Aus dem Institut für Tierernährung der Tierärztliche Hochschule Hannover
Untersuchungen zum Einfluss einer groben Vermahlung des Futters und/oder eines
Kalium-Diformiat-Zusatzes auf die Chymusqualität sowie die Aktivität und Zusammensetzung der Magen-Darm-Flora unter den Bedingungen einer
experimentellen Infektion von Absetzferkeln mit Salmonella Derby
INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin
(Dr. med. vet.)
durch die Tierärztliche Hochschule Hannover
Vorgelegt von
Stephanie Papenbrock aus Hamm
Hannover 2004
Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. J. Kamphues Prof. Dr. G. Amtsberg
1. Gutachter: Prof. Dr. J. Kamphues 2. Gutachter: PD Dr. Goethe
Tag der mündlichen Prüfung: 26.05.2004
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung ... 11
2. Schrifttum... 13
2.1. Flora des Gastrointestinaltraktes (GIT)... 13
2.1.1. Entwicklung der GIT-Flora beim Schwein ...13
2.1.2. Die GIT-Flora beim Absetzferkel...14
2.1.3. Regulationsmechanismen der GIT-Flora ...16
2.2. Einfluss verschiedener Futterzusätze auf die GIT-Flora ... 18
2.2.1. Leistungsförderer ...18
2.2.2. Andere Zusatzstoffe bzw. Ergänzungen ...20
2.3. Salmonellen ... 27
2.3.1. Taxonomie der Salmonellen ...28
2.3.2. Epidemiologie und Tenazität der Salmonellen...28
2.3.3. Virulenzfaktoren und –mechanismen...30
2.3.4. Salmonellen beim Schwein...32
2.3.5. Salmonelleninfektionen des Menschen...33
2.3.6. Bekämpfung und Prophylaxe ...34
2.4. Einflussfaktoren auf die Salmonellenprävalenz in Tierbeständen ... 37
2.4.1. Einflüsse von Futter und Fütterung...37
2.4.2. Andere Faktoren ...42
3. Material und Methoden ... 44
3.1. Versuchsziel... 44
3.2. Versuchstiere ... 44
3.3. Haltung... 45
3.4. Fütterung... 46
3.5. Versuchsablauf ... 48
3.6. Sektion und Probenentnahme... 51
3.7. Untersuchungen im Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover... 53
3.7.1. Futtermitteluntersuchung ...53
3.7.2. TS-Bestimmung im Kot ...57
3.7.3. Analyse des Blutplasmas...57
3.7.4. Chymusuntersuchung ...58
3.7.5. Antikörpertiterbestimmung im Fleischsaft ...60
3.8. Untersuchungen in der Abteilung für Mikrobiologie des Instituts für Tierseuchen der Tierärztlichen Hochschule Hannover ... 61
3.8.1. Komplette bakteriologische Untersuchung am Tag der Einstallung...61
3.8.2. Diagnostik der ausgewählten Indikatorkeime...62
3.8.3. Untersuchung steriler Rektaltupfer...63
3.8.4. Untersuchung der eingesetzten Futtermittel auf Salmonellen...63
3.8.5. Herstellung und Verabreichung der Infektionsbouillon...64
3.8.6. Untersuchungen post mortem...64
3.9. Berechnungen... 66
3.10. Statistische Auswertung ... 67
4. Ergebnisse ... 68
4.1. Versuch 1... 68
4.1.1. Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung...69
4.1.2. TS-Gehalt im Kot ...69
4.1.3. Füllung des Verdauungskanals...70
4.1.4. TS-Gehalte im Chymus...70
4.1.5. pH-Wert im Chymus des Gastrointestinaltraktes ...71
4.1.6. Chymuszusammensetzung nach Partikelgröße...71
4.1.7. Stärkegehalt im Chymus von Caecum und Colon...73
4.1.8. Formiat-Gehalt im Chymus einzelner Abschnitte des MDT ...73
4.1.9. Ammoniak-Konzentration in verschiedenen Breichen des GIT...74
4.1.10. L-Laktat-Konzentration im Chymus...75
4.1.11. Konzentration flüchtiger Fettsäuren in verschiedenen Abschnitten des MDT 75 4.1.12. Gehalt des Chymus an Lipopolysacchariden (LPS)...76
4.1.13. Elektrolytgehalt im Plasma...76
4.1.14. Harnstoffgehalt im Plasma...77
4.1.15. Salmonellen- Antikörper-Titer im Plasma...77
4.1.16. Faecale Salmonellenausscheidung ...77
4.1.17. Translokation der applizierten Salmonellen ...78
4.1.18. Quantitative Bestimmung von E. coli im Chymus der einzelnen Abschnitte des GIT ...79
4.1.19. Quantitative Bestimmung der Lactobacillen in den untersuchten Abschnitten des MDT...79
4.2. Versuch 2... 80
4.2.1. Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung...81
4.2.2. Füllung des Verdauungskanals...82
4.2.3. TS-Gehalte im Chymus...82
4.2.4. pH-Wert im Chymus des GIT ...83
4.2.5. Stärkegehalt im Colonchymus ...83
4.2.6. Formiat-Gehalt im Chymus einzelner Abschnitte des MDT ...84
4.2.7. L-Laktat-Konzentration im Chymus...84
4.2.8. Gehalt flüchtiger Fettsäuren in verschiedenen Abschnitten des MDT...85
4.2.9. Elektrolytgehalt im Plasma...85
4.2.10. Harnstoffgehalt im Plasma...86
4.2.11. Salmonellen- Antikörper-Titer im Plasma...86
4.2.12. Salmonellen-Antikörper-Titer im Fleischsaft ...86
4.2.13. Faecale Salmonellenausscheidung ...87
4.2.14. Translokation des applizierten Salmonellenserovars im Tierkörper ...88
4.2.15. Quantitative Bestimmung von E. coli im Chymus der einzelnen Abschnitte des GIT ...89
4.3. Versuch 3... 89
4.3.1. Futteraufnahme und Körpermassenentwicklung...90
4.3.2. Elektrolytgehalt im Plasma...91
4.3.3. Harnstoffgehalt im Plasma...91
4.3.4. Salmonellen-Antikörper-Titer im Plasma...92
4.3.5. Salmonellen-Antikörper-Titer im Fleischsaft ...92
4.3.6. Faecale Salmonellenausscheidung ...93
4.3.7. Translokation des Salmonellenserovars Salmonella Derby A 147/85 im Tierkörper ...94
4.3.8. Quantitative Bestimmung der grampositiven Kokken im Colonchymus ...95
5. Diskussion... 97
5.1. Kritik der Methode ... 99
5.2. Diskussion der erhobenen Ergebnisse ... 102
5.2.1. Einflüsse der unterschiedlichen Vermahlung des Getreides im Mischfutter ...102
5.2.2. Einflüsse einer KDF-Supplementierung auf die untersuchten Parameter ...106
5.2.3. Einflüsse einer groben Futterverarbeitung und eines KDF-Zusatzes zum Mischfutter auf die gastrointestinale-Flora ...110
5.2.4. Effekte einer groben Vermahlung einzelner Futterkomponenten und eines KDF-Zusatzes auf die faecale Salmonellenausscheidungsrate und –dauer sowie auf die Translokation von Salmonellen ...115
5.2.5. Effekte eines KDF-Zusatzes und grober Futterverarbeitung auf die Salmonellenausbreitung innerhalb von Tierbestände ...120
5.3. Zusammenfassende Diskussion der Ergebnisse... 123
6. Zusammenfassung ... 129
7. Summary ... 132
8. Literaturverzeichnis... 135
9. Anhang ... 151
9.1. Rohdaten ... 151
9.2. Tabellenverzeichnis ... 168
9.3. Abbildungsverzeichnis... 172
Danksagung... 173
Abkürzungsverzeichnis
Abb. Abbildung
d Tage
E. coli Escherichia coli
Fa. Firma
FFS flüchtige Fettsäuren ggr. Geringgradig
