Aus der Außenstelle für Epidemiologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover in Bakum
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Epidemiologische Untersuchungen zum Auftreten und zu den betriebsspezifischen Faktoren der
Clostridium perfringens-Infektion der Pute
INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer
Doktorin der Veterinärmedizin (Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von Alexa Flüchten
aus Frechen
Hannover 2006
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. T. Blaha
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. T. Blaha 2. Gutachter: Priv.-Doz. Dr. G. Glünder
Tag der mündlichen Prüfung: 31. Mai 2006
Für meine Familie
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Zielsetzung 13
2 Literaturübersicht 15
2.1 Die Pute (Meleagris galloparvo) 15
2.1.1 Abstammung und Domestikation 15
2.1.2 Zuchtlinien 16
2.1.3 Putenproduktion 17
2.1.4 Der Verdauungsapparat der Pute 23
2.1.4.1 Störungen des Verdauungssystems: Dysbiose und
Nekrotisierende Enteritis 26
2.2 Clostridien 27
2.2.1 Taxonomie und Eigenschaften der Gattung
Clostridium 27
2.2.2 Toxine 29
2.2.2.1 Toxine von Clostridium perfringens 30
2.2.3 Clostridien als Krankheitserreger 34
2.2.3.1 Gasödem-Komplex 35
2.2.3.2 Enterotoxämie-Komplex 38
2.2.3.3 Botulismus und Tetanus 40
2.3 Clostridium perfringens bei Puten 42
2.3.1 Epidemiologie der Clostridien 42
2.3.2 Klinik 45
2.3.3 Pathologie und Histopathologie 45
2.3.4 Diagnostische Methoden 47
2.3.5 Therapie 47
2.3.6 Prophylaxe 48 2.3.7 Untersuchungen zu Clostridium perfringens-
Infektionen in der Putenproduktion 51 2.4 Clostridium perfringens-Infektionen bei einigen
anderen Vogelspezies 53
2.5 Clostridium perfringens-Infektion des Menschen 53
3 Material und Methoden 56
3.1 Auswahl der Betriebe 56
3.2 Versuchsablauf 57
3.3 Bakteriologische Untersuchung 60
3.3.1 Verfahren zur Hygieneuntersuchung in
Hähnchenställen nach IKB 60
3.3.2 Clostridiendiagnostik 63
3.3.2.1 Untersuchungsverfahren zur Untersuchung von Futter-mitteln, Einstreu und Wasser auf Clostridium
perfringens gemäß „AVID III/1994“ 63
3.3.2.2 Untersuchungsverfahren zur Untersuchung von Proben-material auf Clostridium perfringens gemäß
„AVID III/1994“ 64
3.3.2.3 Herstellung von Leberbouillon 65
3.3.2.4 Nachweis/ Toxinbestimmung von Clostridium
perfringens mittels PCR 65
3.4 Fragebogen 67
3.4.1 Allgemeine Betriebsdaten 67
3.4.2 Spezielle Betriebsdaten 68
3.4.3 Durch Clostridien klinisch erkrankte Herden 68
3.4.4 Mastleistungsdaten 68
3.5 Auswertung der erhobenen Daten 70
4 Ergebnisse 72
4.1 Auswertung der Fragebögen 72
4.1.1 Mastleistungsdaten 72
4.1.2 Allgemeine Betriebsdaten 82
4.1.3 Spezielle Betriebsdaten 90
4.1.4 Herden mit Darmerkrankungen - 101 -
4.1.5 Bakterielle Untersuchungen - 104 -
4.1.5.1 Allgemeiner Keimgehalt nach IKB - 104 - 4.1.5.2 Wischproben zum Nachweis von Clostridien im Stall - 105 -
4.1.5.3 1. Tag (Einstallung) - 106 -
4.1.5.4 2. Lebenswoche - 106 -
4.1.5.5 4. Lebenswoche - 106 -
4.1.5.6 6. Lebenswoche - 106 -
4.1.5.7 8. Lebenswoche - 106 -
4.1.5.8 10. Lebenswoche - 107 -
4.1.5.9 12. Lebenswoche - 107 -
4.1.5.10 14. Lebenswoche - 107 -
4.1.5.11 Schlachtung - 107 -
4.2 Ergebnisse der Betriebe in Dänemark - 109 -
4.2.2 Allgemeine Betriebsdaten - 111 -
4.2.3 Spezielle Betriebsdaten - 111 -
4.2.4 Mastleistungsdaten - 113 -
4.2.5 Schlachtung - 113 -
5 Diskussion - 114 -
5.1 Darstellung der Problematik - 114 -
5.2 Allgemeine Anmerkungen - 117 -
5.3 Bewertung der Ergebnisse - 119 -
5.3.1 Mastleistungsdaten - 120 -
5.3.2 Allgemeine Betriebsdaten - 124 -
5.3.3 Spezielle Betriebsdaten - 128 -
5.3.4 Herden mit Darmerkrankungen - 133 -
5.3.5 Bakteriologische Untersuchung - 135 -
5.3.6 Schlussfolgerungen - 138 -
6 Zusammenfassung - 141 -
7 Summary - 144 -
8 Literaturverzeichnis - 147 -
9 Anhang - 168 -
Tabellenverzeichnis
Tab. 2.1 : Richtwerte für BIG 6 Hahn und Henne (MOORGUT
KARTZFEHN 2003) 23
Tab. 3.1 : Versuchsablauf 59
Tab. 3.2 : Probenentnahmeplan nach IKB mit Angabe des Ortes und der
Häufigkeit an dieser Stelle 61
Tab. 3.3 : Interpretation nach IKB 63
Tab. 4.1 : Mastleistungsdaten 72
Tab. 4.2 : Ranking Medikamentenkosten 75
Tab. 4.3 : Ranking Tageszunahmen 77
Tab. 4.4 : Ranking Mortalität 77
Tab. 4.5 : Ranking Verwurf 79
Tab. 4.6 : Ranking Futterverwertung 80
Tab. 4.7 : Ranking Hygieneklassen 81
Tab. 4.8 : Gesamtranking 82
Tab. 4.9 : Frage 10 - Brüterei 90
Tab. 4.10 : Frage 11 - Futtermittelhersteller 90
Tab. 4.11 : Frage 12 - Impfprogramm 91
Tab. 4.12 : Frage 20a-d - Hygiene 96
Tab. 4.13 : Frage 20e-h - Hygiene 97
Tab. 4.14 : Frage 21a-f - Aufzuchtmanagement - 100 -
Tab. 4.15 : Frage 25 - Verlustraten - 104 -
Tab. 4.16 : Wischproben - 105 -
Tab. 4.17 : Ergebnisse der Probenentnahme - 109 - Tab. 4.18 : Auswertung der Fragebögen der dänischen Betriebe (Teil 1) - 109 - Tab. 4.19 : Auswertung der Fragebögen der dänischen Betriebe (Teil 2) - 110 - Tab. 4.20 : Mastleistungsdaten der dänischen Betriebe - 113 -
Abbildungsverzeichnis
Abb 2.1 : Struktur der Geflügelproduktion nach HAFEZ (1995) 18
Abb 4.1 : Frage 1b - Betriebstyp 83
Abb 4.2 : Frage 2 - Art der Ställe 84
Abb 4.3 : Frage 3 - Anzahl der Ställe 84
Abb 4.4 : Frage 4 - Tierarten in der Umgebung 85
Abb 4.5 : Frage 5 - Betriebsgröße 86
Abb 4.6 : Frage 6 - Betreuung 87
Abb 4.7 : Frage 7 - Aufteilung von Hahn und Henne 88
Abb 4.8 : Frage 8 - Besatzdichte 89
Abb 4.9 : Frage 15 - Ergänzungsfuttermittel 92
Abb 4.10 : Frage 16 - Beifütterung 93
Abb 4.11 : Frage 17 - Wasserversorgung 94
Abb 4.12 : Frage 20k - Reinigung der Maschinen 99
Abb 4.13 : Frage 21g - TRT Impfung - 101 -
Abb 4.14 : Frage 23 - Vorausgegangene Erkrankungen - 102 - Abb 4.15 : Frage 24 - Alter der Tiere bei Erkrankung - 103 -
Abb 4.16 : Keimgehalt - 104 -
Abb 5.1 : Gesamtranking - 119 -
Abkürzungsverzeichnis
Abb. Abbildung
AVID Arbeitskreis Veterinärmedizinische Infektionsdiagnos- tik
Betr. Betrieb
BSE Bovine spongioforme Encephalopathie B.U.T. British United Turkeys
bzw. beziehungsweise C. perfringens Clostridium perfringens
ca. circa cm Zentimeter ct Cent
C-Quellen Kohlenhydrat-Quellen
d.h. das heißt
DNA Desoxyribonucleinsäure Dys. Dysbiose
E. coli Escherichia coli et al. Et alii (und andere)
etc. et cetera
Futteraufw. Futteraufwand
FVW Futterverwertung g Gramm
GALT gut- associated lymphoid tissue ges. Gesamt
ggf. gegebenenfalls griech. griechisch
HE Hämorrhagische Enteritis
Hrsg. Herausgeber
IKB Integrierte Kettenüberwachung
KBE Kolonie bildende Einheiten kg Kilogramm km Kilometer kum. kumuliert kve Kolonie- Formende- Einheit lat. lateinisch
LVL Lebensmittel- und Veterinärlabor GmbH in Emstek m Meter
m² Quadratmeter
MALT mucosa- associated lymphoid tissue metaphylakt. metaphylaktische
MKS Maul- und Klauenseuche
MG Mycoplasma gallisepticum
ml Milliliter Mort. Mortalität
Mw Molekulargewicht n Anzahl
ND Newcastle Krankheit
NE Nekrotisierende Enteritis
neg. negativ
ORT Ornithobacterium rhinotracheale
PCR Polymerase- Ketten- Reaktion
pH Potentia Hydrogenii (negativ dekadischer Logarithmus der Wasserstoffkonzentration)
pos. positiv
qm Quadratmeter s. siehe
Syn. Synonyme t Tonne Tab. Tabelle
TRT Turkey-Rhinotracheitis TSA Tryptone Soya Agar
u. und Verw. Verwurf x entfällt
z.B. zum Beispiel
z.T. zum Teil
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1 Einleitung und Zielsetzung
Landwirte mit einem eigenen Betrieb leben, wie alle anderen Unternehmer, von ihren erwirtschafteten Gewinnen, d.h. von dem was nach Abzug aller Kosten von dem Gesamtumsatz übrig bleibt.
