In bisherigen Untersuchungen sind vor allem die nutritiven Eigenschaften vom Ameisensäure untersucht worden (ECKEL et al. 1992a,b, EIDELSBURGER et al. 1992a,b,e, GEDEK et al.
1992, KIRCHGEßNER et al. 1991, ROTH et al. 1992a,b). Es wurde nachgewiesen, dass positive Effekte auf die täglichen Zunahmen und die Futterverwertung bestehen (ECKEL et al. 1992, EIDELSBURGER et al. 1992b, KIRCHGEßNER u. ROTH 1988a,b,1989 u. 1990).
Weiterhin wurde berichtet, dass bei Ferkeln im Duodenum durch Zusatz von organischen Säuren signifikant niedrigere Keimzahlen, insbesondere in der Begleitflora, nachzuweisen sind (KIRCHGEßNER u. ROTH 1988, 1991). Auch KIRCHGEßNER et al. (1992) und GEDEK et al. (1992a) beobachteten besonders im Duodenum und Jejunum beträchtlich verminderte Keimzahlen von E. coli, Bacteroidaceae und Enterokokken beim Zusatz von Ameisensäure (1,25% bzw. 1,2%) zum Ferkelfutter. Da es sich bei der Ameisensäure um eine ätzende Flüssigkeit handelt, die auf alle Gewebe, insbesondere auf die Schleimhäute einen starken Reiz ausübt (FREITAG et al. 1998) wurde durch die Verpackung der Ameisensäure mit einer Kapsel, die sich erst im Verdauungstrakt auflöst, versucht diese negativen Eigenschaften der Ameisensäure zu kompensieren (FONTAINE 1994, HEBELER et al.
2000a,b). Untersuchungen von KERCHER (2001) mit gekapselter Säuremischung (Formyl 0,3%) an 5391 Ferkeln zeigten in der Versuchsgruppe eine um 35,5% verringerte Gesamtmortalität (Ödemkrankheit und andere Erkrankungen) und eine um 84,3% verringerte Mortalität infolge der Ödemkrankheit gegenüber der Kontrollgruppe.
Eine Übersicht der unter dem Einfluss einer gekapselten Säuremischung ermittelten eigenen Keimzahlergebnisse, sowie die biochemischen Parameter der mikrobiellen Aktivität, Besiedlung und die pH-Werte im Darminhalt des caudalen Drittels des Dünndarms und des Colon ascendens (STUKE Diss. in prep.) gibt Tabelle 53 anhand der berechneten arithmetischen Mittelwerte sowie der Standardabweichungen wieder.
Diskussion
Tab. 53: Versuch A1: Gegenüberstellung der Keimzahlen (lg/g) und der
Parameter der mikrobiellen Aktivität bzw. Besiedlung und der pH-Werte im Dünn- und Dickdarminhalt der Versuchs-und Kontrolltiere beim Zusatz von gekapselter
Säuremischung: (Anzahl (n); arithmetischer Mittelwert (MW), Standardabweichung (s))
Kontrolltiere Versuchstiere
Dünndarm n MW s n MW s
Aerobe Gesamtkeimzahl 8 8,6 0,4 8 8,5 0.6
E. coli 8 4,9 1,3 8 4,5 0,8
Enterokokken/
Streptokokken 8 8,0 0,5 8 8,1 0,7
Anaerobe Gesamtkeimzahl 8 8,8 0,5 8 8,6 0,5
Gramnegative Anaerobier 8 4,3 2,5 8 5,4 2,3
Laktobazillen 8 8,3 0,7 8 7,5 0,6
Lipopolysaccharid-Gehalt
Aerobe Gesamtkeimzahl 8 9,3 0,2 8 9,5 0,6
E. coli 8 5,0 0,7 8 5,0 0,6
Enterokokken/
Streptokokken 8 8,3 0,5 8 8,5 0,2
Anaerobe Gesamtkeimzahl 8 9,9 0,2 8 9,8 0,3
Gramnegative Anaerobier 8 9,2 0,4 8 8,7 0,2
Laktobazillen 8 9,4 0,4 8 9,3 0,5
Lipopolysaccharid-Gehalt
Diskussion
Aerobe Gesamtkeimzahl
Bei den hier durchgeführten Fütterungsversuchen mit Zusatz von gekapselter Säuremischung lag die aerobe Gesamtkeimzahl im Dünndarmchymus der Versuchsgruppe (lg 8,5/g) geringfügig unter derjenigen der Kontrollgruppe (lg 8,6/g). Diese Zahlen waren im gleichen Größenbereich, wie der unter Zusammenfassung der Arbeiten von WINKENWERDER (1999), GÖßLING (2001) und KULLA (2001) ermittelte Wert von lg 8,6/g Dünndarminhalt.