GIT Gastro-Intestinal-Trakt GKZ Gesamtkeimzahl
h Stunden
hgr. Hochgradig i.v. intravenös
K Kontrolle
KBE koloniebildende Einheiten
KM Körpermasse
lg Logarithmus
LPS Lipopolysaccharid
M männlich
MDT Magen-Darm-Trakt ME umsetzbare Energie mgr. Mittelgradig
mmol Millimol
n Anzahl der
Proben/Probanden n.n. nicht nachweisbar
NfE Stickstoff-freie- Extraktstoffe NH3 Ammoniak OD Optische Dichte
(= Einheit des Salmonellen- Antikörper.Titers)
oS organische Substanz p Wahrscheinlichkeit p.i. post infectionem PBS phosphatgepufferte
Kochsalzlösung pH Potentia Hydrogendii
Ra Rohasche
Rfa Rohfaser Rfe Rohfett
Rp Rohprotein
s Standardabweichung
S. Salmonella
Tab. Tabelle
TS Trockensubstanz
u. und
uS ursprüngliche Substanz
V Versuch
W weiblich
Einleitung
1. Einleitung
Die Zeit des Absetzens ist in der Schweinehaltung allgemein bekannt als eine Phase, in der die Tiere besonderen Risiken für die Entwicklung von Gesundheitsstörungen ausgesetzt sind. Neben dem Absetzen ansich und der dabei erfolgenden Futterumstellung kommt es infolge von Neugruppierung, Umstallung und daraus resultierenden Rangkämpfen sowie durch den Transport zu einer Belastung des Immunsystems. Neben einer erhöhten Krankheitsanfälligkeit wurden in dieser Phase wiederholt dysbiotische Veränderungen in der Darmflora beobachtet, die begünstigend auf die Ansiedlung pathogener Keime wirken (SAVAGE 1977). Hier sind neben Erkrankungen durch hämolysierende E. coli Stämme, die nicht selten zu erheblichen Verlusten führen, auch Infektionen durch Salmonellen zu nennen, die nur selten klinische Störungen hervorrufen, andererseits aber die Verbreitung dieser Erreger in den Mastbeständen begünstigen. Infektionen mit Salmonellen in den Schweinemastbeständen erhöhen ihrerseits wiederum das Risiko für einen Eintrag dieser Keime in die Nahrungskette des Menschen, was unter lebensmittelhygienischen Aspekten besondere Aufmerksamkeit verdient.
Vor diesem Hintergrund sind mögliche Einflüsse der Fütterung von Interesse:
Zum Einen geht es dabei um eine Vermeidung eines Salmonelleneintrags in die Bestände über das Futter, so dass entsprechende futtermitteltechnologische Maßnahmen erforderlich sind. Zum Anderen gibt es aus epidemiologischen Studien Erkenntnisse, die für einen Einfluss der Fütterung auf die Seroprävalenz von Salmonellen in Schweinebeständen sprechen. So sollen die Futterkonfektionierung und –struktur wie auch der Einsatz bestimmter organischer Säuren prophylaktisch günstig wirken, d.h. die Frequenz von Salmonelleninfektionen eher mindern.
Basierend auf diesen Beobachtungen und Erfahrungen war es das Ziel der vorliegenden Studie, mögliche Effekte einer groben Vermahlung des Getreides im Alleinfutter und/oder eines Zusatzes von Kalium- Diformiat unter den Bedingungen einer experimentellen Infektion von Absetzferkeln mit S. Derby A 147/85 näher zu prüfen.
Einleitung
Im Einzelnen sollten dabei folgende Fragen geklärt werden:
1. Welche Auswirkungen hat eine grobe Vermahlung des Getreides im Alleinfutter auf die Milieu- und Substratbedingungen im Chymus für die Flora im Gastrointestinaltrakt (GIT)?
2. Hat der Zusatz von Kalium-Diformiat zum Futter Veränderungen der Chymuszusammensetzung zur Folge?
3. Führen mögliche Veränderungen in der Zusammensetzung des Chymus zu einer Beeinflussung der Aktivität und/oder der Zusammensetzung der GIT- Flora?
4. Lassen sich die Haftung, die Vermehrung und die Ausscheidung von Salmonellen bzw. ihre Translokation durch die grobe Verarbeitung der Futterbestandteile und/oder den Zusatz von KDF evtl. günstig beeinflussen?
5. Ist die Kombination der oben genannten Fütterungsmaßnahmen geeignet, die Salmonellenausbreitung innerhalb infizierter Tierbestände zu reduzieren?
Schrifttum
2. Schrifttum
2.1. Flora des Gastrointestinaltraktes (GIT)
Im Gastrointestinaltrakt aller homoiothermen Lebewesen können verschiedene Arten von Bakterien nachgewiesen werden, deren Anzahl und Verhältnis zueinander vom Milieu der Umgebung sowie von den vorhandenen Nahrungskonkurrenten beeinflußt wird. Hierbei muß zwischen residenten (=autochthonen) und transienten (=allochthonen) Keimen unterschieden werden. Befindet sich das System im Gleichgewichtszustand, so spricht man vom Zustand der Eubiose (HAENEL 1982), welcher sich in der Regel günstig auf den Stoffwechsel des Wirts auswirkt. Kommt es an einer Stelle des Systems zu Störungen und Veränderungen, hat dies Konsequenzen in allen anderen Bereichen des Biotops. Das Ökosystem gerät aus dem Gleichgewicht, man spricht dann von Dysbiose, einem Zustand, mit meist negativen Konsequenzen für den Wirt (HAENEL 1982), die durch schädliche mikrobielle Stoffwechselprodukte direkt, aber auch indirekt durch eine Zunahme pathogener Bakterienarten hervorgerufen werden können (SAVAGE 1977).
2.1.1. Entwicklung der GIT-Flora beim Schwein
Bis zum Zeitpunkt der Geburt gilt der Säugetierfetus als keimfrei, allerdings setzt bereits im Geburtskanal die mikrobielle Besiedlung des Jungtiers ein. Nach der Geburt ist das Neugeborene durch das Stallmilieu einer mehr oder weniger großen mikrobiellen Belastung ausgesetzt, die zu einer weiteren Besiedlung des Tieres führt.
Über Kolostrum und Belecken der Einrichtung erfolgt eine orale Aufnahme von Escherichia coli, Mikro- und Streptokokken, sowie Clostridien, deren Ansiedlung im GIT nach der Geburt durch den mit 4,7-5,1 noch relativ hohen pH-Wert im Magen der Ferkel begünstigt wird (SCHULZE 1978). Mit dem Absinken des pH-Wertes kommt es zu einem herabgesetzten Wachstum der genannten Bakterienarten, aber einer deutlichen Vermehrung des mikrobiellen Wachstums der Lactobacillen, die nun besonders die proximalen Dünndarmabschnitte besiedeln. Man geht davon aus, dass die Zusammensetzung und Entwicklung der gastrointestinalen Mikroflora beim Ferkel nach drei (SINKOVICS u. JUHASZ 1974), bzw. vier (SCHULZE 1978) Tagen einen vorläufigen Abschluss gefunden hat. Dieser Zeitpunkt wird durch die Schaffung
Schrifttum
eines anaeroben Milieus in den caudalen Darmabschnitten charakterisiert, da so günstige Milieubedingungen für eine Besiedlung mit Bacteroides gegeben sind. Man spricht von der stabilen Mikroflora des GIT.