Während der Erlös, z.B. aus den Schlachtabrechnungen, für den Betriebs- inhaber nicht immer direkt beeinflussbar ist, entstehen die Kosten zumindest teilweise im Betrieb selbst. Der Landwirt kann versuchen, durch geschickte Kostensenkung einzelner Positionen, seinen Gewinn zu optimieren. So ist es z.B. ein Unterschied, ob Stroh als Einstreu für die Tiere zugekauft werden muss oder aus eigener Erzeugung genommen werden kann.
Einzelne Kostenstellen sind zwar nicht direkt voneinander abhängig, beispielsweise Futter- und Einstreukosten, es gibt jedoch häufig indirekte Verknüpfungen untereinander. Erkrankt z.B. eine Tierherde, so steigen die Kosten für Medikamente und Tierarzt an. Möglicherweise muss gleichzeitig mehr Einstreu gegeben werden und aufgrund des gestörten Allgemeinbefindens wird das angestrebte Mastendgewicht nicht erreicht.
So kommt dann eine dreifach negative Auswirkung auf den Gewinn zustande. Von solch einem Problemfeld ist in den vergangenen Jahren die Putenintensivhaltung betroffen: Dort treten vermehrt gesundheitliche Störungen des Verdauungsapparates auf, die dem Erreger Clostridium perfringens zugeschrieben werden. Vermutet wird ein Zusammenhang zwischen epidemiologischen und betriebsspezifischen Faktoren und dem Aufkommen des Erregers.
Um das Entstehen dieser leistungsminimierenden, oft letalen Störungen
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zurückzudrängen, wird in dieser Arbeit nach innerbetrieblichen und/oder äußeren Faktoren gesucht, die dem Erreger Clostridium perfringens gute Lebens- und Vermehrungsbedingungen bieten und somit Erkrankungen begünstigen. Erst wenn eindeutige Zuordnungen möglich sind, kann man versuchen krankheitsbegünstigende Faktoren auszuschalten.
In dieser Arbeit wurden durch die intensive Untersuchung von Betrieben diese Zusammenhänge aufgedeckt. Dazu wurden in einer Feldstudie sowohl Betriebe analysiert, die ein gehäuftes Auftreten von Clostridien- Infektionen aufweisen, als auch solche, die kaum Probleme mit diesem Erreger haben. Die Erkenntnisse aus gefundenen Zusammenhängen bilden die Grundlage für eine bessere Einschätzung der tatsächlichen Gesundheits- und Leistungsbeeinflussung durch Clostridium perfringens in Putenbeständen.
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2 Literaturübersicht
Der folgende Literaturteil dieser Arbeit enthält zwei verschiedene Themengebiete. Im ersten Teil werden die Entwicklung der Pute von der Wildform zur heutigen Mastpute, Anatomie und Physiologie des Verdauungsapparates sowie Aufzucht- und Mastverfahren beschrieben. Der zweite, wesentlich umfangreichere Abschnitt des Kapitels behandelt die Clostridien, speziell Clostridium perfringens. Allein schon der deutlich größere Umfang des Erreger-Kapitels macht die Vielfalt der Auswirkungen von Clostridien-Infektionen offensichtlich.
2.1 Die Pute (Meleagris galloparvo) 2.1.1 Abstammung und Domestikation
Die Wildputen stammen ursprünglich aus Teilen der heutigen USA und Mexiko. Dort lebten sie in getrennt-geschlechtlichen Verbänden, die sich während der Paarungszeit vermischten. Ihr Lebensraum reichte von subtropischen Regionen bis zu mit Kiefern und Eichen bewachsenen Hochwäldern. Die Nahrung bestand aus Blättern, Beeren, Gräsern, Eicheln, Knospen und Insekten (GIGAS 1987; HAFEZ u. JODAS 1997). In Europa sind Truthühner seit der Eroberung Amerikas durch Kolumbus bekannt.
Von dort wurden die ersten Puten zwischen 1518 und 1524 nach Spanien gebracht. Diese waren nur halb so groß wie die uns bekannten Puten und hatten ein vielfältig gefärbtes Gefieder. Ende des 17. Jahrhunderts verbreiteten sich die Puten in England und ab 1870 weiter in Europa. Aus Kreuzungen zwischen schwarzen englischen Puten und amerikanischen Wildputen ist die Narragansett- Pute entstanden, aus der wiederum durch
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weitere Kreuzungen mit Wildputen 1928 in England die Bronze-Pute (Sheffield-Pute) hervorgegangen ist (BERNDT u. MEISE 1962;
V.BLOTZHEIM 1973; HAFEZ u. JODAS 1997). In der weiteren Entwicklung wurde 1938 offiziell die Broad-Breasted-Bronze-Pute benannt, die als Ursprung aller heute wirtschaftlich genutzten Putenstämme gilt. 1950 sind durch weitere Kreuzungen und Selektionen Puten mit weißem Gefieder entstanden, die heute in allen konventionellen Putenhaltungen zu finden sind (HAFEZ u. JODAS 1997).
2.1.2 Zuchtlinien
Ein besonderer Fortschritt war die Zucht der „Breitbrust-Pute“. Diese Bezeichnung fasst alle großen und kleinen Züchtungen zusammen, die sich durch einen erhöhten Fleischanteil an der Brust- und Schenkelmuskulatur auszeichnen und seit 1962 in Deutschland auf dem Markt sind. Die
„Breitbrust- Pute“ zeigt optimale Eigenschaften in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit, die Zuwachsrate, den Futteraufwand, das Fleisch- Knochenverhältnis und hat gute Ausschlachtungsergebnisse (HAFEZ u.
JODAS 1997; MEYER 2000).
Heutzutage ist der genetische Pool weltweit nur noch auf drei Zuchtunternehmen beschränkt, die den gesamten Markt mit ihren Kreuzungsprodukten beliefern. Es handelt sich hierbei um
- British United Turkeys Ltd (B.U.T.); England und USA
- Nicholas Turkey Breeding Farms (N.T.B.F.); Schottland und USA - Hybrid; Kanada
In Deutschland wird hauptsächlich die BIG 6 von B.U.T. gemästet.
Es gibt außerdem noch kleine Zuchtfirmen z.B. für Bronze-Puten (MEYER 2000). In Deutschland existieren keine Basiszuchtbetriebe, so dass das
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genetische Material nicht beeinflusst werden kann (HAFEZ 1999).
2.1.3 Putenproduktion
Wie die vorangegangenen Ausführungen gezeigt haben, ist die professionelle Putenmast in Deutschland ein noch relativ junger landwirtschaftlicher Produktionszweig. In den sechziger Jahren wurde die herkömmliche Freilandhaltung durch Intensivhaltung in Ställen mit künstlichem Klima und ohne Auslauf weitgehend abgelöst. Die Geflügelproduktion wurde somit unabhängig von Flächen und Klima (HAFEZ 1995; SIEGMANN u. NEUMANN 2005). Des Weiteren fand eine Trennung aller Produktionsstufen statt (HAFEZ 1995). Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die verschiedenen Bereiche der Geflügelproduktion, anschließend wird die heutige Putenintensivhaltung dargestellt:
Geflügel- produktion
Brut Kunstbrut Ganzjährig
Sexen
Züchtung Hybridzucht Nutzrichtung
Rassen
Haltung Auslauf
Boden Käfig Alternativ
Fütterung Kombinierte Alleinfutter Produktions-
phase
Gesundheit Therapie Ausmerzung
Prophylaxe
Schlachtung Technologie
Teilstücke Sortimente
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Abb 2.1 : Struktur der Geflügelproduktion nach HAFEZ (1995)
Die erste Produktionsstufe bilden die Zuchtfarmen, in denen Elterntierküken erzeugt werden. Diese Küken werden an Elterntier- haltungen (Vermehrer) abgegeben, die jeweils an Brütereien angeschlossen sind und die Vermehrungsstufe darstellen (HAFEZ 1995). Nachdem die Küken in der Brüterei geschlüpft sind, werden sie direkt als Eintagsküken in die Aufzucht- bzw. Mastfarmen gebracht. Dort werden sie die ersten 4 - 9 Tage in ca. 50cm hohen Ringen aus Drahtgeflecht oder Wellpappe gehalten, danach steht den Küken die komplette Bodenfläche des Stallgebäudes zur Verfügung. Die Ringe sollten für 200 - 250 Küken einen Durchmesser von 2,5m haben. Zentral im Ring befindet sich ein Gasstrahler als Wärmequelle ca. 70 - 80cm über den Tieren. Die Tempera- tur sollte im Liegebereich der Tiere 34 – 36°C und die allgemeine Raumtemperatur 21 – 23°C betragen (HAFEZ u. JODAS 1997; FELD- HAUS u. SIEVERDING 2001; MOORGUT KARTZFEHN 2003). Den Putenküken wird in den ersten 5 Tagen eine hohe Lichtintensität bis 100 Lux zur Verfügung gestellt, um ihnen das Auffinden von Futter und Wasser zu erleichtern. Es folgt eine Absenkung auf 40 Lux in der 8. Woche und weiter auf 20 Lux in der 12. Woche über 16 Stunden. Alternativ dazu werden ab der 2. Lebenswoche ein 12-stündiger Lichttag oder Hell- Dunkel-Phasen in 4-stündigem Wechsel empfohlen (HARTUNG 2005).
Die meisten Betriebe mästen im 18-Wochen-Rhythmus, welcher auch kontinuierliches Verfahren oder Rotation genannt wird (BERK 2004). Der 4 - 6 Wochen dauernden Aufzuchtphase schließt sich die Mastphase an, in der die Hähne vom Aufzuchtstall in den Maststall umgesetzt werden.
Dieser sollte mindestens eine Gaskanone oder einzelne Gasstrahler
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enthalten, da die Tiere in diesem Alter immer noch ein Wärmebedürfnis um die 18 - 20°C haben (FELDHAUS und SIEVERDING 2001; BERK 2004). Die Hennen verbleiben bis zu ihrer Schlachtung zwischen der 15.
und 17. Woche im Aufzuchtstall. Nach Ausstallung der Hennen wird der Aufzuchtstall gereinigt und desinfiziert. In der 19. Woche kann er dann wieder mit Küken belegt werden. Die Hähne gehen in der 19. bis 22.