Die durchschnittlich im Dickdarmchymus von Versuchstieren (lg 9,5/g) und Kontrolltieren (lg 9,3/g) ermittelte aerobe Gesamtkeimzahl lag ebenso im gleichen Bereich, es bestanden nur geringe Unterschiede zu dem von WINKENWERDER (1999), GÖßLING (2001) und KULLA (2001) festgestellten Wert von lg 9,3/g. KULLA (2001) konnte unter Zusatz von 1,8% K-Diformiat im Dünndarm von Versuchstieren (lg 7,6/g) eine signifikante Reduzierung der aeroben Gesamtkeimzahl gegenüber der Kontrollgruppe (lg 8,4/g) feststellen.
Grampositive Bakterien, L-Laktat-Gehalt und Gesamtkonzentration flüchtiger Fettsäuren Die im Dünndarm ermittelten Keimzahlen für Streptokokken und Enterokokken zeigten bei den Tieren der Versuchsgruppe (lg 8,1/g) und den Tieren der Kontrollgruppe (lg 8,0/g) mit lg 0,1 keine nennenswerten Unterschiede zwischen den Gruppen. Die hier ermittelten Keimzahlen liegen 0,2 bzw. 0,3 Zehnerpotenzen über dem von WINKENWERDER (1999), GÖßLING (2001) und KULLA (2001) beobachteten Wert von lg 7,8/g. Die im Dickdarm ermittelten Keimzahlen von Streptokokken und Enterokokken in der Kontrollgruppe (lg 8,3/g) und der Versuchsgruppe (lg 8,5/g) lagen ebenfalls über der im Mittel von GÖßLING (2001) und KULLA (2001) errechneten Zahl von lg 8,1/g. Demgegenüber konnten KIRCHGEßNER et al. (1992) nach Zulage von 1,25% Ameisensäure zum Futter eine geringgradige Reduktion der Keimzahlen (lg 5,2/g) im Ileum von Ferkeln im Vergleich zur Kontrollgruppe (lg 5,6/g) feststellen. Dagegen stehen Untersuchungen von GEDEK et al.
(1992a), die gegenüber von Kontrolltieren (lg 5,7/g) unter Zulage von 1,2% Ameisensäure zum Ferkelfutter im Ileum eine deutliche Zunahme von Enterokokken (lg 6,8/g) erhielten.
Unter Zusatz von 1,8% K-Diformiat zeigten Ferkel der Kontrollgruppe (lg 7,3/g) um 0,6 Zehnerpotenzen höhere Werte an Streptokokken und Enterokokken, als Tiere der Versuchsgruppe (lg 6,7/g; KULLA 2001). Durch Zusatz von Ameisensäure oder ihrer Salze konnte weder in vorangegangenen Versuchen, noch in diesem Versuch, ein signifikanter Einfluss auf die Keimzahl der Streptokokken und Enterokokken erzielt werden.