2.1.2. Die GIT-Flora beim Absetzferkel
Wie bereits erläutert hat die Flora des GIT der Ferkel bereits am 3.-4. Lebenstag einen relativ stabilen Zustand erreicht. Der MDT der Jungtiere ist mikrobiell besiedelt und das ausgewogene Verhältnis der einzelnen Bakterienarten zueinander hat sich eingestellt. Innerhalb des GIT entsteht ein Sauerstoffgefälle, was deutliche Auswirkungen auf die Ausbildung der Eubiose des jeweiligen MDT-Abschnittes hat.
Im Magen und in den cranialen Dünndarmabschnitten sind optimale Lebensbedingungen für eine aerobe Keimflora (Lactobacillen, Enterococcen, Streptococcen, E.coli) zu finden (SCHULZE 1987; AMTSBERG 1984). Von den genannten Bakterienarten lassen sich die Lactobacillen hauptsächlich im Magen der Absetzer nachweisen, wo unter dem Einfluss der von der Magenwand gebildeten und sezernierten Salzsäure die meisten Bakterien abgetötet werden. Die anderen Keime können vermehrt im Dünndarm beobachtet werden, wo die Gesamtkeimzahl besonders in den cranialen Abschnitten im Zustand der Eubiose allerdings insgesamt relativ gering ist. Im Verlauf des Dünndarms nimmt die bakterielle Besiedlung stetig zu, so dass ein fließender Übergang zu den hohen Keimzahlen im Bereich des Dickdarms entsteht. Bei anaeroben Bedingungen, wie sie im Caecum und Colon angetroffen werden, besteht die Mikroflora in diesen Abschnitten des GIT aus obligaten (Bacteroides) und fakultativen (E. coli, Enterococcen) Anaerobiern.
Verschiedene im ehemaligen Institut für Mikrobiologie der Tierärztlichen Hochschule Hannover sowie im Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover erstellte Dissertationen beschäftigten sich weit eingehender mit der Zusammensetzung der GIT-Flora bei Absetzferkeln, als es in dieser Versuchsreihe der Fall sein soll. In diesen Arbeiten wurde folgende Zusammensetzung des gastrointestinalen Milieus beobachtet.
Schrifttum
Tabelle 1: Zusammensetzung der Flora des caudalen Dünndarms bei Absetzferkeln, zusammenfassende Darstellung der
Dissertationen WINKENWERDER (1999), GÖSSLING (2001), KULLA (2001)
Parameter Tierzahl (n) Mean ± s
Aerobe Gesamtkeimzahl 33 8,6 ± 0,6
E. coli 33 6,6 ± 1,6
Enterococcen/Streptococcen 33 7,8 ± 0,9
Anaerobe Gesamtkeimzahl 13 8,8 ± 0,5
Gramnegative Anaerobier 33 4,8 ± 2,4
Laktobazillen 33 8,3 ± 0,8
Tabelle 2: Zusammensetzung der Flora des Colon ascendens bei Absetzferkeln, zusammenfassende Darstellung der Dissertationen GÖSSLING (2001) und KULLA (2001)
Parameter Tierzahl (n) Mean ± s
Aerobe Gesamtkeimzahl 17 9,3 ± 0,6
E. coli 17 8,2 ± 1,2
Enterococcen/Streptococcen 17 8,1 ± 0,6
Anaerobe Gesamtkeimzahl 14 9,9 ± 0,2
Gramnegative Anaerobier 17 8,9 ± 0,5
Laktobazillen 17 9,4 ± 0,6
Da die in diesen Versuchsreihen erhobenen Daten als Vergleichswerte bei der aktuellen Fragestellung dienen sollen, sind sie an dieser Stelle nochmals zusammenfassend dargestellt. Es sei allerdings darauf hingewiesen, dass in den zitierten Versuchsreihen die Keimzahl jeweils nur im caudalen Dünndarmdrittel ermittelt wurde, sich in dieser Untersuchung jedoch auf ein Aliquot aller Dünndarmabschnitte bezieht.
Schrifttum
Tabelle 3: Keimzahlen von E. coli und Lactobacillen im Bereich des caudalen Dünndarmdrittels von Absetzferkeln ermittelt in den
Dissertationen WINKENWERDER (1999), GÖSSLING (2001), KULLA (2001), BOLLMANN (2002) in lg KBE/g Chymus
Tierzahl (n) E.coli Lactob.
WINKENWERDER (1999) 16 5,5 8,1
GÖSSLING (2001) 6 8,1 8,6
KULLA (2001) 11 7,4 8,4
BOLLMANN (2002) 8 4,9 8,3
∅ Insgesamt 41 6,3±1,7 8,3±0,8
Tabelle 4: Keimzahlen von E. coli und Lactobacillen im Bereich des Colon ascendens von Absetzferkeln ermittelt in den Dissertationen GÖSSLING (2001), KULLA (2001), BOLLMANN (2002) in lg KBE/g Chymus
Tierzahl (n) E.coli Lactob.
GÖSSLING (2001) 6 8,2 9,6
KULLA (2001) 11 8,2 9,3
BOLLMANN (2002) 8 5,0 9,4
∅ Insgesamt 25 7,2±1,8 9,4±0,5
Bei den angeführten Erhebungen fällt insbesondere die im Colon der Tiere ermittlete sehr geringe Anzahl von Escherichia coli in der Dissertation BOLLMANN (2002) auf.
Da auch die im Dünndarmchymus ermittlete Gesamtzahl dieser Keime in dieser Versuchsreihe unterhalb der bei den anderen Versuchen ermittleten Werte lag, ist davon auszugehen, dass der E. coli Gehalt im Chymus dieser Tiere insgesamt sehr niedrig war. Anderweitige Einflüsse scheinen jedoch unerheblich.
2.1.3. Regulationsmechanismen der GIT-Flora
Die Flora des GIT wird sowohl durch von außen einwirkende Faktoren (allogen), als auch durch auf sie selbst zurückzuführende Bedingungen (autogen) beeinflußt (SONNENBORN u. GREINWALD 1991). Als der wohl bedeutendste allogene Faktor tritt das Futter, bzw. die Adaptation der Mikroflora an das aufgenommene Futter in
Schrifttum
Erscheinung. Die Nährstoffe regen die Bakterienarten, die zu ihrer Umwandlung in Energie in der Lage sind, zur Vermehrung an und eine Eubiose stellt sich ein. Die bei der Verstoffwechselung entstehenden Produkte unterdrücken transiente Bakterienarten in ihrem Wachstum und stabilisieren das Gleichgewicht (OZAWA u.