Woche zur Schlachtung, so dass der Maststall nach Reinigung und Desinfektion in der 24. oder 25. Woche mit den mittlerweile 4 - 6 Wochen alten Hähnen neu belegt werden kann. Bei diesem Verfahren sind die Stallkapazitäten optimal ausgelastet und es sind 2,9 Durchgänge im Jahr möglich. Es besteht jedoch ein hygienischer Nachteil, da kurze Zeit zwei verschiedene Altersstufen auf einem Betrieb gehalten werden (FELDHAUS und SIEVERDING 2001; BERK 2004). Alternativ dazu wird, meist in Betrieben, in denen nur ein Stall zur Verfügung steht, im 22 bis 24-Wochen-Rhythmus gemästet, auch als „all in all out“ bezeichnet.
Hennen und Hähne werden entweder als Eintagsküken oder als Jungputen mit einem Alter von 4 - 6 Wochen in einen gemeinsamen Stall mit zwei getrennten Abteilen eingestallt. Den Hähnen stehen bis zur Schlachtung der Hennen in der 15. oder 16. Lebenswoche etwa 60% der Stallfläche zur Verfügung. Nach Ausstallung der Hennen erhalten die Hähne die gesamte Stallfläche. Nach Schlachtung der Hähne in der 19. - 22. Lebenswoche wird der Stall gereinigt und desinfiziert und in der 24. oder 25. Woche neu belegt. Ein Vorteil bei diesem Verfahren ist, dass für kurze Zeit keine Puten in der Anlage sind, und somit die Infektionskette unterbrochen ist.
Außerdem befindet sich immer nur eine Altersstufe im Betrieb. Es sind jedoch pro Jahr nur 2 bis 2,2 Durchgänge möglich (BERK 2004).
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Puten werden typischerweise in Offenställen mit natürlicher Wind- bzw.
Schwerkraftlüftung gehalten, deren seitliche Stallöffnungen zur Lüftung mit Jalousien oder Klappen ausgestattet sind (BERK 1999). Auch geschlossene Ställe mit Zwangsbelüftung sind weit verbreitet. Die Be- und Entlüftung sowie die gewünschte Stalltemperatur werden über eine thermostatisch regelbare Anlage automatisch gesteuert. Zusätzlich befinden sich im Dachbereich Entlüftungsöffnungen mit und ohne Ventilatoren, um dem hohen Frischluftbedarf der Puten gerecht zu werden (HAFEZ und JODAS 1997). Das Stallklima ist ein entscheidender Faktor sowohl in der Aufzucht als auch in der Mast. Mit der Lüftung sollte schon am ersten Tag begonnen werden, da die Gasstrahler der Stallluft Sauerstoff entziehen (MOORGUT KARZFEHN 2003; BERK 2004). Stalltemperaturen außerhalb des Optimalbereichs verringern die Wachstumsintensität aufgrund verschiedener Parameter (NICHELMANN 1992). Die Futteraufnahme beispielsweise sinkt bei hohen Temperaturen, während sie sich bei niedrigen Temperaturen kaum ändert. Zu niedrige Temperaturen erhöhen die motorische Aktivität, so dass sich der Nettoenergieanteil an umsetzbarer Energie verringert. Derselbe Effekt entsteht durch hohe und tiefe Temperaturen, die die Ausschüttung stoffwechselaktiver Hormone aktivieren (NICHELMANN 1992). Suboptimale Temperaturen haben auch eine Änderung der Blutverteilung im Körper zur Folge. Hohe Temperaturen führen zu einer vermehrten Durchblutung der Hautgefäße bei gleichzeitig abnehmender Durchblutung der Organe. Die Verdauungs- tätigkeit wird verringert, es kommt zu Resorptionsstörungen und Re- duzierung der Abwehrfunktionen (NICHELMANN 1992). Niedrige Temperaturen erfordern eine schnellere Blutzirkulation, so dass Herz-
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frequenz und Schlagvolumen ansteigen und sich die Hautgefäße gleichzeitig verengen. Es wird hauptsächlich die Skelettmuskulatur durch- blutet. Durch die verringerte Durchblutung der Atemwege ist die Wider- standsfähigkeit gegenüber Infektionserregern herabgesetzt (NICHEL- MANN 1992).
Die Ställe sind bis auf die Futter- und Tränkebahnen unstrukturiert, meistens sind zusätzlich Krankenstationen eingerichtet. Am weitesten verbreitet sind Ställe mit einer Breite von 12 - 20 Metern bei einer Länge von bis zu 120 Metern. Als Einstreu werden während der Aufzucht im Allgemeinen nichtimprägnierte, staub- und pilzfreie, weiche Hobelspäne in einer 10 - 12 cm hohen Schicht ausgebreitet (HAFEZ und JODAS 1997;
FELDHAUS und SIEVERDING 2001; BERK 2004). In der anschließen- den Mast wird qualitativ hochwertiges Kurzstroh verwendet. Aufgrund der guten Feuchtigkeitsabsorption sind Gersten- oder Roggenstroh, sowie qualitativ hochwertiges Weizenstroh gut geeignet.
Die Basis der Ernährung bilden energiereiche Kraftfuttermittel, denen in unterschiedlichem Maße eiweißreiche Komponenten, Mineralstoffe und Vitamine zugesetzt werden (KAMPHUES u. SIEGMANN 2005). Um dem speziellen Bedarf der unterschiedlichen Mastphasen gerecht zu werden, unterscheidet man in Aufzucht und Mast bei Hennen fünf und bei Hähnen sechs verschiedene Phasen in der Fütterung. Mit zunehmendem Alter wird der Rohproteingehalt gesenkt und der Energiegehalt gesteigert (JEROCH er al. 1999; FELDHAUS u. SIEVERDING 2001). Eine wirtschaftlich interessante Alternative zur Fütterung von pelletiertem Alleinfutter sind Ergänzungs-Futterkonzepte mit Mais, Weizen und zum Teil Gerste DAMME u. HILDEBRAND 2002). Das Futter wird generell ad libitum
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angeboten. Die Menge des aufgenommenen Futters ist abhängig von der Energiedichte. Somit muss bei steigender Energiedichte auch die Nährstoffdichte angehoben werden, da die Futteraufnahme zurückgeht (KAMPHUES u. SIEGMANN 2005).
Die Leistung wird anhand bestimmter Mastleistungsdaten erfasst (s.
Tabelle 2). So spielt natürlich das erreichte Körpergewicht am Ende eines Mastdurchgangs, d.h. bei Ablieferung am Schlachthof, eine entscheidende Rolle. Anhand der Mastdauer können die Tageszunahmen ermittelt werden.
Einen weiteren entscheidenden Parameter stellt die Futterverwertung dar.
Diese gibt an, wie viel Futter in Kilogramm für ein Kilogramm Lebendzuwachs benötigt wurde (SIEGMANN 1992; PINGEL 2004). So benötigt laut der Richtwerttabellen von B.U.T. beispielsweise ein 20 Wochen alter Putenhahn mit einem Schlachtgewicht von 19,42kg 2,51kg Futter für 1kg Lebendzuwachs (KARZFEHN 2003). Im Vergleich dazu liegt die Futterverwertung für eine 15 Wochen alte Putenhenne mit einem Gewicht von 9,5kg bei 2,38. Weitere Parameter zur Bewertung der Leistung sind Mortalitätsrate, Medikamentenkosten pro Tier und Verwurfraten am Schlachthof (BERGMANN u. SCHEER 1978).
Woche
Gewicht (kg), Hahn
Tageszun ahme kum. (g),
Hahn
Futter- aufw., kum. (kg),
Hahn
Gewicht (kg), Henne
Tageszun ahme kum. (g),
Henne
Futter- aufw., kum. (kg),
Henne
1 0,16 22,7 0.96 0,15 22,1 0,94
2 0,39 27,7 1,23 0,35 25,3 1,23
3 0,75 35,6 1,37 0,65 31,0 1,39
4 1,26 44,8 1,47 1,05 37,5 1,51
5 1,92 54,9 1,52 1,56 44,7 1,58
23
6 2,74 65,2 1,58 2,19 52,1 1,65
7 3,68 75,2 1,65 2,91 59,3 1,73
8 4,73 84,5 1,72 3,70 66,0 1,81
9 5,86 93,0 1,77 4,53 71,9 1,87
10 7,05 100,7 1,82 5,38 76,9 1,94
11 8,28 107,6 1,88 6,24 81,0 2,02
12 9.54 113,6 1,94 7,08 84,3 2,11
13 10,82 118,9 2,00 7,91 87,0 2,19
14 12,09 123,4 2,06 8,72 89,0 2,28
15 13,36 127,2 2,12 9,50 90,5 2,38
16 14,60 130,4 2,19 10,25 91,5 2,48
17 15,83 133,1 2,26 10,97 92,1 2,57
18 17,05 135,3 2,34 11,64 92,4 2,67
19 18,24 137,2 2,42 12,27 92,2 2,78
20 19,42 138,7 2.51 12,85 91,8 2,89
21 20,58 140,0 2,61
22 21,72 141,1 2,71
Tab. 2.1 : Richtwerte für BIG 6 Hahn und Henne (MOORGUT KARTZFEHN 2003)
2.1.4 Der Verdauungsapparat der Pute
Dieses Kapitel soll einen Überblick über für diese Arbeit relevante Bereiche der Anatomie, Histologie und Physiologie des Magen- Darm- Traktes der Pute geben.
Der Verdauungsapparat besteht aus dem Mundrachen, der Speiseröhre mit Kropf, dem Magen, dem Dünn- und dem Dickdarm, welcher in die Kloake mündet. Der Dünndarm besteht aus Duodenum, Jejunum und Ileum. Zum Dickdarm zählen zwei Blinddärme und das Colon. Leber und
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Bauchspeicheldrüse geben wie beim Säugetier ihre Sekrete in den Darm ab und sind somit dem Verdauungsapparat angelagert (DYCE et al. 1991;
ESMAIL 2000), dessen Hauptaufgabe in der Überführung der aufgenommenen Nahrung in resorbierbare Bestandteile liegt, mit anschließender Aufnahme in den Körper (VAUPEL u. EWE 1997).
Jeder Darmabschnitt hat seine eigene Struktur und seine eigene chemische Zusammensetzung, die in direkter Verbindung zu den Funktionen stehen.
Die Darmwand besteht aus unterschiedlichen Schichten (ESMAIL 2000).