Diskussion
Die aus den Daten von WINKENWERDER (1999), GÖßLING (2001) und KULLA (2001) im caudalen Dünndarm (lg 8,3/g) und Colon ascendens (lg 9,4/g) durchschnittlich ermittelten Laktobazillen-Keimzahlen unterschieden sich um weniger als eine Logarithmusstufe von den selbst festgestellten Werten und sind daher zu gering, um signifikante Aussagen treffen zu können (BRAUN et al. 1966). Die Laktobazillen-Keimzahl im caudalen Dünndarm von Kontroll- (lg 8,3/g) und Versuchstieren (lg 7,5/g) wich um lg 0,8 voneinander ab. Der Unterschied im Colon ascendens betrug nur lg 0,1 zwischen der Laktobazillen-Keimzahl der Kontrolltiere (lg 9,4/g) und der Versuchstiere (lg 9,3/g). Auch bezüglich des L-Laktat-Gehaltes waren keine signifikanten Differenzen zwischen Versuchsgruppe (Dünndarm: 21,4 mmol/kg uS Dickdarm: 0,1 mmol/kg uS) und Kontrollgruppe (Dünndarm: 25,1 mmol/kg uS Dickdarm: 0,1 mmol/kg uS) festzustellen. In Untersuchungen von KULLA (2001) konnte unter Zulage von 1,8% K-Diformiat die Laktobazillen-Keimzahl im caudalen Dünndarm signifikant reduziert werden. Nach GEDEK et al. (1992a) waren nach Zugabe von 1,2%
Ameisensäure zum Futter die Zahl der Laktobazillen und Bifidobakterien im Ileum (lg 7,3/g) vermindert. Auch KIRCHGEßNER et al. (1992) verzeichnen nach Zusatz von 1,25%
Ameisensäure zum Futter im Ileum von Versuchstieren (lg 6,6/g) im Vergleich zu Kontrolltieren (lg 7,2/g) eine reduzierte Laktobazillen- und Bifidobakterien-Keimzahl.
Clostridium perfringens konnte in Versuch A1 bei keinem der untersuchten Absetzferkel in Dünndarm oder Dickdarm nachgewiesen werden. Nach Untersuchungen von AMTSBERG et al. (1976) sind Clostridien in Abhängigkeit von der Art des Futters mit zunehmendem Alter nur unregelmäßig und in relativ geringen Keimzahlen in Darminhaltsproben und im Kot nachweisbar.
Bezüglich der Gesamtkonzentration flüchtiger Fettsäuren der Versuchsferkel (Dünndarm:
16,6 mmol/l; Dickdarm: 216,0 mmol/l) und der Kontrollferkel (Dünndarm: 12,2 mmol/l;
Dickdarm: 173,0 mmol/l) konnte kein signifikanter Unterschied festgestellt werden. Bei restriktiv gefütterten Ferkeln stellten ROTH et al. (1992a) nach Karenz 3 h postprandial bei den Tieren, die verschiedene Zulagemengen Ameisensäure (0,6%, 1,2%, 1,8%, 2,4%) erhielten im Dünndarm jeweils tendenziell höhere Mengen an flüchtigen Fettsäuren (13,3 bis 15,4 mmol/l) im Vergleich zu einer Kontrollgruppe (10,7 mmol/l) fest. KAMPHUES (1987) ermittelte durch einen Zusatz von Ameisensäure keinen Einfluss auf die Gesamtkonzentration flüchtiger Fettsäuren im Dünndarmchymus.
Diskussion
Bei der Untersuchung des Inhaltes des caudalen Dünndarms konnten keine wesentlichen Unterschiede in den pH-Werten zwischen Versuchstieren (Dünndarm:6,9; Dickdarm:5,4) und Kontrolltieren (Dünndarm:6,9; Dickdarm:5,4) verzeichnet werden.