FRETER 1964); weiterhin ermöglichen sie durch den Nährstoffabbau die Resorption verschiedener Nahrungsbestandteile im Dünndarm. Durch eine plötzliche Futterumstellung, den Einsatz von Antibiotika oder einen sehr hohen Keimdruck in den cranialen Darmabschnitten gelangen infolge einer reduzierten Adaptation der Flora an das aufgenommene Futtermittel vermehrt unverdaute Nahrungsbestandteile in den Dickdarm, was zu einem Anstieg der pathogenen Keimflora in diesen Darmabschnitten führt (SCHUMM et al. 1990). Viele der in den caudalen Darmabschnitten residenten Keime besitzen die Fähigkeit, sich auch von endogenen Substanzen wie dem in der Schleimhaut gebildeten Muzin zu ernähren. Hier beeinflussen Zusammensetzung und Menge den Gleichgewichtszustand des Ökosystems. Die Stoffwechselprodukte der vorherrschenden Bakterienarten, die flüchtigen Fettsäuren, beeinflussen gemeinsam mit dem Sauerstoffpartialdruck im MDT das Redoxpotential innerhalb der MDT Abschnitte. Anaerobe und fakultativ anaerobe Bakterienarten reduzieren die O2 –Sättigung sowie das Redoxpotential besonders in den caudalen Darmabschnitten (SONNENBORN u. GREINWALD 1990). Einen erheblichen Einfluß auf die Zusammensetzung der GIT Flora übt auch der pH-Wert des Umgebungsmilieus aus, der ebenfalls entscheidend von den Stoffwechselmetaboliten der Keime beeinflußt wird. Der im Magen vorliegende pH- Wert im sauren Bereich tötet viele transiente Bakterien bereits kurz nach ihrer oralen Aufnahme ab. Um so problematischer für die Stabilität des gastrointestinalen Milieus ist also eine mangelnde Ansäuerung des Mageninhalts bei Absetzern zu bewerten.
Die besonders in den vorderen Darmabschnitten hochfrequente Peristaltik und hierdurch bedingte kurze Passagezeiten vermindern das Risiko einer Anheftung pathogener Bakterienarten in diesen Darmabschnitten (SONNENBORN u.
GREINWALD 1991). Die in die cranialen Dünndarmabschnitte sezernierten Gallensäuren wirken auf viele der oral aufgenommenen Bakterienarten bakterizid und reduzieren somit die mikrobielle Besiedlung in diesem Bereich weiter. Nicht zu unterschätzen ist der Einfluß des darmassoziierten Abwehrsystems, welches durch die ständige Stimulation durch die Mikroflora eine Infektionsschranke gegenüber
Schrifttum
eindringenden Erregern bildet und somit an der Aufrechterhaltung der Eubiose entscheidend beteiligt ist (FRETER 1974).
Unter den autogenen Faktoren, welche die Zusammensetzung der Mikroflora beeinflussen, ist die Nahrungskonkurrenz zwischen den verschiedenen Bakterien besonders hervorzuheben. Weiterhin zählt die Produktion von FFS und Bakteriozinen zu den Eigenschaften einiger Bakterien, die so die Lebensbedingungen für andere Arten deutlich verschlechtern. Deutliche Unterschiede in der Besiedlung des Magendarmtraktes ergeben sich auch aus der unterschiedlichen Fähigkeit einzelner Bakterienarten, sich an der Darmwand anzuheften (FRETER et al.1983).
2.2. Einfluss verschiedener Futterzusätze auf die GIT-Flora
Wie bereits gesehen handelt es sich bei der Intestinalflora um ein sehr sensibles, komplexes System, welches durch verschiedenste allogene und autogene Mechanismen im Zustand des Gleichgewichts gehalten wird. Der Einsatz verschiedener Futteradditive beeinflußt die Zusammensetzung der GIT-Flora zum Teil erheblich. In der Praxis werden diese Einflüsse teils bewußt mit therapeutischer, prophylaktischer oder wirtschaftlicher Intention genutzt, teils als Nebeneffekt toleriert.
2.2.1. Leistungsförderer
2.2.1.1. Begriffsdefinition
Unter dem Begriff Leistungsförderer werden Futterzusatzstoffe zusammengefasst, welche die Leistung von klinisch gesunden Tieren bei ausreichender Versorgung mit allen lebensnotwendigen Stoffen verbessern und darüber hinaus eine gesundheitsprophylaktische Wirkung haben (FREITAG et al. 1998). Der Einsatz dieser Additive ohne Nährstoffcharakter (KAMPHUES et al. 1999) wird futtermittelrechtlich in der Anlage 3 der geltenden Futtermittelverordnung (Ausgabe 2004, Stand Dez. 2003) reglementiert.
Obwohl sich die Gruppe der Leistungsförderer aus verschiedenen Substanzklassen zusammensetzt, versteht man unter dem Begriff im engeren Sinn antibiotische Futterzusätze, die in subtherapeutischen Dosierungen von < 100 mg/kg Futter eingesetzt werden (LOSAND 2000). Allerdings ist bedingt durch die Verschärfung
Schrifttum
des Arzneimittelgesetzes beim Schwein seit 1999 nur noch der Einsatz von Salino-, Avila- und Flavomycin erlaubt (LOSAND 2000). Eine Verschreibungspflicht besteht für Leistungsförderer nicht. Im Arznei- sowie im Futtermittelgesetz wurden Höchstmengen für Futtermittelzusatzstoffe fesgelegt, die dazu in der Lage sind die Gesundheit der Tiere zu beeinflussen. Zu diesen Stoffen zählen neben den antibiotisch wirksamen Leistungsförderern Kupfer und Zinkverbindungen sowie verschiedene organische Säuren.
2.2.1.2. Antibiotische Leistungsförderer
Antibiotika sind Substanzen, die im Stoffwechsel lebender Zellen erzeugt werden und bereits in geringen Konzentrationen gegen Mikroorganismen eine entwicklungshemmende oder abtötende Wirkung entfalten, indem sie in den Zellstoffwechsel der Mikroorganismen eingreifen und ihre Reproduktion verhindern (LOSAND 2000). Antibiotische Leistungsförderer wirken über verschiedene Wirkmechanismen im, am und außerhalb des Verdauungskanals (KAMPHUES 1997). Positive Effekte ihres Einsatzes zeigen sich vor allen Dingen auf den Gebieten der Tiergesundheit und des Umweltschutzes (FERKET 2003). Verringerte Nährstoffverluste durch einen deutlich herabgesetzten mikrobiellen Substratabbau sowie eine daraus resultierende geringere Belastung des Tiers mit Stoffwechselprodukten und eine anabole Stoffwechsellage bedingen die leistungssteigernde Wirkung der eingesetzten Wirkstoffe (LOSAND 2000). Weiterhin werden die leistungssteigernden Effekte auf ein reduziertes Auftreten verschiedener für die Spezies Schwein charakteristischer Krankheiten (Dysenterie, PIA, haemorrhagische Enteropathie, Clostridium perfringens-Infektionen) zurückgeführt (DOYLE 2001). Auch eine deutliche Erhöhung des Insulin-like growth factors als Folge einer subtherapeutischen Antibiotikadosierung wurde beobachtet (DOYLE 2001). Durch eine effektivere Verwertung der im Futtermittel enthaltenen Nährstoffe kommt es in den Ausscheidungen zu einer herabgesetzten Konzentration an Stickstoff und Phosphat (CROMWELL 1999). Der Einsatz antibiotischer Leistungsförderer ist innerhalb des letzten Jahrzehnts zunehmend in die Kritik geraten, da ihnen im Bereich der Humanmedizin eine mögliche Rolle bei der Entstehung resistenter Bakterienstämme zugesprochen wird. Innerhalb kürzester Zeit nach dem Einsatz antibiotisch wirksamer Leistungsförderer konnten aus den behandelten Beständen resistente Bakterienstämme isoliert werden (MATHEW et al.