Vom Lumen ausgehend findet man die Mucosa, gefolgt von Submucosa, Muskulatur und Serosa. Die Mucosa bildet im Dünndarm Falten zur Oberflächenvergrößerung, die sich kammartig in das Darmlumen einstülpen. Die gesamte Schleimhaut des Mitteldarms wird von Dünndarmzotten gebildet, die fingerförmige Ausstülpungen der Mucosa darstellen. Diese wiederum sind mit resorptionsaktiven Mikrovilli behaftet, die ebenfalls die Oberfläche vergrößern (LIEBICH 1993). Die Mikrovilli dienen der enteralen Endverdauung und der Stoffaufnahme (SMOLLICH u.
MICHEL 1992). Einstülpungen der Schleimhaut durch schlauchförmige gerade, unverzweigte Drüsen bilden die Enzyme Amylase, Sucrase und Protease. Diese Drüsen nennt man Lieberkühnsche Krypten (LIEBICH 1993; ESMAIL 2000). Die Submucosa, reich an Nerven und Gefäßen, enthält auch einige Drüsen und Lymphknoten. Die Muskelschicht besteht aus einer stärkeren zirkulären sowie einer schwächeren longitudinalen Schicht.
Die physiologische Keimflora der Pute besteht aus sehr vielen nützlichen, aber auch einigen schädigenden Bakterien. Entscheidend für die Gesundheit, das Wachstum und die Leistung einer Herde ist die
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Aufrechtrechterhaltung der mikrobiellen Balance im Darm jedes einzelnen Tieres (IVANOV 2003). Die Keimbesiedlung des Darms ist abhängig vom Alter. Direkt nach dem Schlupf ist der Darm nahezu keimfrei (KOCHER 2003). Die Mikroflora wird durch die Keime der Umgebung geprägt (GERLACH 1994). Eine deutliche Änderung der Intestinalflora wird durch die erste Futteraufnahme hervorgerufen. Vor der ersten Futteraufnahme sind im Jejunum eines 2 Tage alten Putenkükens nur geringe Mengen von E.coli und Streptokokken zu finden, teilweise auch noch Enterobacter spp.
und Bacillus spp. Es sind aber noch keine Laktobazillen nachweisbar (GERLACH 1994). Dies gilt auch für den Blinddarm, der in diesem Zeitraum ebenfalls nur mit Streptokokken, E.coli und teilweise mit Enterokokken besiedelt ist. Ab dem 5. Lebenstag sind erstmalig einige Laktobazillen vorhanden, welche ab dem 11. Tag im gesamten Dünndarm in weiterhin steigender Anzahl auffindbar sind. Es sind auch erste Staphylokokken nachweisbar. Nach zwei Wochen sind beim Huhn schon bis zu 99% der beim adulten Tier vorkommenden Laktobazillen im Dünndarm vorhanden (GERLACH 1994). Insgesamt dauert die Entwicklung der Darmflora 4 - 6 Wochen bei der mutterlosen Aufzucht.
Wird das Küken von einer Glucke aufgezogen, entwickelt sich die Darmflora dadurch schneller, dass das Küken direkt mit dem Kot der Glucke in Berührung kommt (GERLACH 1994).
Die Zusammensetzung der Mikroflora sowie deren Regulation ist durch unterschiedliche physikalische und chemische Bedingungen in jedem Darmabschnitt verschieden und abhängig von den in das Darmlumen abgegebenen Drüsensekreten, dem pH- Wert, dem Sauerstoffgehalt, der Peristaltik, der Verdauung und der Absorption (BARNES et al. 1974;
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BARNES 1979; GERLACH 1994). Die ausgewogene Mikroflora eines ausgewachsenen Tieres besteht zu 90% aus gram- positiven Bakterien (IVANOV 2003).
Eine weitere Funktion des Intestinaltraktes liegt in der Erregerabwehr. Das darmassoziierte lymphatische Gewebe (GALT) besteht aus der Bursa Fabricii, den Tonsillen des Blinddarms, dem Meckel´schen Divertikulum, den Peyer´schen Platten, intraepithelialen Lymphozyten und verstreut liegenden Immunzellen in der Lamina propria (BAR-SHIRA et al. 2003).
Das GALT ist ein großer Teil des mucosaassoziierten lymphatischen Gewebes (MALT), welches die erste Barriere für Antigene darstellt. Es ist vergleichbar mit dem peripheren, bzw. sekundären Lymphsystem der Säugetiere, das durch Lymphknoten in den einzelnen Geweben gebildet wird (BAR- SHIRA et al. 2003).
2.1.4.1 Störungen des Verdauungssystems: Dysbiose und Nekrotisierende Enteritis
Dysbiose (auch als Dysbakteriosekomplex bezeichnet) und nekrotisierende Enteritis sind unter anderem wesentliche intestinale Erkrankungen, die das Wohlbefinden von ganzen Putenherden beeinträchtigen und weltweit verantwortlich sind für hohe wirtschaftliche Verluste. Auf die nekrotisierende Enteritis, ausgelöst durch Clostridium perfringens, soll in den folgenden Kapiteln eingegangen werden. Die Dysbiose ist nach FABRI (2000) definiert als das Auftreten qualitativer und/oder quantitativer Änderungen der physiologischen Dünndarmflora mit Funktionsstörungen und/oder Malabsorption und erhöhter Anfälligkeit für Infektionen.
Haltungs- und fütterungsbedingter Stress sowie Infektionen durch Bakterien, Viren und Parasiten werden als Ursache genannt. Clostridium perfringens spielt in diesem Zusammenhang eine Rolle, wird aber nicht als
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Auslöser angesehen. Das klinische Bild betroffener Herden zeigt Diarrhoe, meist in Verbindung mit Appetit- und Lustlosigkeit, klagenden Lauten und/
oder einem sich zusammendrängen. Als Folge davon kommt es zu nasser Einstreu, die wiederum Wegbereiter für weitere Erkrankungen, wie z.B.
Brustblasen und/oder Deformationen der Ständer, ist. Die vermehrte Ammoniakbildung in nasser Einstreu kann zu Keratokonjunktivitis und/oder Schädigungen der Atemwege führen (BABU 1992; JODAS u.
HAFEZ 2000; REYNOLDS 2000). Der wirtschaftliche Verlust besteht in Leistungseinbußen durch gestörtes Wachstum, schlechterer Futterverwertung und mangelnder Uniformität (KALDHUSDAL u.
LOVLAND 2000; JODAS u. HAFEZ 2000; VAN DER SLUIS 2000b;
LOVLAND u. KALDHUSDAL 2001; FABRI 2004; HOFACRE et al 2005).
2.2 Clostridien
2.2.1 Taxonomie und Eigenschaften der Gattung Clostridium
Die Gattungen Clostridium und Bacillus gehören gemeinsam zur Familie der Bacillaceae. Während zur Gattung Bacillus die aeroben Sporenbildner gehören, zählt man zur Gattung Clostridium die obligat anaeroben Sporenbildner. Sie bilden Sporen zum Schutz des Keimes vor ungünstigen chemischen und/oder thermischen Umwelteinflüssen. Durch die ovalen oder kugelförmigen Sporen werden die Bakterienzellen spindelförmig aufgetrieben (kloster, griech. = Spindel) (WILDFÜHR 1977). Die vegetativen Formen haben sehr unterschiedliche Gestalt: Während zum Beispiel Clostridium tetani lang und dünn ist, weist Clostridium perfringens dicke plumpe Zellen in Ziegelsteinform auf (RODLOFF 1994).
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Die von 0,4 - 2,0 x 1,0 - 20 μm großen, unbeweglichen Clostridien bilden im Tierkörper meist eine Kapsel. Sie sind grampositiv anfärbbar, häufig einzeln gelagert und besitzen proteolytische und/oder saccharolytische Eigenschaften. Ihre Virulenz basiert unter anderem auf der Bildung von Proteintoxinen (Exotoxinen). Diese entstehen während der Wachstumsphase als Abbauprodukte der Keime. Das Temperaturoptimum für Clostridien liegt überwiegend bei 37°C, der optimale pH-Bereich bei 7,0 - 7,4 (BÖHNEL 1988; KÖHLER 1992; HAFEZ u. JODAS 1997;
ROLLE u. MAYR 2002).
Zur Gattung Clostridium gehören mehr als 100 Spezies. Clostridium perfringens ist das am weitesten verbreitete pathogene Bakterium. Kein anderer anaerober Erreger produziert eine derartige Vielfalt von Infektionen in einer Vielzahl von möglichen Wirten und besitzt, mit Ausnahme der Beweglichkeit, auch die meisten Virulenzfaktoren (SMITH 1979; HATHEWAY 1990; SONGER 1997). Clostridium perfringens (lat.
= durchbrechen) wurde schon 1892 von W.H. Welch und G.H.F. Nuttall, Baltimore beschrieben (alter Name: Welch- Fraenkelscher Gasbazillus) und lässt sich aufgrund seiner vier letal und nekrotisierend wirkenden Haupttoxine (α,β,ε und ι ) in vier Gruppen (A- E) einteilen (STERNE u.
WARRACK 1964; RODLOFF 1994; HAFEZ u. JODAS 1997; ROLLE u.
MAYR 2002).
Ihre Energie gewinnen Clostridien durch den Abbau von Aminosäuren, im Gegensatz zu den aeroben Bakterien, die ihre Energie aus Oxidationsprozessen erhalten (KÖHLER 1992).
Toxische Wirkungen auf den Stoffwechsel der Clostridien, bzw. aller Anaerobier, haben nach KÖHLER (1992) Peroxide, atomarer Sauerstoff,
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Hydroxid-Radikale und Kohlenmonoxid. Schutzmechanismen werden durch Enzyme des Kohlenhydratstoffwechsels gebildet.
Die Anzüchtung anaerober Bakterien setzt ein anaerobes Milieu, besonders gehaltvolle Nährmedien und längere Bebrütungszeiten voraus. Durch Zusatz von Blut (5- 20%), Hefeextrakt (1%), Glukose (0,1- 2%), L-Cystein (0,2%) oder Fleischextrakt wird ihr Wachstum gefördert (KÖHLER 1992).
Sporen sind normalerweise nicht in Kulturpräparaten zu finden (HINZ 2005). Kohlenhydratfreie, eiweißreiche, phosphathaltige Spezialnährmedien sind in der Lage eine Versporung auszulösen (BEER 1987).