Gramnegative Bakterien, LPS-Gehalt und Ammoniakkonzentration
Die aus den Daten von WINKENWERDER (1999), GÖßLING (2001) und KULLA (2001) zusammenfassend ermittelten E. coli-Keimzahlen betrugen im caudalen Dünndarm lg 6,6/g und im Colon ascendens lg 8,2/g. Bei den hier durchgeführten Untersuchungen lag die E.
coli-Keimzahl im Dünndarm, in der Versuchsgruppe (lg 4,5/g) und in der Kontrollgruppe (lg 4,9/g), in der gleichen Größenordnung. Im Dickdarmchymus waren zwischen der Kontrollgruppe und der Versuchsgruppe im E.coli-Keimgehalt (lg 5,0/g) keine Unterschiede festzustellen. Auffällig erschien, dass die bei dieser Untersuchung ermittelten E. coli-Keimzahlen durchschnittlich zwei bis drei Zehnerpotenzen unterhalb den von WINKENWERDER (1999), GÖßLING (2001) und KULLA (2001) ermittelten Werten lagen.
Beim Zusatz einer 2,5% Milchsäuremischung lagen die nachgewiesenen E. coli-Keimzahlen bei den Tieren der Versuchsgruppe (lg 5,5/g) geringgradig unter denen der Kontrollgruppe (lg 6,0/g; WINKENWERDER 1999). Ebenfalls trat beim Zusatz von 1,25% Ameisensäure eine Reduzierung der E. coli-Keimzahl der Versuchsgruppe (lg 6,8/g) gegenüber der Kontrollgruppe (lg 7,9/g) auf (KIRCHGEßNER et al. 1992). Auch GEDEK et al. (1992) stellten bei Zusatz von Ameisensäure in verschiedenen Konzentrationen eine geringgradige Verminderung der E. coli-Keimzahl im Ileum in der Versuchsgruppe (lg 6,3/g) gegenüber der Kontrollgruppe (lg 6,6/g) fest.
In den eigenen Untersuchungen konnten gramnegative Anaerobier nur im Dünndarm von vier Versuchstieren und sechs Kontrolltieren nachgewiesen werden, der Mittelwert betrug im Dünndarm der Kontrolltiere lg 4,3/g und bei den Versuchstieren lg 5,4/g. Im Dickdarmchymus lagen die Werte der Kontrolltiere (lg 9,2/g) und der Versuchtiere (lg 8,7/g) eine halbe Logarithmusstufe auseinander. Die Werte bewegen sich in der gleichen Größenordnung, wie die im Dünndarm (lg 4,8/g) und Dickdarm (lg 8,9/g) zusammenfassend bei WINKENWERDER (1999), GÖßLING (2001) und KULLA (2001) ermittelten Keimzahlen. Von SMITH und JONES (1963) konnten keine gramnegativen Anaerobier der Gattung Bacteroides im Dünndarm gesunder Absetzferkel nachgewiesen werden. SCHULZE und BATHKE (1977) wiesen jedoch diese Keimgruppe unregelmäßig in geringen Keimzahlen nach, während KIRCHGEßNER et al. (1992) regelmäßig im Ileum von
Diskussion
Absetzferkeln Bacteriodaceae in Keimzahlen von lg 5,7/g ermitteln konnten. GEDEK et al.
(1992) beobachteten nach Zulage von 1,2% Ameisensäure im Ileum eine Verminderung der Keimzahlen der Bacterioidaceae (lg 5,3/g) gegenüber der Kontrollgruppe (lg 6,7/g).
Bei dem durchgeführten Fütterungsversuch zeigten sich bei den LPS-Gehalten zwischen Versuchsgruppe (Dünndarm: 3,9µg/kg uS; Dickdarm: 94,5µg/kg uS) und Kontrollgruppe (Dünndarm: 3,6µg/kg uS; Dickdarm: 78,8µg/kg uS) keine signifikanten Unterschiede. Durch eine Zulage von Ameisensäure zum Futter kam es bei Untersuchungen von KAMPHUES (1987) tendenziell zu einer Reduktion des LPS-Gehaltes.
