Die Auswahl des Ultraschallgerätes basierte auf Angaben von STOSKOPF (1993), GODDARD (1995) und STETTER (2001) für die Anwendung bei Fischen von bis zu einem Kilogramm. Der zunächst aufgrund der geringeren Ankopplungsfläche favorisierte Scanner mit einem zwischen 5- und 7,5-MHz umschaltbaren Sektorschallkopf erwies sich wegen der schlechten Bildauflösung im Nahbereich als untauglich für den Einsatz bei Fischen der in den Versuchen zu erwartenden Größe.
Alle Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit wurden mit dem tragbaren Ultraschallgerät 240 PARUS der Firma ESAOTEPie Medical durchgeführt, das mit einem 7,5-MHz Linearschallkopf ausgestattet war. Dieses eignete sich trotz der relativ großen Ankopplungsfläche des Transducers zufriedenstellend für die Darstellung der ausgewählten
Organe. Etwas schwieriger gestaltete sich bei kleineren Fischen die Darstellung des Herzens aufgrund des limitierten Raumes kaudal des Operculums, wobei die Untersuchung trotzdem gelang. Eine weitere Schwierigkeit war die eindeutige Darstellung von geschlechtsreifen, nicht laichreifen Gonaden in Abgrenzung vom umliegenden Lebergewebe. Es wäre denkbar, dass ein hochauflösender 10-MHz Schallkopf noch bessere Ergebnisse liefern würde. Vor Nässe musste der Transducer durch einen handelsüblichen, langen Plastikhandschuh geschützt werden, welcher Ultraschallgel enthielt. Dadurch wurde in allen Fällen eine gute Ankopplung gewährleistet. Bei besonders kleinen Karpfen diente das den Fisch umgebende Wasser als Vorlaufstrecke.
Im Gegensatz zu anderen Tierarten (POULSEN NAUTRUP 2001) konnte auf eine Narkotisierung der Fische während des gesamten Zeitraums der Untersuchung nicht verzichtet werden. Eingesetzt wurde ein Methansulfat des Metaaminobenzoesäureethylesters (Tricain) in einer Konzentration von 0,15 g/l. Hierbei handelt es sich um ein bewährtes Medikament, das in der Regel gut von Fischen vertragen wird (ROSS 2001) und eine vollständige Immobilisation während der Untersuchung gewährleistete. Allerdings ist davon auszugehen, dass es sich bei den beiden Todesfällen unter den Karpfen um Narkosezwischenfälle handelte und die Methode bei geschwächten Tieren daher unter Umständen als weniger geeignet einzustufen ist. Eine Alternative zu dem verwendeten Präparat gibt es jedoch zur Zeit nicht. Sofern die in der Literatur dokumentierten Studien an lebenden Fischen durchgeführt wurden, wurde ebenfalls Tricain in Dosierungen von 0,1 g/l (BLYTHE et al. 1993) bis zu 0,2 g/l (BOSWORTH et al.
2001) eingesetzt. Aus arzneimittelrechtlichen Gründen ist der Einsatz dieses Präparates in Deutschland bei zum menschlichen Verzehr bestimmten Fischen untersagt (BAUR u. RAPP 2003).
5.2 Sonographie der Organe
Die Darstellung der Muskulatur an den zwei festgelegten Positionen hatte zum einen die Erhebung des ultrasonographischen Normalbefundes und zum anderen die Überprüfung des Muskulaturdurchmessers als Klassifikationsparameter schlachtreifer Tiere zum Ziel. Das ultrasonographische Bild erwies sich in allen drei Tiergruppen als einheitlich und für die jeweiligen Lokalisationen charakteristisch. Die eindeutige Identifizierung der verschiedenen Muskelanteile sowie anderer anatomischer Strukturen bereitete keinerlei Probleme. Ein Nachteil bestand darin, dass in der gewählten Einstellung nur das Muskelgewebe einer
Körperseite beurteilt werden konnte. Für die kommerzielle Nutzung in Form der Qualitätsbeurteilung der Filets müsste eine Einstellung gefunden werden, die die gleichzeitige Darstellung beider epaxialer Muskelbäuche ermöglicht. Pathologische Veränderungen aufgrund eines Muskeldefektes konnten im Ultraschallbild erkannt und in ihrer Ausdehnung sicher umgrenzt werden. Das lässt darauf schließen, dass andere qualitäts- oder gesundheitsbeeinflussende Prozesse in der Muskulatur durch die Ultraschalluntersuchung ebenfalls diagnostiziert werden können entsprechend der Studie von BOYCE (1985), welcher mittels Sonographie Zysten von Henneguya salminicola im Muskelgewebe von Lachsen nachweisen konnte.
