch welche bereits im Dünndarm eine Großzahl an praebiotischen Kohlenhydraten abgebaut werden kann. Untersuchungen an Absetzferkeln, bei denen ein positiver Effekt durch MOS verzeichnet werden konnte, lassen die Vermutung aufkommen, dass die vollständige Fermentationsleistung des porzinen Intestinaltrakts erst mit zunehmendem Alter der Tiere erreicht wird. Es bleibt demzufolge die Frage offen, ob der Einsatz von MOS bei Mastschweinen generell von Erfolg gekrönt sein kann, oder ob ggf. eine erhöhte Dosis von MOS zum gewünschten Erfolg führen kann.
105 Zusammenfassung
7 Zusammenfassung
Juliane Annette Nobmann
Untersuchungen zur Wirkung von Mannanoligosacchariden (MOS) gegen Salmonella spp. in Schweinemastbeständen
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Wirksamkeit von Mannanoligosacchariden gegen Salmonellen im Rahmen eines Feldversuches in vier nordwestdeutschen Schweinemastbetrieben zu untersuchen. Anlass zur Annahme, dass eine Wirksamkeit vorliegt, gaben positive in-vitro-Agglutinations-Tests und die dokumentierte Wirksamkeit von MOS gegen Salmonellen in Geflügelbeständen und bei Absetzferkeln.
Die vier Schweinemastbetriebe wurden vor allem hinsichtlich ihrer hohen Salmonellenbelastung, welche vorab durch das deutsche Salmonellenmonitoring ermittelt worden war (dreimal Kategorie III, einmal Kategorie II) und hinsichtlich der Möglichkeit, Schweinegruppen getrennt voneinander füttern zu können, ausgewählt.
Bei der Einstallung wurden die Tiere in Gruppen unterteilt, die entweder nur das herkömmliche Mastfutter, oder dieses Futter gemischt mit 1,5 kg/t bzw. 3 kg/t MOS erhielten. Alle untersuchten Mastschweine unterlagen innerhalb eines Betriebes den gleichen stallbaulichen Gegebenheiten, dem gleichen Managementsystem und der gleichen Futter- und Wasserdarreichung. Um den Grad der Belastung mit Salmonellen bei den Schweinen beurteilen zu können, wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. 14-tägig entnommene Sammelkotproben wurden molekularbiologisch und im positiven Falle zusätzlich kulturell-mikrobiologisch auf Salmonellen-DNA, bzw.
vermehrungsfähige Salmonellen, untersucht. Zum Beginn der Mast, zur Mitte und zum Ende hin wurden jeweils Blutproben und Einzelkotproben entnommen. Die Blutproben wurden, ebenso wie die bei der Schlachtung gewonnenen Fleischsaftproben, serologisch auf Salmonellen-Antikörper untersucht. Bei hohen serologischen Ergebnissen wurden zusätzlich die dazugehörigen Einzelkotproben kulturell-mikrobiologisch untersucht.
Zusammenfassung 106
Für die Auswertung standen über 1.500 serologische Ergebnisse und rund 360 molekularbiologische Untersuchungen zur Verfügung. Rund 160 Proben wurden umfassend mikrobiologisch untersucht und sechs Tiere wurden für eine Probenentnahme seziert.
Für die Auswertung der Untersuchungsergebnisse wurden zunächst die serologischen Werte gruppenweise (Versuchsgruppen und Kontrollgruppen) je Entnahmeintervall gemittelt. Diese Mittelwerte wurden graphisch dargestellt und mit Augenmerk auf Veränderungen während des Mastverlaufes ausgewertet. Zusätzlich wurde der prozentuale Anteil an serologisch positiv getesteten Proben errechnet und ebenfalls ausgewertet. Fasst man die serologischen Ergebnisse aus allen Betrieben zusammen, so kann kein eindeutiger Einfluss von MOS auf die Salmonellen-Antikörper beobachtet werden. Lediglich in Betrieb D.1 war eine eindeutige Senkung der Antiköper bei den Tieren, die 3 kg/t MOS erhielten im Vergleich zur Kontrollgruppe zu verzeichnen.
Bei den molekularbiologisch untersuchten Sammelkotproben war der Anteil an positiven Proben je Gruppe im Verlaufe der Mast von Interesse. Da Schweine, die Salmonellen in sich tragen, diese nach der immunologischen Auseinandersetzung nicht mehr kontinuierlich ausscheiden, konnten negative Ergebnisse nicht auf Salmonellen-freie Tiere schließen lassen. Positive Proben wurden nur vereinzelt nachgewiesen, bei Betrieb A.1 und Betrieb B sogar gar keine. Mit Abstand die meisten positiven Proben wurden in Betrieb C zum Ende der Mast hin ermittelt. Dies kann jedoch mit der, im Vergleich zu den anderen drei Betrieben, höheren Salmonellenbelastung und höheren Tierbewegung durch frühe Absonderung zur Schlachtung und damit verbundenen Stresseinwirkung auf die Tiere erklärt werden.