2.2.2 Toxine
Die Definition von OAKLEY aus dem Jahre 1943 hat auch heute noch nicht an Gültigkeit verloren: „Toxine sind separate toxische antigene Komponenten eines Sterilfiltrates von Bakterienkulturen, Substanzen mit hohem Molekulargewicht, normalerweise Proteine, die fähig sind, tierische Zellen zu schädigen. Sie rufen die Bildung von Antitoxinen hervor, wenn sie in ein lebendes Tier eingebracht werden“ (BÖHNEL 1988).
Bei Clostridien werden einige Enzyme als Toxine bezeichnet, die bei anderen Bakterien nur als Enzyme bezeichnet werden. Ein Toxin besteht nicht unbedingt nur aus einem einzelnen Molekül. 1970 wurde bewiesen, dass die nachweisbaren Eigenschaften des theta-, lambda- und kappa- Toxins von Clostridium perfringens durch das Zusammenwirken von jeweils zwei unterschiedlichen Substanzen hervorgerufen werden, während z.B. das C2-Toxin von Clostridium botulinum Typ C und D aus zwei einzelnen, nicht durch Covalenz zusammengehaltenen Komponenten besteht (binäres Toxin) (BÖHNEL 1988).
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Aufgrund der Lokalisation eines Toxins innerhalb oder außerhalb der Bakterienzelle wurde zwischen Endo- und Exotoxin differenziert, was aber durch neue moderne Nachweismethoden nicht mehr aufrechterhalten werden kann (BÖHNEL 1988). Der immunologische Unterschied zwischen Endo- und Exotoxin besteht darin, dass Exotoxine in Toxoide umgewandelt werden können und damit ihre Toxizität, nicht aber ihre Antigenität verlieren, während Endotoxine schwache Antigene sind und nicht toxoidiert werden können. Exotoxine können durch gegen sie gerichtete Antikörper neutralisiert werden, Endotoxine hingegen nicht oder nur unvollständig. Außerdem sind Endotoxine hitzestabil (BÖHNEL 1988).
Warum Toxine gebildet werden, ist bis heute nicht geklärt. Zudem ist unklar, in wie fern sie zur Ökonomie der sie produzierenden Zelle beitragen, da sie weder als essentieller Wachstumsfaktor dienen, noch ihre Bildung ein Zeichen für die Stärke des bakteriellen Wachstums darstellt (BÖHNEL 1988).
2.2.2.1 Toxine von Clostridium perfringens
Clostridien produzieren die potentesten Toxine, die bisher bekannt sind (NORTON u. HOERR 1999). Die Toxine von Clostridium perfringens besitzen hämolysierende, nekrotisierende, gewebslösende, neurotoxische und andere Eigenschaften (KÖHLER 1992). Sie wirken nicht nur lokal an dem Ort, an dem sie gebildet werden, sondern verteilen sich über Blut und Lymphe systemisch im Organismus und führen zu Schädigungen der Organe (BICKFORD 1971; BLOBEL u. SCHLIESSER 1995). Die Endo- und Exotoxine der pathogenen Clostridien sind Proteine mit ausgeprägten antigenen Eigenschaften, die die Bildung von Serumantitoxinen induzieren (KÖHLER 1992).
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Zu den Exotoxinen zählen die Haupt- und Nebentoxine, welche auch als Major- und Minortoxine bezeichnet werden. Die Einteilung in die Gruppen A - E basiert auf der Bildung von einem oder mehreren Haupt- bzw.
Majortoxinen (HATHEWAY 1990; HAAGSMA 1991; KÖHLER 1992).
Das von Clostridium perfringens Typ A gebildete Haupttoxin ist aus- schließlich das α-Toxin. Dieses kann auch von allen anderen Clostridien- Arten gebildet werden (HATHEWAY 1990), es stellt jedoch nicht deren Haupttoxin dar. Es handelt sich beim α-Toxin um das Enzym Phospholipase C (SATO et al. 1989; TITBALL 1997). Es schädigt die Zellmembran, vor allem von Blutzellen, aber auch von Endothelien und Muskelzellen, was somit hauptsächlich zu einer Beeinträchtigung des kardiovaskulären Systems, sowie zu Störungen sowohl der glatten als auch der quergestreiften Muskulatur führt. Die schädigende Wirkung des α- Toxins besteht in der Hydrolyse, d.h. in der Zerstörung von Phospho- lipiden, die als Phopsholipid-Doppelschicht in biologischen Membranen zu finden sind (KRUG und KENT 1984; SATO et al. 1989; TITBALL 1993;
TWETEN 1997).
Der Toxinnachweis kann über den Nachweis der Lecithinase C von Clostridium perfringens Typ A durch unterschiedliche Verfahren, wie z.B.
Acrylamid-Elektrophorese, Iso-elektrische Fokussierung, Gelfiltration oder Stärkegel-Elektrophorese erfolgen. Vorraussetzung ist, dass das Toxin in chemisch reiner Form vorliegt (BÖHNEL 1988). Nach AL-KHATIB (1967) kann eine Differenzierung pathogener Clostridien anhand des Gelatinasenachweises stattfinden.
Clostridium perfringens benötigt zur Bildung von α-Toxin zweiwertige Metallionen, wie z.B. Zink. Steht Zink nicht zur Verfügung, so bildet
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Clostridium perfringens ein serologisch identisches, jedoch wesentlich unstabileres Protein. Dieses erlangt seine vollkommene Toxizität und Stabilität, sobald Zink zur Verfügung steht (SATO u. MURATA 1973;
BÖHNEL 1988; HATHEWAY 1991; BABA et al. 1992).
Die am häufigsten von Clostridium perfringens Typ A gebildeten Neben- toxine sind das kappa-Toxin (eine Kollagenase) und eine Neuramidase.
Weiterhin werden vom Typ A eta-, theta-, mu- und nu-Toxin gebildet. Das theta-Toxin ist ein Sauerstoff-labiles Hämolysin, das mu-Toxin eine Hyaluronidase und das nu-Toxin eine DNAse. Das eta-Toxin ist noch nicht definiert, seine Existenz ist fraglich (HATHEWAY 1990).
Das Clostridium perfringens Typ A-Enterotoxin ist ein Endotoxin und entsteht als Nebenprodukt bei der Sporulation. Der von der Mutterzelle abgeschnürte Sporenprotoplast wird von einer inneren und einer äußeren Wand umgeben. Beim Aufbau der äußeren Wand werden das Sporen- mantelprotein und das Enterotoxin gebildet. Das Enterotoxin wird zusammen mit der Spore bei der Lyse der Mutterzelle freigesetzt (STARK und DUNCAN 1971; DUNCAN et al. 1972; DUNCAN 1973; GRANUM et al. 1984; GOLDNER et al. 1986; GRANUM 1990). Da es auch Clostridium perfringens Typ A-Stämme gibt, die kein oder nur wenig Enterotoxin produzieren, unterscheidet man Enterotoxin-positiv von Enterotoxin-negativ (GRANUM et al. 1984). RYU und LABBE (1989) fanden auch im Zytoplasma Enterotoxin-negativer Clostridien das Enterotoxin-Vorläuferprotein. Zur Umwandlung in das toxische End- produkt über gewisse proteolytische Enzyme sind jedoch nur Enterotoxin- positive Clostridien fähig. Nach VAN DAMME-JONGSTEN et al. (1990) fehlt den Enterotoxin-negativen Clostridium perfringens Typ-A-Stämmen
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zur Enterotoxinbildung das Clostridium perfringens-Enterotoxin-Gen (cpe- Gen). Nach Übertragung dieses cpe-Gens auf nicht Enterotoxin-bildende Clostridium perfringens Typ B-Stämme, waren diese zur Entero- toxinsynthese in der Lage (CZECZULIN et al. 1996). Das cpe-Gen befindet sich entweder im Chromosom oder in einem großen Plasmid. Das chromosomal gelegene cpe-Gen konnte aus kontaminierten Lebensmitteln isoliert werden, während das im Plasmid lokalisierte cpe-Gen tierischer Herkunft war (CORNILLOT et al. 1995). GOLDNER et al. (1986) wiesen nach, dass vegetative Clostridium perfringens Typ-A-Zellen sporulations- unabhängig zur Bildung von Enterotoxin fähig sind.
Es handelt sich bei dem Clostridium perfringens Typ A-Enterotoxin um ein hitzelabiles Polypeptid aus 320 Aminosäuren mit einem Molekulargewicht von 35.000 Dalton (MC CLANE 1992), das nach 5 minütigem Erhitzen bei 60°C zerstört wird (STARK u. DUNCAN 1971; MC CLANE 1992). Da die Freisetzung des Enterotoxins hauptsächlich während der Sporulation erfolgt, ist die Vorraussetzung einer Vergiftung mit Clostridium per- fringens die Aufnahme großer, sich schnell vermehrender Mengen der vegetativen Keime, die dann im Dünndarm sporulieren (MC CLANE 1992). Innerhalb kürzester Zeit heftet sich das Toxin an die Darmwand an und verändert das kolloid-osmotische Gleichgewicht, sodass zunächst Moleküle mit einer Größe bis 200 Dalton, im weiteren Verlauf mit einer Größe bis 5.000 Dalton die Darmwand passieren können. Morphologische Veränderungen der Epithelzelle führen zu Zelltod und Zytolyse mit Epitheldesquamation der Zottenspitzen und Flüssigkeitsverlust (MC CLANE et al. 1988; MC CLANE 1992).
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2.2.3 Clostridien als Krankheitserreger
Clostridien kommen bei vielen verschiedenen Tierarten vor und führen zu den unterschiedlichsten Krankheitsbildern. Dies erklärt auch den Umfang des folgenden Kapitels.
Die pathogene Wirkung der Clostridien ist abhängig von den aus den Sporen entstehenden vegetativen Formen mit ihren Toxinen und Stoffwechselprodukten. Die Spore selbst kann im gesunden Organismus keine pathogene Wirkung entfalten. Da sie zum Auskeimen und zur Bildung der vegetativen Zelle optimale Bedingungen benötigt, führt die Aufnahme von Sporen in den Organismus nicht gleichzeitig zu einem Infektionsprozess. Deswegen kommt es im Hinblick auf die weite Verbreitung der pathogenen Clostridien doch relativ selten zu einer Infektion. Vor allem die Herabsetzung des lokalen Redoxpotentials begünstigt eine Invasion der Keime und somit eine Infektion. Eine Reduktion des Redoxpotentials kann mehrere Ursachen haben, wie z.B. die Anwesenheit anderer sauerstoffzehrender Bakterien, das Vorhandensein von Fremdkörpern oder nekrotischem Gewebe, fehlende Durchblutung des betreffenden Gewebes, plötzliche Änderungen der Mikroflora oder Sekretionsstörungen der Verdauungsenzyme im Darmkanal. Weitere Vorraussetzungen einer Infektion sind die Anwesenheit sowohl von C- Quellen wie Glukose, Ascorbinsäure, Thioglykolsäure, Cystein, Glutation, als auch von metallischen Eisen (Ferro)-verbindungen, gesättigten Fettsäuren und Blut in der Umgebung der Spore. Zellzerstörungen durch Traumen oder zellzerstörende Substanzen sind ebenfalls Wegbereiter für eine Infektion. (KÖHLER 1992; BLOBEL u. SCHLIESSER 1995).