Der Muskulaturdurchmesser der im Frühjahr untersuchten Karpfen an Positon 1 unterschied sich signifikant von dem der übrigen Tiere, was auf einen massiven Konditionsverlust durch die Winterruhe hindeutet. Es konnte eine signifikante positive Korrelation sowohl zwischen Muskulaturdurchmesser und Körpergewicht als auch zwischen Muskulaturdurchmesser und Korpulenzfaktor festgestellt werden. Daher kann davon ausgegangen werden, dass sich dieser Parameter grundsätzlich als Klassifikationsmerkmal für die Kondition eignet. Gegenüber serologischen Untersuchungen, die durch Bestimmung bestimmter Plasmasubstrate wie zum Beispiel Triglyceride, Cholesterin und Fructosamin ebenfalls zu Beurteilungen der Kondition und des Ernährungszustandes herangezogen werden können (BÖTTCHER 1998), hat die Sonographie den Vorteil der geringeren Invasivität und somit geringeren Stressbelastung der Tiere. Der Muskulaturdurchmesser an Position 2 zeigte zwar ebenfalls eine signifikant positive Abhängigkeit vom Körpergewicht, nicht aber vom Korpulenzfaktor. Daher ist der Muskulaturdurchmesser an Position 1 dem an Position 2 als Maß für die Körperkondition grundsätzlich vorzuziehen. In der Studie von BOSWORTH et al. (2001) wurde die Muskulaturdicke von schlachtreifen Katzenwelsen analog zur vorliegenden Arbeit von der linken Körperseite aus an fünf verschiedenen Lokalisationen gemessen. Für alle Positionen ergaben sich positive Korrelationen mit dem Körpergewicht der Tiere, die sich in ihrer Signifkanz unterschieden. Als hochsignifikant abhängig von dem Körpergewicht der Tiere wurde der Muskulaturdurchmesser auf Höhe der Beckenflosse und kranial der Afterflosse beschrieben. Die für die vorliegende Arbeit gewählten Lokalisationen erschienen beim Katzenwels hingegen weniger geeignet. Es handelt sich bei den beiden Tierarten allerdings um anatomisch grundlegend unterschiedliche Fischarten. Aufgrund des Vergleichs der Ergebnisse muß davon ausgegangen werden, dass die optimale Lokalisation für die Beurteilung der Kondition und des Fleischertrags für die Fischarten charakteristisch ist, und deshalb nicht ohne weiteres auf andere Speisefische übertragen werden kann.
Die Leber konnte bei allen Karpfen an der ausgewählten Schallposition dargestellt werden, dabei unterlag das sonographische Bild jedoch großen physiologischen Schwankungen. Die Anzahl der eingebetteten Darmschlingen variierte ebenso wie die dorsale und laterolaterale Ausdehnung des Lebergewebes. Erschwert wurde die Interpretation durch die fehlende Abgrenzung der Leber zu den umgebenden Organen. Als Kriterium der Ausdehnungstendenz nach dorsal konnte das Verteilungsmuster der Darmschlingen im Lebergewebe herangezogen werden, quantifizierbare Anhaltspunkte waren nicht ermittelbar. Die Binnenstruktur des Lebergewebes stellte sich allerdings einheitlich dar, so dass sich pathologische Prozesse, die mit einer Strukturveränderung des Lebergewebes einhergehen, höchstwahrscheinlich mittels Ultraschalluntersuchung einschätzen lassen. Der als repräsentativ für die Lebergröße herangezogene maximale laterolaterale Durchmesser war bei den laichreifen Tieren signifikant kleiner als bei Tieren ohne Laichansatz. Die Untersuchungen zu verschiedenen Jahreszeiten ergaben keine signifikanten Differenzen. Das lässt darauf schließen, dass die Lebergröße im Gegensatz zur Muskulatur weniger durch den Ernährungszustand als vielmehr durch die erheblichen körperlichen Umbauprozesse während der Bildung von Geschlechtsprodukten beeinflusst wird. Eine deutliche Abhängigkeit des laterolateralen Leberdurchmessers vom Körpergewicht der Karpfen ergab sich vor allem für die Tiere ohne Laichansatz, bei welchen er sich zur Beurteilung der Lebergröße eignet. Mit Vorsicht ist dieser Parameter bei laichreifen Tieren zu interpretieren. Die Milz erwies sich als der ultrasonographischen Untersuchung nicht zugänglich.
Die Gallenblase wies hinsichtlich ihrer Darstellbarkeit an der festgelegten Schallkopfposition die geringste Konstanz auf, wobei diese mit 95% noch ausreichend hoch war, um die Sonographie als grundsätzlich durchführbar einzuschätzen. Beurteilt werden konnten der Inhalt der Gallenblase sowie die Wandstrukturen. Nachdem die Darstellung der Gallenblasenwand innerhalb physiologischer Schwankungen möglich war, ist davon auszugehen, dass auch pathologische Veränderungen interpretierbar sind. Beispielhaft konnte das an einem Individuum mit einer deutlich verdickten Gallenblasenwand gezeigt werden. Signifikante Veränderungen der Gallenblasenform und –größe konnten bei laichreifen Karpfen im Vergleich zu den beiden anderen Gruppen gezeigt werden. Diese beruhen vermutlich auf der abweichenden Stoffwechsellage während der Laichreife und sind als physiologisch anzusehen.