Schrifttum
2002). Aus diesem Grund erfolgte in den 90er Jahren durch die EU das Anwendungsverbot für Antibiotika, die auch als Therapeutika eingesetzt wurden, bzw. werden sollten (LOSAND 2000). Die verbliebenen antibiotisch wirksamen Leistungsförderer entfalten lediglich gegen grampositive Erreger die erwünschten Wirkungen (KAMPHUES 1999). Ab 2006 wird der Einsatz antibiotisch wirksamer Leistungsförderer EU-weit verboten sein, so dass die Suche nach alternativen Substanzen zur Zeit stark forciert wird (WHO-MEETING 1997; KAMPHUES 1999).
2.2.2. Andere Zusatzstoffe bzw. Ergänzungen
Aufgrund des ab 2006 EU-weit geltenden Verbots antibiotischer Leistungsförderer besteht derzeit großes Interesse an der Prüfung der verschiedenen zur Verfügung stehenden Alternativen, denn es gilt, die in Schweden nach einem absoluten Verbot antibiotischer Leistungsförderer beobachteten signifikant erhöhten Verluste nach dem Absetzen sowie die stark herabgesetzten Leistungen zu vermeiden.
2.2.2.1. Management, Enzyme, Prae-, Probiotika, Zusätze pflanzlichen Ursprungs, Immunstimulatoren, andere Futtermittelzusätze
Management
In verschiedenen Untersuchungen konnte gezeigt werden, das die größte leistungssteigernde Wirkung von Antibiotika in den Betrieben mit ungünstigem Management zu erzielen war. Aus diesem Grund sollte es oberstes Ziel des Betriebsleiters sein, Handlungsabläufe, Tier- und Personenverkehr sowie Fütterungs- und Tränkmanagement zu optimieren. Die Gewährung optimalster Haltungs- und Managementbedingungen wird die Konfrontation der Wirtsorganismen mit pathogenen Organismen nicht vollständig verhindern können.
Enzyme
Die Zusammensetzung der Darmflora ist erheblich von der Nährstoffverdaulichkeit der aufgenommenen Ration abhängig. Enthält ein Futtermittel hohe Anteile nicht/schwer verdaulicher Bestandteile, so vermehren sich besonders im Dickdarmbereich fakultativ pathogene Keime, die eine klinische Erkrankung der Tiere begünstigen (LANGHOUT 1999). Der so hervorgerufenen Dysbiose kann durch den
Schrifttum
Zusatz von Antibiotika begegnet werden, was erklärt, dass der Einfluß antibiotischer Leistungsförderer bei weniger verdaulichen Rationen größer ist als bei leicht verdaulichen (SMULDERS et al. 2000). Entfällt der Einsatz der Antibiotika zu diesem Zweck, muß die Verdaulichkeit der Futtermittel auf anderem Weg erhöht werden. Es bietet sich der Zusatz exogener Enzyme an. Diese steigern die Nährstoffverfügbarkeit im Wirtstier und beeinflussen so die Zusammensetzung der MDT-Flora (FERKET 2003).
Praebiotika
Bei der Gruppe der Prebiotika handelt es sich um verschiedene Substanzen (meist Oligosaccharide), die nicht durch wirtseigene Enzyme dem Stoffwechsel zugeführt werden können, und so in Folge ihrer Unverdaulichkeit dem Bakterienstoffwechsel an verschiedenen Stellen des GIT zur Verfügung stehen. Beim Einsatz dieser Substanzen macht man sich die Beobachtung zu Nutzen, dass besonders die Bakterien, welche die GIT-Flora positiv beeinflussen, wie Lactobacillen, Bifidobakterien und spezielle Streptococcusarten, zur Produktion der für die Nutzung der Oligosaccharide benötigten Enzyme in der Lage sind. Prebiotika induzieren durch das geförderte Wachstum der gewünschten Flora eine Kolonisationsresistenz (GIBSON u. ROBERFROID 1994). Bisher wurde diese Gruppe der Futtermittelzusätze eher verhalten eingesetzt, aufgrund der stetig steigenden Verwendung in der humanen Ernährung ist allerdings auch von einem gesteigerten Einsatz in der Tierproduktion auszugehen.
Probiotika
Lebende mikrobielle Futterzusatzstoffe, die mit dem Ziel einer Stabilisierung der MDT-Flora zum Einsatz kommen, werden unter dem Begriff Probiotika zusammengefasst (FULLER 1989). Zum Einsatz kommen vermehrt Lactobacillen-, Bacillusarten und Hefekulturen, die im Sinne einer „competitive exclusion“ die Besiedlung des MDT durch pathogene Bakterien verhindern sollen. Im Allgemeinen werden für dieses Phänomen vier Mechanismen verantwortlich gemacht. Zum einen heften sich die probiotischen Futterzusätze an die Darmwand und belegen so mögliche Plätze der pathogenen Organismen. Weiterhin besteht zwischen den Bakterien der gewünschten Flora und den unerwünschten Keimen eine Nahrungskonkurrenz, die bei Zusatz von Probiotika zu Gunsten der positiven Flora
Schrifttum
verschoben wird. Eine Vermehrung der geförderten Keimart hat die Produktion von Stoffwechselendprodukten und Bakteriozinen zur Folge, welche das Wachstum pathogener Bakterien einschränken. Die vom mikrobiellen Besatz ausgehende Stimulation des darmassoziierten Immunsystems hat eine gesteigerte Abwehrreaktion auch gegen eindringende Pathogene zur Folge, die sich günstig auf die Gesundheit des Wirts auswirkt (DOYLE 2001). Diese Gruppe findet sowohl in der menschlichen als auch in der tierischen Ernährung derzeit großen Anklang und wird aufgrund des erwiesenen Einflusses in zahlreichen Produkten verwendet.
Zusätze pflanzlichen Ursprungs
Bereits seit Jahrhunderten werden phytogene Substanzen in Hausapotheke und Küche eingesetzt. Die antibakterielle Wirkung einiger Stoffe, besonders der ätherischen Öle, ist inzwischen wissenschaftlich belegt (KÜHN et al. 1998). Die in den Pflanzen enthaltenen Substanzen beeinflussen das Verdauungsgeschehen auf unterschiedliche Weise. Einige der Substanzen stimulieren die Sekretion der Verdauungssäfte, andere wirken appetitanregend und wieder andere zeigen antimikrobielle Wirkungen. Trotz ihrer hohen gesellschaftlichen Akzeptanz ist ihr Einsatz jedoch kritisch zu bewerten, da positive Ergebnisse nur bedingt reproduzierbar sind und sich die Wirkmechanismen nur bedingt erklären lassen (KULLA 2001, LOSAND 2000).
Immunstimulatoren/-modulatoren
Der Zusatz immunstimulierender Substanzen, wie Glucane oder Algenextrakte, zum Futtermittel führt zu einer Stimulation der humoralen und zellulären Immunabwehr.
Während akute Entzündungen die Nahrungsaufnahme stark reduzieren und mit einer Nährstoffmobilisierung einhergehen, bedingt eine gesteigerte humorale Abwehr eine deutlich verbesserte Krankheitsabwehr des Individuums (HUMPHREY et al. 2002).
Der Einfluss verschiedener Immunmodulatoren führt zu einem gesteigerten Antikörpergehalt des von der Darmschleimhaut sezernierten Schleims, was eine gesteigerte Abwehr auf oralem Weg eindringender Pathogene zur Folge hat.
Glucane, die zum Beispiel aus Hefen und Algen gewonnen werden, hingegen setzen sich an einen bestimmten Rezeptor der Makrophagen und aktivieren diese so (LOSAND 2000).