Die klassische Form der Infektion durch Bodenseuchenerreger beginnt mit
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der Vermehrung der vegetativen Formen der Erreger in einem erkrankten Tier, welches verendet. Die vegetativen Keime versporen entweder noch im Kadaver oder nach deren Austritt an der Erdoberfläche. Diese Sporen werden von anderen Tieren aufgenommen und gelangen durch Läsionen der Schleimhaut des Magen-Darm-Trakts in den Organismus und verbreiten sich über die Blutbahn. Letztendlich kommt es zur Septikämie mit Besiedelung von Organen und Muskulatur (BLOBEL u. SCHLIESSER 1995).
Die vegetativen Formen und Toxine entstehen in der Umwelt unter anaeroben Bedingungen und führen je nach Ort der Toxinbildung und Freisetzung der Bakterienzellen zu vielfältigen Krankheitsbildern.
BLOBEL und SCHLIESSER (1995) teilen diese in drei Gruppen ein, die hier als Unterkapitel dargestellt werden, um dem Leser einen besseren Überblick zu verschaffen:
2.2.3.1 Gasödem-Komplex
Gruppe 1 stellt das Gasödem mit Rauschbrand, Pararauschbrand, Malignem Ödem einschließlich Wund-Clostridiosen, Hepatitis necroticans infectiosa, Bazilläre Hämoglobinurie und Sonderformen wie Osteomyelitis und Mastitis dar. Bekannte Erreger sind Clostridium (C.) chauvoei, C.
septikum, C. chicamensis, dessen Feldstämme (335 und 735 Madagaskar, 809 Mexiko); C. histolyticum, C. sordellii, C. novyi Typen A - C, C.
haemolyticum und C. perfringens Typen A - E mit ihren Feldstämmen (217 Madagaskar). Das Gasödem tritt als seuchenhafte oder auch sporadische Erkrankung auf. Die seuchenhafte Erscheinungsform kann sowohl durch orale Infektion als auch durch Einschleppung bei Verletzungen und/oder Parasiten hervorgerufen werden. Die sporadische Form findet man nach
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Verletzungen, iatrogenen und galaktogenen Infektionen. Das Gasödem entsteht, wenn den Sporen durch Läsionen der Magen-Darm-Schleimhaut ein Durchdringen ermöglicht wird oder sie unter die äußere Haut bzw. in die Muskulatur implantiert werden, wo sie für Ausbreitung und Vermehrung günstige Faktoren vorfinden, wie niedriges Redoxpotential und/oder Zellzerstörung (BLOBEL u. SCHLIESSER 1995).
Von Gasödem-Infektionen sind überwiegend Wiederkäuer betroffen. Am empfänglichsten sind Rinder, gefolgt von Schafen und Ziegen. Das Gasödem ist eine bodengebundene Krankheit mit oraler Infektion. Die Infektion des Bodens erfolgt durch Austreten des versporten Erregers aus einem an der Seuche erkrankten und verendeten Tier. Als Sporen oder vegetative Formen können die Gasbranderreger Jahrzehnte im Boden überleben. Die Erkrankungen nehmen zu, wenn die Grasnarbe sehr kurz ist und Bodenteilchen mit der Nahrung aufgenommen werden. Besonders beispielhaft ist der Verlauf in den Tropen, wenn die Tiere in der Trockenzeit gezwungen sind, das verbliebene ligninreiche, harte Futter dicht am Boden abzunagen, wobei massenhaft Sporen in den tierischen Organismus gelangen. Das verholzte Futter verletzt die Magen- Darm- Schleimhaut, so dass den Sporen ein Zugang in den Blutkreislauf ermöglicht wird. Am häufigsten erkranken wohlgenährte Tiere im Alter von 8 - 18 Monaten. Es wird angenommen, dass ältere Tiere durch latente Infektionen einen schützenden Antikörperspiegel entwickelt haben, der auch die Nachkommen über das Kolostrum zu schützen scheint. Ein weiterer Grund für den häufigeren Befall der Jungtiere ist der Zahnwechsel, bei dem kleine Schleimhautwunden im Zahnfleisch als Eintrittspforte dienen können.
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Der Krankheitsausbruch erfolgt plötzlich. Es werden Tiere ohne vorherige Krankheitsanzeichen, überwiegend auf der Weide, aber auch im Stall, meist nach Verfütterung sporenhaltigen Futters, welches auf verseuchtem Grünland gewonnen wurde, tot aufgefunden. Bei Schafen kann die Erkrankung auch durch eine äußere Wunde, z.B. nach der Schur, dem Schwanzkupieren oder nach der Kastration, hervorgerufen werden. Bei genauer Beobachtung kann man hier erste Anzeichen der Erkrankung wie Appetitlosigkeit, Bewegungsunlust, Absondern von der Herde und Lahmheit mit einer bei Berührung charakteristisch knisternden Schwellung („crepatio“) im Bereich der Schulter oder der gesamten Hinterextremität erkennen. Gasödeme können auch an der Brust, auf dem Rücken, am Genick oder bei Schafen auch am Euter auftreten. Zu Beginn der Erkrankung sind die Anschwellungen der Muskulatur heiß und schmerzhaft, im weiteren Verlauf werden sie kühl und schmerz- unempfindlich mit rascher Vergrößerung. Bei protrahiert verlaufenden Fällen kann es zu Nekrosen mit weit reichenden Gewebsabstoßungen von der Unterhaut bis zu darunter liegenden Muskelpartien kommen. Der Tod tritt in der Regel innerhalb zweier Tage ein (ROSENBERGER 1970;
SCHOOP 1980; SEIFERT 1992; BLOBEL und SCHLIESSER 1995;
DAHME und WEISS 1999; ROLLE und MAYR 2002).
Die Hepatitis necroticans infectiosa ist eine sehr schnell verlaufende Erkrankung, hauptsächlich bei Schafen. Sie wird durch Clostridium novyi Typ B zusammen mit Parasitenjungstadien des großen Leberegels (Fasciola hepatica) hervorgerufen. Nach oraler Infektion mit diesen Metacercarien, die an Wasserpflanzen und/oder Gräsern haften, durchbohren die Parasiten die Wand des Duodenums, wodurch sie in die Bauchhöhle gelangen. Nach
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Durchdringen der Leberkapsel wandern sie 6 - 8 Wochen im Leber- parenchym, bis sie sich in den Gallengängen ansiedeln und dort geschlechtsreif werden. In den durch die Wanderung verursachten Läsionen des Leberparenchyms kann sich nun C. novyi Typ B vermehren.
Die Sporen befinden sich entweder schon in der Leber oder werden durch die Larven eingeschleppt. Bei starker Vermehrung des Erregers erfolgt innerhalb weniger Stunden eine tödliche Intoxikation (BLOBEL und SCHLIESSER 1995; MEHLHORN und PIEKARSKI 1998; DAHME und WEISS 1999; ROLLE und MAYR 2002).
Eine weitere Form des Gasbrandes ist die Bazilläre Hämoglobinurie, die durch Clostridium haemolyticum (auch als Clostridium novyi Typ D bezeichnet), aber auch durch Clostridium sordellii hervorgerufen werden kann. Man findet sie in Amerika von Texas bis Chile entlang der Westküste vorwiegend bei Rindern. Es handelt sich um einen perakuten Krankheitsverlauf mit hoher Mortalitätsrate und seuchenhaftem Auftreten bei hohen Temperaturen. Auch diese Erkrankung setzt eine Leber- schädigung durch Leberegel oder andere Noxen voraus. Die Gasbrand- erreger werden als Sporen aufgenommen. Ihre Vermehrung erfolgt in Leberinfarkten, die durch das stark toxische Hämolysin entstanden sind, welches schon in der Blutbahn zur Wirkung gekommen ist. Infolgedessen kommt es zu einer Hämoglobinurie mit Ikterus (ROSENBERGER 1970;
BLOBEL und SCHLIEßER 1995).
2.2.3.2 Enterotoxämie-Komplex
Zur 2. Gruppe zählt der Enterotoxämiekomplex mit der Enterotoxämie durch Clostridium perfringens Typ A - D, Clostridium spiroforme und Clostridium sordellii und der Enterotoxämie durch Clostridium septicum
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(=Nordischer Bradsot). Unter Enterotoxämie werden folgende Erkrankun- gen zusammengefasst: Lämmerruhr (Syn. Lämmerdysenterie, Dysenteria neonatorum infectiosa, Lamb dysentery, Scours, Lamb diarrhea; Dysenteria anaérobie des agneaux), Struck des Schafes (Syn.: Clostridiose durch Clostridium perfringens Typ C, Typ C- Enterotoxämie des Schafes, Braxylike disease), Enterotoxämie des Schafes und der Ziege (Syn.:
Breinierenkrankheit; Enterotoxaemia, Pulpy kidney, Overeating disease), clostridielle Enterotoxämie der Kälber und Rinder, nekrotisierende Enteritis der neugeborenen Ferkel (Syn.: Enterotoxämie der Saugferkel durch Clostridium perfringens Typ C; Enteritis nekroticans toxica infectiosa; Infectious necrotic enteritis of piglets), Enterotoxämie der älteren Ferkel und Schweine, nekrotisierende Enteritis der Hühnervögel (Syn.: Ulzerative Enteritis, Nekrotische Enteritis, Ulcerated enteritis; Quail disease) (HAAGSMA 1991; BLOBEL und SCHLIESSER 1995). Die Enterotoxämie wird durch klimatische Einflüsse und/oder Fütterungsfehler ausgelöst. Ein Überangebot C-haltiger oder proteinreicher Nährstoffe im Dünndarm, besonders im Duodenum, stimuliert die sich dort befindenden Clostridien zur explosionsartigen Vermehrung. Nach Ausbleiben dieses Überschusses von Nährstoffen, bzw. Anpassung des Organismus an das erhöhte Nährstoffangebot und somit Reduzierung der C-Quellen und Proteine, versporen die vegetativen Keime. Die Bakterienzelle setzt die Spore zusammen mit großen Mengen Clostridium perfringens- typischem Toxin frei. Dieses Enterotoxin wird in kürzester Zeit an die Membran des Darmepithels gebunden. Bei diesem Vorgang spielen Ionen eine große Rolle; Magnesium-Ionen zum Beispiel vermindern die Interaktionen zwischen Toxin und Rezeptor. Es kommt zu einer Porenbildung in der
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Darmmembran, die zu einer erhöhten Durchlässigkeit führt, so dass Moleküle bis zu einem MW von 200.000 die Darmwand passieren können und somit auch das Toxin resorbiert wird. Die Bildung des Toxins und dessen Resorption werden durch eine langsame Passage des Futterbreis im Darm unterstützt. Das Toxin schädigt auch die Gefäßendothelien, was zu einer Ödematisierung aller Organe mit kapillären Hämorrhagien führt.