Der Gallenblasendurchmesser korreliert zwar signifikant mit dem Körpergewicht der Fische, diese Korrelation ist jedoch mit Vorsicht zu interpretieren, da das Volumen der Gallenblase abhängig ist von der Futteraufnahmefrequenz und daher bei Individuen in Abhängigkeit vom zeitlichen Abstand zur letzten Futteraufnahme auch innerhalb physiologischer Grenzen schwanken kann (ROBERTS u. SCHLOTFELDT 1985).
Der mittlere Teil der Rumpfniere eignete sich gut zur repräsentativen Untersuchung des Nierengewebes. Aufgrund seiner anatomischen Lage konnte er zweifelsfrei bei allen Karpfen aufgefunden und beurteilt werden. Durch auftretende Artefakte hat es sich als notwendig erwiesen, die Niere von beiden Körperseiten aus zu untersuchen, da es auch zwischen der linken und der rechten Niere eines Individuums zu Unterschieden im sonographischen Bild kommen kann. Diese Unterschiede, resultierend aus variierenden Bindegewebsanteilen, konnten bei der Bildinterpretation ebenso angesprochen werden wie zystische Strukturen innerhalb des Nierengewebes, die trotz des ungestörten Allgemeinbefindens der Tiere auftraten. Die zystischen Veränderungen waren ausschließlich bei Karpfen nach der Winterruhe zu beobachten, wohingegen eine Zunahme der echoreichen Bindegewebsanteile deutlich vermehrt in der Gruppe der laichreifen Karpfen auftrat. Aufgrund des ungestörten Allgemeinbefindens ist es nicht auszuschließen, dass die angesprochenen Veränderungen durch morphologische Umbauprozesse physiologischen Ursprungs entstanden sind. Grundsätzlich scheint es möglich, pathologische Veränderungen im Parenchym der Niere, welche bei Knochenfischen Zielorgan vieler Erkrankungen ist (FERGUSON 1989), mittels Sonographie darzustellen. Anhand der quantifizierbaren Parameter äußerten sich die morphologischen Unterschiede in einer signifikanten Größenreduktion des Organs aller Karpfen der Tiergruppe 3 im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen. Beide gemessenen Parameter, sowohl der maximale mediolaterale als auch der dorsoventrale Durchmesser, eignen sich zur Beurteilung der Nierengröße, da sie signifikant mit dem Körpergewicht der Karpfen korrelieren.
Die Geschlechtsbestimmung gestaltete sich im Gegensatz zu den in der Literatur für andere Fischarten gemachten Angaben als äußerst schwierig. Zumindest bei dem überwiegenden Anteil der untersuchten Karpfen, die bei der anschließenden Verifizierung der Ultraschallergebnisse als geschlechtsreif eingestuft werden konnten, war weder eine Differenzierung von männlichen und weiblichen Tieren noch eine eindeutige Ausmessung der Gonadengröße möglich. Eine tendenzielle Abschätzung, wie weit die gonadale Entwicklung fortgeschritten war, konnte lediglich aufgrund der dorsalen Ausdehnung des Lebergewebes vorgenommen werde, so dass sich die Ultraschalluntersuchung mit der vorliegenden Geräteausrüstung zur Geschlechtsbestimmung von Karpfen, die sich nicht in der Laichreife befinden, sowie zur Beurteilung der Gonadengröße als nicht geeignet erwies. Möglicherweise wäre dafür ein hochauflösender Schallkopf mit einer Frequenz von 10 MHz besser geeignet.
Anders verhält es sich in der Tiergruppe 3. Die laichreifen Karpfen konnten aufgrund der Ultraschallbefunde mit einer Sicherheit von 100% in weibliche und männliche Tiere unterschieden werden. Der Grund für die von der Literatur abweichenden Erfolgsaussichten hinsichtlich der Geschlechtsbestimmung ist in erster Linie in der Größe der Fische zu suchen.
In vergleichbaren Untersuchungen beim Lachs (MATTSON 1991) und der gestreiften Brasse (BLYTHE et al. 1993) wurden Tiere mit einem Gewicht von 4,6 ± 1,8 Kilogramm bzw. Tiere zwischen 0,5 und 2,5 Kilogramm eingesetzt. Bei der gestreiften Brasse sind außerdem im Vergleich zu anderen Fischarten bei gleichem Körpergewicht größere Gonaden zu erwarten.