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Andere Futtermittelzusätze
Als Alternative zu den bekannten antibiotischen Leistungsförderern wurden in Schweden nach deren Verbot in großem Maße Zinkoxid und Kupfer eingesetzt, die in ihrer Wirkung auch an diejenige der Leistungsförderer heranreichten. Allerdings kommt es in Geweben der behandelten Tiere sowie in deren Fäkalien kurzfristig zu einer erheblichen vorübergehenden Anreicherung der Substanzen, die aus umwelthygienischer Sicht äußerst kritisch zu bewerten ist. Dies führte schließlich dazu, dass für den Einsatz von Zink- und Kupferprodukten in Futtermitteln eine Höchstgrenze festgesetzt wurde, die zunächst futtermittelrechtlich fixiert wurde (Cu max.:<16 LW.:175 mg/kg uS, >16.LW.: 35 mg/kg uS; Zn max.: 250 mg/kg uS), ab dem 26.1.2004 jedoch durch die EU-Richtlinie Nr. 1334/2003 ersetzt wird (Cu max.:
< 12 LW.: 170 mg/kg uS, > 12. LW.: 25 mg/kg uS; Zn max.: 150 mg/kg uS).
2.2.2.2. Organische Säuren und deren Salze
Die Gruppe der organischen Säuren setzt sich aus verschiedenen Monocarboxylsäuren zusammen, deren Gemeinsamkeit in ihrem Grundaufbau besteht. Sie alle bestehen aus einem Gerüst von 1-7 Kohhlenstoffatomen, sind in Pflanzen und Tieren weit verbreitet und haben mehr oder weniger starke antimikrobielle Wirkungen. Die kurzkettigen Vertreter dieser Gruppe (C1-C3) befinden sich im flüssigen Aggregatzustand, die langkettigen Vertreter hingegen sind fest. Ihnen ist ihr stechender Geruch sowie die aufgrund des Dipolcharakters bis auf wenige Ausnahmen vorhandene Mischbarkeit mit Wasser gemein. Während sich die freien Säuren durch eine hohe Korrosivität auszeichnen, fehlt diese Eigenschaft ihren Salzen vollkommen, was ihren Einsatz in der Praxis begünstigt (FREITAG et al. 1998).
2.2.2.2.1 Verwendung in der Tierernährung
Bereits seit vielen Jahrzehnten wird die antimikrobielle Wirkung organischer Säuren zur Futtermittelkonservierung genutzt (LÜCKSTÄDT 2003). Sie sind futtermittelrechtlich als Konservierungsmittel unter den Futterzusatzstoffen zugelassen. Bei den in Futtermitteln eingesetzten organischen Säuren handelt es sich meist um solche, die sowohl im Verdauungstrakt als auch im Stoffwechsel des Tieres gebildet werden und somit als natürlich bezeichnet werden. Sie weisen nur
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eine geringe Toxizität auf und hinterlassen im tierischen Produkt keinerlei Rückstände, was ihre gesellschaftliche Akzeptanz stark erhöht. Nach KIRCHGESSNER und ROTH (1988) lassen sich drei Wirkungsbereiche organischer Säuren und ihrer Salze unterscheiden:
Im Futter haben sie durch die Absenkung des pH-Wertes und der Säurebindungskapazität einen antimikrobiellen Effekt. Weiterhin senken sie die Aktivität der mikrobiellen Hämienzyme (LÜCK 1957), verändern durch Anlagerung an die Zellmembran deren Durchlässigkeit, was zum Sistieren überlebenswichtiger Stoffwechselfunktionen der Keime führt (SHELHORN 1951), und dissoziieren nach ihrer Integration in die Zelle. Dieser Prozess bewirkt zunächst einen erhöhten Energieaufwand zur Aufrechterhaltung der Zellfunktionen, es kommt allerdings auch zu einer gestörten Reproduktion der Mikroorganismen, da die DNA-Synthese unter dem Einfluß der Säureanionen nicht mehr möglich ist (NURSEY 1997). In verschiedenen Untersuchungen konnten jene die Salmonellenprävalenz und - vermehrung reduzierenden Effekte von Säuren in Futtermitteln nachgewiesen werden (MAYER 1977; HASSLING 1985; NURSEY 1997), allerdings ist die erforderliche Dosierung der Säure im Futter von verschiedenen Eigenschaften abhängig. So haben die Struktur des Futtermittels, der Feuchtigkeitsgehalt, chemische Eigenschaften, die Temperatur sowie die Einwirkzeit entscheidenden Einfluss auf den Erfolg.
Im Verdauungstrakt dagegen fördern die organischen Säuren durch Herabsetzung des Chymus pH-Wertes die Aktivierung des Pepsinogens zu Pepsin und somit die Proteinverdauung. Weiterhin verdrängt ein herabgesetzter pH-Wert aus caudalen MDT-Abschnitten aufsteigende Bakterien (MC KINNON 1997). So konnten bei 1991 durchgeführten Versuchen im Bereich des Dünndarms signifikant herabgesetzte Gehalte an E.coli und Enterococcen ermittelt werden (ROTH u. KIRCHGESSNER 1991; KIRCHGESSNER et al.1992), was positive Effekte der eingesetzten Säuren auf Salmonellen vermuten läßt, da diese ähnliche Bedingungen an das sie umgebende Milieu stellen wie Bakterien der Art E.coli. Veränderte Bakterienzahlen im Bereich des Dünndarms sowie divergierende Gehalte des Chymus an Metaboliten des mikrobiellen Abbaus lassen sich nicht mit der direkten Wirkung der eingesetzten Säuren erklären, da diese bereits in weiter cranial gelegenen Abschnitten des GIT resorbiert werden. Vielmehr lassen diese Ergebnisse darauf schließen, dass es als Folge des Säurezusatzes zu einer gesteigerten praecaecalen
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Verdaulichkeit der Nährstoffe kommt und so der den Bakterien im Dickdarm zur Energieumwandlung zur Verfügung stehende Gehalt an fermentierbaren Kohlenhydraten reduziert ist (ROTH et al. 1992). Ein verminderter Keimgehalt senkt auch die resultierenden Nährstoffverluste sowie die Bildung negativer Stoffwechselendprodukte (z.B. NH3, biogene Amine). Durch den Einsatz organischer Säuren im Absetzalter kann also die noch mangelhafte Salzsäureproduktion der Ferkel substituiert werden. Eine Absenkung des pH-Wertes erfolgt nur beim Einsatz freier Säuren, nicht jedoch unter Verwendung ihrer Salze (ROTH u.
KIRCHGESSNER 1989a). Die Ansäuerung des Chymus kann jedoch nicht allein für leistungssteigernden Effekte der organischen Säuren verantwortlich gemacht werden, da diese Effekte ansonsten auch durch eine Ansäuerung mit anderen Säuren (z.B. Phosphorsäure) erzielt werden könnten, was aber nicht der Fall ist. Der Gehalt des Chymus an Säureanionen ist aber bei der Verwendung von Säuren und ihren Salze gleich hoch. Während der Einsatz der Salze organischer Säuren eine weniger deutliche Leistungssteigerung hervorruft, entsprechen die Einflüsse auf die Zusammensetzung der GIT-Flora denen freier Säuren (KIRCHGESSNER et al.
1992). Ein weiterer Wirkmechanismus ist in der Komplexbildung der Säure-Anionen mit kationischen Mengen- und Spurenelementen zu sehen, was zu einer höheren Resorption dieser Elemente führen kann. Im Stoffwechsel des Wirts werden die meisten organischen Säuren komplett verstoffwechselt und tragen aufgrund ihres nicht unbeträchtlichen Energiegehalts mit zur Energiedichte des Futters bei (EIDELSBURGER 1997).