Insgesamt konnten 30 Salmonellen-Stämme isoliert und identifiziert werden. In 26 Fällen handelte es sich dabei um S. Typhimurium und viermal wurden Salmonellen der Gruppe B identifiziert.
Fasst man die Ergebnisse dieser Arbeit zusammen, so kann gesagt werden, dass durch den Einsatz von MOS bei Mastschweinen keine eindeutige Wirkung gegen Salmonellen nachzuweisen ist. Eine Erklärung dafür könnte sein, dass nicht alle
107 Zusammenfassung
Salmonellen-Stämme durch MOS agglutiniert werden. Es wäre demnach empfehlenswert, die Agglutinationsfähigkeit der Salmonella spp., die aus einem Bestand isoliert wurde, zu testen, bevor MOS als potentielle Bekämpfungsmaßnahme eingesetzt wird. Zum anderen liegt die Annahme nahe, dass MOS in einem adulten porzinen Verdauungssystem frühzeitiger, als bei Absetzferkeln verstoffwechselt wird und somit nicht mehr wirksam sein kann.
Eine Langzeitstudie über mehrere Mastdurchgänge unter Einbeziehung des Lebensabschnitts direkt nach dem Absetzen der Tiere, könnte Aufschluss darüber bringen, ob MOS dazu in der Lage ist, die Salmonellenbelastung nachhaltig zu reduzieren.
109 Summary
8 Summary
Juliane Annette Nobmann
A study on the efficacy of mannanoligosaccharides (MOS) against Salmonella spp. in fattening pigs
The objective of the presented study was to assess the efficacy of mannanoligosaccharides against Salmonella spp. via a field trial in four fatting herds in northwestern Germany. Positive in vitro Agglutinations-Tests as well as the documented efficacy of MOS against Salmonella in poultry and in weaner pigs were the basis for the hypothesis that MOS is reducing Salmonella in fattening pigs.
The four fattening herds were chosen for the study because of their high intra–herd Salmonella sero-prevalence, which had previously been determined through the German Salmonella monitoring program (three herds in Category III, one in Category II). Another reason was the fact that within these herds it was possible to create subgroups of pigs, which could then be fed separately. The pigs were fed either a conventional feed or this feed mixed with 1,5kg/t or 3kg/t MOS, respectively. All pigs within one herd were subject to the same housing, management, water- and feeding factors. In order to determine the level of the Salmonella contamination of a herd, several different kinds of samples were examined. Pooled samples of feces were examined via real time PCR every 14 days within the fattening period. If positive, these samples were further examined via culture. At the beginning of the fattening period, in the middle and at the end blood serum samples and individual feces samples were examined as well. The blood serum samples and the meat juice samples which were later collected at slaughter were tested for antibodies against Salmonella. If the samples showed a high amount of antibodies, then the corresponding individual feces samples were examined via culture.
Summary 110
For the overall result of the study over 1,500 serological tests and about 360 PCR-tests were analysed. About 160 samples were further examined by culture and six animals were necropsied.
The first step of the analysis was to calculate the mean of the serological results with respect to group (case vs. control) and sampling interval. These results were then placed in a graph and analyzed with respect to differences during the course of the fattening period. The percentage of serologically positive samples was calculated as well. When examining the results of all four herds, no direct influence of MOS on the amount of antibodies against Salmonella could be demonstrated. Only the animals in herd D.1 which were fed 3kg/t MOS had lower antibody titers when compared to their control group.
The results of the pooled feces samples examined via PCR were analyzed with respect to the percentage of positive samples during the course of the fatting period.
Due to the fact that the pigs do not shed Salmonella continuously after the first immunological response, negative samples cannot be directly interpreted as negative animals. There were only few positive samples in all; Herds A.1 and B had none at all.
Herd C had the highest amount of positive samples, with the number increasing during the course of the fatting period. This was most likely due to the fact that this herd had a higher Salmonella sero-prevalence than the other herds and that groups of individuals were separated prior to slaughter. The stress due to this separation may have increased the amount of Salmonella shed in the feces.
In total, 30 strains of Salmonella were isolated and identified with respect to serotype.
26 of these were Salmonella Typhimurium and 4 were Salmonella Group B.
Summarizing the results of this study, no direct influence of MOS on the amount of Salmonella in fatting pigs could be observed. This might be due to the fact that not all strains of Salmonella can be agglutinized by MOS. Therefore it may be prudent to check the efficacy of the agglutination of MOS with the strain of Salmonella isolated from an individual herd, before implementing the feeding of MOS as a measure against the Salmonella problem of that particular farm. Another theory is that MOS is digested
111 Summary
too early in the adult porcine intestinal tract, so that it cannot agglutinize Salmonella spp. since this bacterium is most often found in the colon of pigs.
A longitudinal study observing several fattening groups of a farm including the post-weaning period of the animals may answer the question if MOS is able to reduce the amount of Salmonella in a herd in the long run.
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