Kurz vor dem Tod des erkrankten Tieres treten die Clostridien aus dem Darm aus und besiedeln den gesamten Organismus. Nach Eintritt der Totenstarre kommt es durch Absinken des Redoxpotentials zu einer massenhaften Vermehrung des Erregers. In der Muskulatur, in den Organen und im Bindegewebe kommt es zur Histolyse mit charakteristischem Fettsäuregeruch (ROSENBERGER 1970; BLOBEL u. SCHLIESSER 1995; DAHME und WEISS 1999).
2.2.3.3 Botulismus und Tetanus
In der 3. Gruppe sind schließlich die Toxikationen Botulismus und Tetanus zu finden. Hier stehen die Toxinwirkungen im Vordergrund. Während die Toxinbildung beim Botulismus außerhalb des Organismus erfolgt, entsteht das Toxin beim Tetanus in einem lokalen Infektionsherd.
Clostridium botulinum scheidet während seines Wachstums ein pathogenes Neurotoxin aus, das bei Mensch und Tier nach seiner Resorption und Anlagerung an den Nervenendigungen der motorischen Muskulatur zu einer schlaffen Lähmung der Muskulatur mit Tod durch Ersticken und Kreislaufversagen führt. Es handelt sich beim Botulismus ebenfalls um eine Bodenseuche, wobei das Bakterium C. botulinum in vegetativer oder in Sporenform überall vorkommen kann. Das Toxin ist in der Umwelt an das Vorhandensein vegetativer Formen gebunden. Die klassische
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Botulismus-Infektion erfolgt oral, auch das Toxin wirkt auf oralem Weg.
Man unterscheidet zwischen Intoxikation, Toxikation und Infektion, wobei die Intoxikation die größte Rolle spielt. Es kommen auch Mischinfektionen vor, die mit einer schwachen Intoxikation beginnen und nach einigen Tagen in eine Toxikation übergehen. Generell gilt der Botulismus als Einzeltiererkrankung, bei dichter Tierpopulation kann es aber auch zu einem seuchenhaften Auftreten kommen (ROSENBERGER 1970;
HAAGSMA 1991; BLOBEL und SCHLIESSER 1995).
Botulismus kann auch Folge einer Lebensmittelvergiftung des Menschen sein. Nach Bildung und Anreicherung von Clostridium botulinum-Toxin in einem Lebensmittel und dessen Verzehr wird das Toxin im Magen-Darm- Trakt resorbiert und gelangt ins Blut, wo es seine neurotoxische Wirkung entfaltet (JANETSCHKE 1989; HAAGSMA 1991).
„Tetanus“ wird durch Clostridium tetani hervorgerufen. Man unterscheidet nach dem Ort der Toxinbildung eine Infektion (klassischer Tetanus) von einer Toxikation (endogener Tetanus), auch Intoxikationen sind möglich.
Clostridium tetani ist ein Bodenbakterium, das aber auch im Darm gesunder Tiere und Menschen zu finden ist. Es besteht eine weltweite Verbreitung, wobei ein gehäuftes Auftreten in den tropischen Gebieten zu beobachten ist. Generell können alle Haustiere und der Mensch an Tetanus erkranken, es bestehen jedoch artbedingte Unterschiede in der Anfälligkeit.
Am häufigsten sind Einhufer betroffen, gefolgt von Mensch, Rind, Büffel, Kamel, Schaf, Ziege und Schwein. Bei Hunden und Katzen kommt die Erkrankung selten vor, Geflügel ist weitgehend resistent. Die Infektion mit C. tetani ist gekennzeichnet durch den Eintrag von Sporen über eine Wunde in der äußeren Körperoberfläche. Die Toxikation entsteht nach
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Aufnahme vegetativer Formen und Vermehrung des Toxins im Magen- Darm-Trakt. Klinisch zeigen die infizierten Tiere Bewegungsstörungen mit angespannten, versteiften Muskeln, gelegentlichem Muskelzittern und einer gesteigerten Erregbarkeit, bis hin zu Krampfanfällen. Ausgelöst werden diese Symptome durch das Neurotoxin Tetanospasmin, welches durch Blockade der Synapsenfunktionen die Erregbarkeit soweit erhöht, dass es zu Krämpfen der quergestreiften Muskulatur kommen kann (ROSENBERGER 1970; WELLS und BALLISH 1983; HAAGSMA 1991;
BLOBEL und SCHLIESSER 1995; ROLLE und MAYR 2002).
Tiere, die nach einer Clostridien-Erkrankung genesen sind, bilden eine lebenslange Immunität aus, die durch zirkulierende Antikörper im Blut nachgewiesen werden kann. Da die letale Toxindosis des Botulismus geringer ist als die, die eine Antikörperbildung hervorrufen könnte, kann gegen Botulismus keine Immunität aufgebaut werden (BÖHNEL 1987).
2.3 Clostridium perfringens bei Puten 2.3.1 Epidemiologie der Clostridien
Clostridium perfringens befindet sich in der Umwelt in den oberen Schichten des Erdbodens sowie in Humus, Gartenerde, Kompost, im Schlamm der Gewässer und in anderen Substraten mit einem hohen Anteil organischer Substanz. Die ökologische Funktion der Clostridien besteht in der Zersetzung organischer Substanzen und in der Verwertung von elementarem Stickstoff. In Bodenproben sind durchschnittlich bis zu 10.000 Clostridium perfringens-Sporen pro Gramm Boden zu finden, in stark verseuchten Böden können mehr als 100.000 Sporen pro Gramm Boden enthalten sein. Die Anzahl und Überlebensfähigkeit der sich im
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Boden befindenden Sporen ist abhängig von der antagonistischen Wirkung des Bodens und der Bodenflora gegen fremde Mikroorganismen, von den von der Bodenmikroflora gebildeten Antibiotika, den im Boden enthaltenen Nährstoffen, dem pH-Wert, dem Sauerstoffgehalt und der Temperatur des Bodens. Die Sporen sind Dauerformen der Bakterien, die bei ungünstigen Umweltbedingungen gebildet werden. Als Auslöser gelten Nährstoff- mangel und Zutritt von Luftsauerstoff. Die Sporenbildung beginnt mit einer Einschnürung der Cytoplasmamembran und der Abtrennung von Teilen des Bakterienkerns. Es werden Calcium, Dipicolinsäure und Diamino- pimelinsäure angereichert. Der Wassergehalt beträgt 14 - 40%. An- schließend werden bis zu 6 Hüllen durch umwachsende Cytoplasma- membranen gebildet und der Stoffwechsel sowie das metabolische Enzymsystem bis auf ein Minimum heruntergefahren. Sobald günstige Bedingungen vorherrschen, keimt die Spore durch Wasseraufnahme und damit verbundene Proteinquellung wieder aus. Durch reines Austrocknen stirbt die vegetative Form ab (HAAGSMA 1991; KÖHLER 1992;
BLOBEL u. SCHLIESSER 1995; FELDHAUS u. SIEVERDING 2000;
ROLLE u. MAYR 2002; SCHURING u. VAN GILS 2003).
Zu einer Clostridien-Erkrankung kommt es erst durch auslösende Faktoren, die die physiologische Balance zu Gunsten der Clostridien verschieben.
Solche prädisponierenden Bedingungen können sein: direkte Schädigung der Darmschleimhaut durch Kokzidien oder bakterielle Überbesiedlung, fütterungsbedingte Veränderung der Darmflora durch hohe Protein- und Weizenanteile, Immunsuppression durch andere Erkrankungen oder Stress.
Wie im vorherigen Kapitel beschrieben, schließt sich häufig eine Clostridienerkrankung einer Kokzidiose an (AL-SHEIKHLY u. AL-SAIEG
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1980; SHANE 1985; ELWINGER et al 1992). Diese ist weltweit verbreitet (VAN DER SLUIS 1997) und kann durch sieben verschiedene Eimerien- Arten hervorgerufen werden, die jeweils ein unterschiedliches Maß an Pathogenität besitzen (WILLIAMS 2005). Eine Resistenzentwicklung gegen Kokzidiostatika bei Broilern konnte von KÖHLER et al. 1977 mit einem deutlichen Anstieg der Verluste durch nekrotisierende und ulzerative Enteritis in Zusammenhang gebracht werden. Auch eine hämorrhagische Enteritis, hervorgerufen durch aviäres Adenovirus oder eine Askaridiose durch Ascaridia galli oder Ascaridia dissimilis sind Erkrankungen, die der nekrotischen Enteritis vorangehen können (DROUAL 1994). Weitere prädisponierende Faktoren sind Muskelmagenerosionen, außerdem Störungen der Sekretion proteolytischer Verdauungsfermente, die für die Inaktivierung des α-Toxins von Clostridium perfringens verantwortlich sind. Eine hohe Besatzdichte, ungünstige Stalltemperatur, schlechte Luft- und Einstreuqualitäten, hoher Ammoniakgehalt und mangelnde Hygiene begünstigen zudem eine Erkrankung (BEER 1987; KÖHLER 1992;
MARTRENCHAR et al. 1999). Muskelmagenerosionen, wie Risse in der Kolloidschicht, oberflächliche Nekrosen oder tief greifende Geschwüre, führen zu einer mangelhaften mechanischen Aufschlüsselung der Nahrung.
Dadurch gelangt unzureichend zerkleinertes Futter in den Dünndarm, welches nicht aufgeschlossen werden kann und somit eine optimale Grundlage für die Vermehrung und Toxinbildung von Clostridium perfringens darstellt (KÖHLER 1992).