Mit organischen Säuren und deren Salzen als Futterzusatzstoffe können auch in Abhängigkeit von ihrer Dosierung z.T. beträchtliche und sichere Leistungssteigerungen vor allem in der Ferkelaufzucht (Zuwachs bis +20 %,
Futterverzehr bis +9 %, Futteraufwand bis –10 %) erreicht werden (LOSAND 2000).
Probleme werden manchmal durch die herabgesetzte Futteraufnahme, die Handhabung und die nicht unbeträchtlichen Kosten verursacht (LOSAND 2000).
Weiterhin gilt es zu beachten, dass auch beim Einsatz von organischen Säuren eine Resistenzentwicklung innerhalb der Bakterienpopulation beobachtet werden konnte, die es im Auge zu behalten gilt (DOYLE 2001).
2.2.2.2.2 Ameisensäure
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Bei der Ameisensäure handelt es sich um eine farblose, klare, flüchtige, stechend riechende organische Säure, deren Schmelzpunkt bei 8°C und deren Siedepunkt bei 101°C liegt. Dämpfe dieser Säure reizen die Schleimhäute der Atemwege und der Augen, sind unter Sauerstoffzufuhr entzündbar und verbrennen mit blauer Flamme.
Direkter Kontakt der Haut mit der stärksten der Carbonsäuren (pK-Wert 3,75) resultiert in Verätzungen der betroffenen Hautareale. Unter den Carbonsäuren nimmt die Ameisensäure eine Sonderstellung ein, denn sie ist die einzige der genannten Verbindungen, die nicht nur als Säure sondern auch als Aldehyd reagieren kann, wo sie also einen reduzierenden Einfluss hat. Ameisensäure besteht aus nur einem Kohlenstoffatom und hat ein Molekulargewicht von 46,0 g. Hieraus ergibt sich, dass sie im Vergleich zu den anderen organischen Säuren pro Gewichtseinheit den höchsten Anteil Säureanionen enthält.
Die Salze der Ameisensäure werden als Formiate bezeichnet. Ihre Wirkung hängt in nicht unerheblichem Mass von dem jeweiligen Kation ab. So wurde für reine Ameisensäure eine LD50 von 1,1g/kg KM ermittelt. Die LD50 für Ca-Formiat liegt bei 1,92g/kg KM, diejenige von K-Formiat bei 5,5g/kg KM und jene von Na-Formiat bei 11,2g/kg KM (MALLORNY 1969). Für die unterschiedliche Toxizität der untersuchten Substanzen sind auf der einen Seite das unterschiedliche Molekulargewicht sowie die freien Säureanionen verantwortlich zu machen. Einen starken Einfluss haben aber auch die Kationen, die teilweise zu systemischen Wirkungen im Organismus führen, die in keinem Zusammenhang zu den ebenfalls vorhandenen Säureanionen stehen.
2.2.2.2.3 K-Diformiat
In der Futtermittelindustrie hat der Einsatz von Salzen organischer Säuren erhebliche Vorteile gegenüber dem Einsatz freier Säuren. Zwar führen nur freie Säuren zu einer Herabsetzung des pH-Wertes im GIT und zeigen eine gesteigerte Wirksamkeit, gleichzeitig haben sie aber eine stark korrosive Wirkung auf alle Gegenstände, die mit ihnen in Kontakt kommen (z.B. Stalleinrichtung, Mischtechnik). Weiterhin erweist sich der Einsatz fester Säuresalze als einfacher in der Handhabung. Die Gesundheit des Anwenders wird nicht gefährdet, da den Säuresalzen die starke ätzende Wirkung der freien Säuren fehlt. Weiterhin ist es durch den Einsatz der Salze möglich, sehr hohe Anionenkonzentrationen in den Mischfuttermittlen zu erreichen (KULLA 2001).
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Bei dem in der eigenen Studie eingesetzten Produkt (Formi®LHS ) handelt es sich um einen Kalium- Diformiat-Komplex. Seit 2002 wird Formi®LHS europaweit durch die Firma BASF-AG (Ludwigshafen, Deutschland) als erster zugelassener, nicht antibiotischer Leistungsförderer vertrieben. In den Jahren vor dieser Zulassung wurde das Produkt durch die Firma Norsk Hydro (Oslo, Norway) vertrieben. Laut Herstellerangaben enthält Formi LHS zu 98% K-Diformiat, 1,5% Silikate und 0,5%
Wasser. Der Ameisensäureanteil des weißen, kristallinen, gut wasserlöslichen Pulvers wird mit 70% angegeben. Bei einer im Rahmen der EU-Zulassung durchgeführten Verträglichkeitsstudie wurde das in der Dissertation eingesetzte Produkt bis zu einer Dosierung von 7,2% im Futter verabreicht. Es ließen sich bezüglich des Gesundheitsstatus und der Leistung keinerlei signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Dosierungen ermitteln, allerdings wurde bei der Gruppe, deren Mischfutter 7,2% Formi®LHS enthielt ein herabgesetzter Gehalt des Bluts an roten Blutkörperchen und Hämoglobin ermittelt (EUROPEAN COMMISSION 2002).
2.3. Salmonellen
In der aktuellen Situation der Landwirtschaft erscheint es aus drei Gründen notwendig sich eingehender mit dem Auftreten von Salmonellen im Schweinebestand auseinander zu setzen. Zum einen handelt es sich bei Salmonellen um den gerade in den Ländern der ersten Welt am häufigsten anzutreffenden Erreger von schwer verlaufenden Zoonosen. Zum anderen gewinnt das Prädikat „aus Salmonellen freien Beständen“ bei der Fleischvermarktung im Zuge einer steigenden Beachtung der Lebensmittelsicherheit durch Gesetz und Verbraucher im internationalen Wettbewerb stark an Bedeutung. Letztlich ist auch der negative Einfluß einer Salmonelleninfektion auf die Leistungs- und Produktionsdaten der betroffenen Tiere nicht zu vernachlässigen, da sich eine erhöhte Mortalitätsrate, hohe Tierarzt- und Medikamentenkosten sowie schlechte Zunahmen der Tiere in gesteigerten Produktionskosten widerspiegeln (COMA 2003).
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2.3.1. Taxonomie der Salmonellen
Die Einteilung der Salmonellen erfolgt nach dem Kaufmann-White-Schema, welches auf der Bestimmung der O- und H-Antigene beruht. Für jedes zu ermittelnde Serovar läßt sich unter Verwendung der Gruppen- und Faktorenseren eine spezifische Antigenkombination bestimmen, welche die Differenzierung der 2500 bisher bekannten Serovare ermöglicht. Der Genus Salmonella wird in die zwei Spezies S.
bangori und S. enterica unterteilt, wobei die zuletzt genannte Art aus sechs Subspezies (arizonae, diarizonae, enterica, houtenae, indica, salmae) zusammengesetzt ist, von denen die Serovare der Subspezies enterica als besonders pathogen für homoiotherme Tiere bekannt sind, die anderen Subspezies dagegen gehäuft bei kaltblütigen Lebewesen gefunden werden. Während die Serovare von S. enterica spp. enterica in der Regel mit Eigennamen versehen werden, ist dies bei den anderen Subspezies nicht üblich; man verwendet statt dessen die Antigenformeln zur Charakterisierung (ROLLE u. MAYR 2002).