Das ultrasonographische Bild der jeweiligen Gonaden war bei den hier untersuchten Karpfen einheitlich, so dass pathologisch auftretende Zustände wie eine eventuelle Laichverhärtung vermutlich mittels Sonographie diagnostiziert werden können. Durch die in diesem Reproduktionsstadium deutlich hervortretende Abgrenzung zum Lebergewebe konnte der Hoden- bzw. Ovardurchmesser bestimmt werden. Dabei gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Individuen. Grundsätzlich unterschied sich die Darstellung der laichreifen Hoden von der anderer Fischarten. So wurde der laichreife Hoden beim Hering (BONAR et al 1989) und der geschlechtsreife Hoden des Lachses (MATTSON 1991) als homogen echoarm beschrieben. Beim Lachs geht die fortschreitende Laichreife mit einer zunehmenden Echogenität des Hodengewebes im Ultraschall einher. Im Gegensatz dazu präsentierte sich der laichreife Hoden des Karpfens echoreich mit inhomogen wolkiger Echoverteilung. Die Ergebnisse aus den Untersuchungen der weiblichen Tiere wiederum entsprachen den Befunden aus dieser Arbeit. Bei allen beschriebenen Fischarten stellte sich das laichreife Ovar echoreich mit einer fein granulierten Verteilung der Binnenechos dar.
Bei der Sonographie des Herzens an der ausgewählten Schallkopfposition waren bei 100% der untersuchten Karpfen Ventrikel und Atrium der sonographischen Untersuchung zugänglich.
Beurteilt werden konnte die Herzmuskulatur, die Innenauskleidung des Herzens sowie Klappenstrukturen und die Wand der Vorkammer. Aufgrund der geringen Größe ist es unwahrscheinlich, dass mit dem für die Arbeit zur Verfügung stehenden Gerät pathologische Veränderungen in Form von beispielsweise Klappenverdickungen zu beurteilen wären.
Eine Funktionsbeurteilung im Hinblick auf Kontraktilität, Blutflussrichtung, Strömungsgeschwindigkeiten und Klappenschluß lässt die Darstellung im B-Mode ebenfalls nicht zu. In dieser Arbeit wurden daher ausschließlich Größenbeschreibungen vorgenommen.
Grundsätzlich denkbar ist die Bestimmung der systolischen Verkürzungsfraktion aus dem endsystolischen und enddiastolischen Durchmesser des Ventrikels, welche bei Hund und Katze als Maß für die Kontraktilität von Kammerwand und Septum herangezogen wird (TOBIAS u.
POULSEN NAUTRUP 2001). Im Zuge der vorliegenden Arbeit waren die für die Berechnung notwendigen Parameter aufgrund der geringen Größe der Tiere nicht zu erheben. Die gemessenen Herzfrequenzen lagen sowohl bei Beginn als auch am Ende der Untersuchung unterhalb des in der Literatur (LEWBART 2001) angegebenen physiologischen Bereiches,
wobei unklar ist, von welchen Fischen diese Werte stammen und auf welchem Weg sie erhoben worden sind. Daher sind die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit unter besonderer Berücksichtigung der Narkose mit Vorsicht zu interpretieren.
5.3 Verifizierung der Ultraschallbefunde
Zur Verifizierung der Ultraschallbefunde wurde eine Methode gewählt, bei der die Tiere im Anschluß an die Untersuchung euthanasiert und in circa 1 cm breite Transversalschnitte geteilt wurden. Auf diesem Wege konnten die Organe im Nachhinein eindeutig identifiziert und die Ultraschallbefunde bestätigt werden. Die selbe Methode wurde bereits von BOSWORTH et al. (2001) erfolgreich eingesetzt. Bei der Überprüfung der quantifizierbaren Parameter ergeben sich für die Muskulatur an beiden Positionen, den Leberdurchmesser der Tiergruppe 3, den Gallenblasendurchmesser und den mediolateralen Nierendurchmesser signifikant höhere Werte.
Es ist allerdings nicht auszuschließen, dass diese Differenz aus der Ausdehnung des Gewebes während des Einfriervorgangs resultiert. Wahrscheinlich ist das Ausmaß der Größenzunahme dabei abhängig vom Flüssigkeitsgehalt des jeweiligen Gewebes, so dass die Differenz zum Beispiel bei Muskulatur und Gallenblase deutlicher ist als beim Lebergewebe. Auch sind Messungenauigkeiten am sonographischen Standbild nicht vollständig auszuschließen. Bei BOSWORTH et al. (2001) ergab sich konstant ein Unterschied von 0,2 bis 0,35 cm zwischen den Mittelwerten aus der Ultraschalluntersuchung und den anschließend durchgeführten Messungen am gefrorenen Fisch. Das entspricht in etwa den Ergebnissen aus der vorliegenden Arbeit.