Durch orale Aufnahme großer Mengen der vegetativen Formen, der Sporen oder des Toxins mit dem Futter oder dem Trinkwasser kann ebenfalls eine Erkrankung ausgelöst werden. Das Futter kann durch die Rohstoffe, die
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eventuell mit kontaminiertem Erdboden in Berührung gekommen sind (z.B.
Weizen, Roggen, Gerste), mit Clostridium perfringens belastet sein (KALDHUSDAL u. SKJERVE 1996; KOCHER 2003).
2.3.2 Klinik
Vorraussetzungen einer Infektion mit Clostridium perfringens sind, wie in den vorherigen Kapiteln besprochen, Läsionen der Magen- Darm- Schleimhaut verschiedenster Genese mit dementsprechend unterschiedlichen Verläufen. Eine Besiedelung der Darmschleimhaut durch Clostridium perfringens führt zu Koagulationsnekrosen an den Zottenspitzen und deren Verkürzung. Je nach aufgenommener Toxin- menge und Stärke der Toxinbildung breiten sich die Nekrosen mehr oder weniger schnell in die Tiefe bis zu den Lieberkühnschen Krypten aus.
Zusätzlich kann es zur Desquamation der Epithelzellen, Hyperämie und Ödematisierung der Lamina propria kommen. Betroffene Tiere zeigen ein gestörtes Allgemeinbefinden mit eingezogenen Köpfen, geschlossenen Augen, Sommnolenz und Inappetenz. Weitere Symptome sind gesträubtes, eventuell an der Kloake kot-verschmiertes Gefieder und zum Teil Durchfall. Die Futteraufnahme ist reduziert. Die Erkrankung verläuft meist hochakut mit tödlichem Ausgang nach wenigen Stunden (HEMBOLDT u.
BRYANT 1971; KÖHLER et al. 1974a; FAGERBERG 1984;
GAZDZINSKI 1992; VISSIENNON et al. 1994; HAFEZ und JODAS 1997; FELDHAUS und SIEVERDING 2000; HINZ 2005).
2.3.3 Pathologie und Histopathologie
Zu Beginn der Erkrankung ist die Darmschleimhaut vor allem im Bereich des Jejunums und des Ileums herdförmig bis diffus gerötet. Im weiteren
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Verlauf kommt es zunächst zu flächenförmigen Nekrosen, die sich zu diphteroiden Belägen mit Verdickung der Darmwand und Erweiterung des Darmlumens entwickeln (GAZDZINSKI 1992; HINZ 2005). Der Darminhalt ist übel riechend, von grün-brauner Farbe und besteht aus fibrinös-nekrotischen Zellbestandteilen (GAZDZINSKI 1992; HAFEZ u.
JODAS 1997; FELDHAUS u. SIEVERDING 2000). In einigen Fällen sind Leber, Nieren oder Milz dilatiert, selten mit nekrobiotischen Herden (HINZ 2005). Die Körper verendeter Tiere sind hochgradig ausgetrocknet; die Brustmuskulatur ist dunkelrot verfärbt (HAFEZ und JODAS 1997).
Bei der mikroskopischen Untersuchung von Kropf, Duodenum, Jejunum, Bursa fabricii und Leber erkennt man im Kropf ein verdicktes Epithel und oberflächliche bis tiefe Erosionen mit nekrotischen Zellresten. Im Duodenum findet man großflächige Nekrosen der Mikrovilli, der Zotten und der Muskelschicht. Das Jejunum zeigt eine ulzerative Nekrose im Bereich der Mikrovilli und der Lamina propria. Die Veränderungen beginnen in den Zottenspitzen. Im Blindarm treten weniger Ulzerationen auf. In allen genannten Darmabschnitten sind in den nekrotischen Bereichen dunkle, basophile Herde mit Bakterien sichtbar. In der Bursa fabricii ist die Menge der Lymphozyten im Follikelmark reduziert. Die Lymphozytenkerne sind zum Teil pyknotisch oder karyohektisch.
Zusätzlich findet man im Follikelmark nekrotische Bereiche, wenn oberhalb ebenfalls nekrotisches Gewebe ist. Der Bereich der Follikelrinde ist verkleinert, das interfollikuläre Gewebe ödematös. Man sieht zum Teil auch Follikel, deren Mark und Rinde komplett nekrotisch ist. Die Leber weist einige Herde mit Koagulationsnekrosen der Hepatozyten auf (FAGERBERG 1984; GAZDZINSKI 1992; HAFEZ und JODAS 1997;
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FELDHAUS und SIEVERDING 2000; HINZ 2005).
2.3.4 Diagnostische Methoden
Die Diagnose wird anhand einer Kombination von sichtbaren pathomorphologischen Veränderungen und einem mikrobiologischem Nachweis gestellt. Bevor man eine kulturelle Anzüchtung durchführt, sollte ein Ausstrich von verändertem Darmmaterial angefertigt und nach GRAM gefärbt worden sein. Sind plumpe, nesterbildende, gram-positive Stäbchen in großer Anzahl zu finden, ist dies ein Hinweis, dass es sich um eine Clostridium perfringens-Infektion handeln könnte (KÖHLER 1992). Die Erregeranzüchtung muss unter anaeroben Bedingungen stattfinden, die man entweder in Anaerobierbrutschränken oder in Anaerobiertöpfen schafft.
Die Anreicherung kann durch unterschiedliche Nährmedien erfolgen, z.B.
Leberbouillon nach Tarozzi, Schaedler-Bouillon, Blutagar mit Trauben- zucker und Hemmstoffen wie Neomycin oder Kanamycin, um das Wachstum der Begleitbakterien zu unterdrücken, oder Clostridien-Agar (RCM- reinforced clostridial-medium) (BLOBEL u. SCHLIESSER 1995;
ROLLE u. MAYR 2002). Ein optimales Wachstum erreicht man bei einem pH-Wert zwischen 5,5 und 8 sowie einer Temperatur zwischen 20 und 50°C.
Eine weitere Möglichkeit der Diagnostik ist der Toxinnachweis als indirekter Erregernachweis, wobei jedoch eine gewisse Unsicherheit besteht, da Bakterien plötzlich aufhören können Toxine zu bilden, und man somit ein falsch-negatives Ergebnis erhält (BÖHNEL 1988).
2.3.5 Therapie
Nach HINZ (2005) sollte eine Behandlung des gesamten Tierbestandes
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möglichst frühzeitig, d.h. sobald ein krankes Tier bemerkt worden ist, mit Antiinfektiva über Wasser oder Futter erfolgen, um Neuerkrankungen zu verhindern. Die Behandlung sollte 7 - 14 Tage dauern, damit Rezidive möglichst vermieden werden können. Tiere, die schon erkrankt sind, sind nicht mehr behandelbar. (HINZ 2005).
Erfolg versprechend sind nach KÖHLER (1992) orale Verabreichungen von Penicillinen (Benzylpenicillin-Kalium, Phenoxymethylpenicillin) über das Trinkwasser sowie von Tetracyclinen (Terramycin). Erythromycin ist ebenfalls gut wirksam, es kommt jedoch häufig 3 - 15 Tage nach der Behandlung zu Rezidiven. Auch sind nach HINZ (2005) Gaben mit dem Trinkwasser von β-Lactam-Antibiotika, Tetracyclinen, Lincosamiden und Makroliden oder Zinkbacitracin, sowie Behandlungen durch Lincomycin und Virginiamycin mit dem Futter dazu geeignet, Tiere, die sich noch in der Inkubationszeit befinden, erfolgreich zu behandeln und Rezidive zu vermeiden. FAGERBERG et al. (1984) berichten von guten Erfolgen mit Virginiamycin. Amoxicillin, Ampicillin und Dihydrostreptomycin werden von HAFEZ und JODAS (1997) zusätzlich zu den schon genannten Wirkstoffen erwähnt.
2.3.6 Prophylaxe
Die Vermeidung von Krankheitsausbrüchen kann zum einen durch Ausschaltung der prädisponierenden Faktoren und zum anderen durch Verbesserung der Widerstandsfähigkeit der Tiere selbst erfolgen (KÖHLER 1992; HAFEZ u. JODAS 1997).
Da hohe Anteile an Fischmehl, Weizen, Gerste, Hafer oder Roggen weniger verdaulich sind und die Viskosität des Darminhalts erhöhen, steigt somit nach HOFACRE et al. (2005) auch das Vorhandensein von
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Clostridium perfringens im Darm. ANNET et al. (2002) konnten invitro nach Zugabe von Weizen oder Gerste mehr Clostridium perfringens nachweisen, als nach Zugabe von Mais. Ein Zusatz von Enzymen wie β- Glucanase, Xylanase, Pectinase, Amylase oder Cellulase bei der Fütterung von Gerste, Weizen, Triticale oder Roggen unterstützt die Verdaulichkeit und Absorption der Nahrungsbestandteile (ELWINGER u. TEGLÖF 1991;
SCHURING u. VAN GILS 2001; HOFACRE 2005). Fischmehl ist ein guter Nährstoff für Bakterien und sollte dem Futter in möglichst geringen Mengen beigefügt werden (Williams 2005).
Prebiotika, Probiotika, undefinierte mikrobielle Kulturen und organische Säuren werden eingesetzt, um die physiologische Mikroflora des Darms zu unterstützen. Somit soll eine übermäßige Vermehrung von Clostridium perfringens im Darm verhindert werden (KOCHER 2003; HOFACRE 2005; WILLIAMS 2005). Prebiotika sind definiert als Futterinhaltsstoffe, die selektiv das Wachstum und die Aktivität von Bifidobakterien und Laktobazillen im Darm stimulieren und somit zur Gesunderhaltung beitragen (CUMMINGS u. MACFARLANE 2002). GHADBAN (2002) definiert Probiotika als einzelne oder zusammengesetzte Kulturen lebender Mikroorganismen, welche die Eigenschaften der physiologischen Mikroflora des Wirtes verbessern. Undefinierte mikrobielle Kulturen, auch
„competetive exclusion products“ genannt sind den Probiotika zuzuordnen (WILLIAMS 2005).
Zur Reduzierung der Kokzidien sollte man das üblicherweise von der 2. bis zur 13. Woche im Futter enthaltene Kokzidiostatikum regelmäßig wechseln, um Resistenzen zu vermeiden.
Alternativ kann man die Tiere impfen, es ist jedoch in Deutschland zurzeit