Bezüglich der Ammoniakkonzentration zeigten die Werte in der Versuchsgruppe (Dünndarm:
3,3 mmol/kg uS; Dickdarm: 2,9 mmol/kg uS) und der Kontrollgruppe (Dünndarm: 3,3 mmol/kg uS; Dickdarm: 4,7 mmol/kg uS) keine signifikanten Unterschiede.
Gesamtzahl der obligaten und fakultativen Anaerobier
Die aus den Daten von WINKENWERDER (1999), GÖßLING (2001) und KULLA (2001) zusammenfassend ermittelte anaerobe Gesamtkeimzahl betrug im caudalen Dünndarm lg 8,8/g und im cranialen Dickdarm lg 9,9/g. Die eigenen Ergebnisse in diesem Versuch lagen in der Kontrollgruppe (Dünndarm: 8,8/g; Dickdarm: 9,9/g) und der Versuchsgruppe (Dünndarm:
8,6/g; Dickdarm: 9,8/g) in der gleichen Größenordnung.
Abschließend ist zu diesen Fütterungsversuchen festzustellen, dass keine Unterschiede beim Zusatz der gekapselten Säuremischung gegenüber der Kontrollgruppe zu beobachten waren.
Diese Ergebnisse stehen im Widerspruch zu den oben zitierten Ergebnissen von KIRCHGEßNER u. ROTH (1988a, 1991), sowie KIRCHGEßNER et al. (1992) und GEDEK et al. (1992a). Die Versuche zur Freisetzung der gekapselten Säuremischung haben ergeben, dass die Säure sofort bei der Versetzung mit Wasser frei wird (TABELING persönliche Mitteilung). Der Gehalt an Ameisensäure im Magen und in den nachfolgenden Dünndarmabschnitten lag bei den untersuchten Versuchsferkeln in der gleichen Konzentration wie bei den Kontrollferkeln. Die erwartete protrahierte Freisetzung der gekapselten Säuremischung konnte nicht festgestellt werden. Die Resorption der Ameisensäure konnte schon im vorderen Verdauungskanal erfolgen. Da im caudalen Dünndarm und Colon ascendens kaum noch Ameisensäure ankommt, konnte hier auch keine Wirkung auf die Darmflora ermittelt werden.
Diskussion
Bei einem vergleichbaren Versuch zur Freisetzung von Ameisensäure mit 1,8% K-Diformiat war die Konzentration im Magen von Versuchstieren (10,7 mmol/l uS) erheblich höher als bei Kontrolltieren (0,13 mmol/l uS). Im Dünndarmchymus waren jedoch keine Unterschiede im Ameisensäuregehalt von Versuchs- und Kontrolltieren festzustellen (KULLA 2001). ROTH et al. (1992a) konnten hingegen unter Zusatz von 1,8% Ameisensäure (nicht gekapselt) zum Futter noch im Dünndarminhalt von Versuchstieren (14,02 mmol/l uS) höhere Ameisensäuregehalte als bei Kontrolltieren (2,83 mmol/l uS) beobachten. Die von diesen Autoren beschriebenen Effekte auf die Darmflora wurden beim Zusatz deutlich höherer Konzentrationen von z.B. 1,2% Ameisensäure (GEDEK et al. 1992a) oder 1,8% K-Diformiat (KULLA 2001) ermittelt. Die Wirkung der gekapselten Säuremischung sollte in einer Ansäuerung des Darminhaltes, beginnend im distalen Dünndarm beruhen, daher wurde hier eine niedrigere Säurekonzentration als bei nicht gekapselter Ameisensäure gewählt. Aufgrund der oben genannten Ergebnisse zur Freisetzung der Ameisensäure konnte die erwartete Wirkung nicht erreicht werden.
1.2 Versuch A2: Experimentelle Escherichia coli-Infektion unter Futterzusatz von