2.3.2. Epidemiologie und Tenazität der Salmonellen
Es ist davon auszugehen, dass Salmonellen nahezu ubiquitär in der Umwelt von Mensch und Tier vorkommen, sich der bakteriologische Nachweis allerdings oft als schwer bis unmöglich darstellt. Der Eintrag von Salmonellen in die Kette der Schweinefleischproduktion kann zu nahezu jedem Zeitpunkt erfolgen. Als Eintragsquelle in einen bisher Salmonellen-freien Bestand tritt meist die Einstallung von latent infizierten Tieren in den Vordergrund. Da besonders adulte Tiere im Gegensatz zu Jungtieren, bei denen die Erkrankung klinisch manifest wird, zur subklinschen Infektion mit anschließendem Ausscheiderstatus neigen, werden neu eingestallte Tiere oft nicht als salmonellenverdächtig angesehen und gelangen so unkontrolliert in den Bestand. Als weitere Eintragsquellen sollten allerdings auch kontaminiertes Futter, Vogel- und Schadnagerkot, unkontrollierter Personenverkehr sowie Staub nicht außer Acht gelassen werden (COMA 2003). Sind Salmonellen erst einmal in den Bestand gelangt, kann zwischen horizontaler und vertikaler Ausbreitung des Erregers differenziert werden. Neben dem dominierenden oralen Infektionsweg gelangen Salmonellen auch auf aerogenem und konjunktivalem Weg über den Nasen-Rachen-Raum in den Organismus (ROLLE u. MAYR 2002). Auch genitale und intrauterine Infektionen konnten vereinzelt beobachtet werden. Aufgrund
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ihrer Wirtsspezifität ist eine Einteilung der Salmonellen in vier Gruppen üblich (ROLLE u. MAYR 2002) :
1. An den Menschen adaptierte Serovare
Zu dieser Gruppe gehören die Serovare S. Typhi und S. Paratyphi, die als Erreger der beim Menschen auftretenden Erkrankungen Typhus und Paratyphus bekannt sind. Sie haben aufgrund ihrer hohen Wirtsspezifität keine Bedeutung für Tiere.
2. Serovare mit Anpassung an bestimmte Tierarten
In dieser Gruppe sind Serovare wie S. Dublin (Rind), S. Gallinarum (Huhn) und S. Choleraesuis (Schwein) zu finden, die in Abhängigkeit von ihrer Spezifität nur bei einer Tierart zum Auftreten von teilweise schwer und seuchenhaft verlaufenden typhoiden Erkrankungen führen. Für andere Tierarten sowie den Menschen sind sie nur von sehr untergeordneter Bedeutung.
3. Serovare ohne Wirtsspezifität, aber mit zum Teil hoher Invasivität
Diese aus den Serovaren S. Typhimurium und S. Enteritidis gebildete Gruppe ist bei Mensch und Tier sowohl verantwortlich für das Auftreten schwerer seuchenhaft verlaufender Salmonellosen, als auch für latente Infektionen. Die Serovare dieser Gruppe sind die bei Zoonosen am häufigsten isolierten Erreger.
4. Serovare ohne Wirtsspezifität mit geringer Invasivität
In dieser Gruppe befinden sich mehr als 2000 der bekannten Salmonellen Subspezies. Sie führen nur selten zu klinischen Erkrankungen, werden allerdings teilweise gehäuft aus subklinisch infizierten Tieren isoliert (S. Derby im Schwein; WRAY 1985). Als Erreger von Zoonosen treten die Keime dieser Gruppe selten in besonders gefährdeten Personenkreisen in Erscheinung (ROLLE u. MAYR 2002).
Salmonellen zeichnen sich außerhalb des Organismus durch eine sehr hohe Tenazität aus. In offenen Gewässern, im Abwasser, in Jauchegruben, im Brunnenschlamm und auf gedüngtem Boden bleiben sie über einen Zeitraum von mehreren Wochen, Monaten, nicht selten sogar Jahren infektiös. Bei ausreichendem Sauerstoff- und Feuchtigkeitsgehalt des Habitats, in Anwesenheit von Eiweiß und unter dem Einfluß einer begünstigenden Umgebungstemperatur kommt es sogar zur exponentiellen Vermehrung im Medium (BLAHA 1992). Weder der Prozess des Tiefgefrierens noch der Pelletierung des Futters sind dazu in der Lage Salmonellen
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vollständig zu eliminieren. Die jeweilige Überlebenszeit ist von den einzelnen bereits genannten Faktoren, der Ausgangskeimzahl, sowie in biologisch aktiver Umgebung von der Konkurrenz anderer Bakterien abhängig (BÖHM 1993).
2.3.3. Virulenzfaktoren und –mechanismen
Salmonellen gehören zu den erfolgreichsten bakteriellen Infektionserregern in den Ländern der ersten Welt, da ihr Überleben und ihre Ausbreitung innerhalb einer Population und artübergreifend aufgrund einer großen Anzahl von Virulenzfaktoren und –mechanismen gesichert ist (HENSEL 2001). Die Salmonellen sind nach meist oraler Infektion durch ihre Geißeln in der Lage, sich innerhalb des Darmlumens zu bewegen. Der Kontakt zur Darmwand kann sowohl über spezielle, der Anheftung dienende Fimbrien, als auch über sogenannte nicht fimbrierte Adhäsine erfolgen, zu denen zum Beispiel bestimmte Proteine der äußeren Membran zu zählen sind (SELBITZ 1991). Nach der erfolgreichen Adhäsion des Bakteriums erfolgt meist im Bereich des Ileums die Invasion des Erregers in die Zellen des Darmepithels. Dieser Prozess kann sowohl am Mikrovillisaum, als auch im Bereich der Zellgrenzen ablaufen. In den Zellen nisten sich die Bakterien in den Vakuolen ein und gelangen so in den Transport zur Basalmembran der Wirtszelle. Der intrazelluläre Verbleib der Salmonellen induziert im Bereich der Lamina propria eine Immunantwort, in deren Zuge es zur Phagozytierung der befallenen Zellen durch neutrophile Granulozyten und Makrophagen kommt. Innerhalb dieser Wirtszellen können die Bakterien lange überleben, sich vermehren und von dieser Position aus mit dem Blut- und/oder Lymphstrom durch den gesamten Körper gestreut werden (SCHWARTZ 1991). Die Translokation ist allerdings nur einer der Vorteile, die für Infektionserreger durch die intrazelluläre Persistenz entstehen. Durch ihre Lokalisation sind sie weiterhin vor medikamentellen Einwirkungen und den Komponenten des Immunsystems geschützt (CLARK u. GYLES 1993). Als weiterer wichtiger Virulenzfaktor ist die Bildung verschiedener Toxine zu nennen, die unterschiedlichste Wirkungen im Wirtsorganismus bedingen. Als Wichtigstes und auch bekanntestes Toxin ist das aus Lipid A, einer Core-Region und der O-Antigenzone aufgebaute LPS zu nennen, das bei allen Enterobacteriacaeen gefunden werden kann. Mangelmutanten zeichnen sich durch eine deutlich herabgesetzte Virulenz als Folge einer vermehrt beobachteten Phagozytose aus (CLARKE u. GYLES 1993). Weiterhin wird das LPS
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aufgrund seiner endotoxischen Wirkung und der Induktion von Entzündungsmediatoren und Cytokinen für die resultierenden Schäden des vaskulären Systems des Darms verantwortlich gemacht. Eine Reihe von Krankheitssymptomen des Wirts, wie Fieber, eine disseminierte intravasale Gerinnung, Kreislaufkollaps und Schock lassen sich ebenfalls auf dieses Toxin zurückführen (CLARKE u. GYLES 1993). Einige Salmonellenserovare, wie S.
Typhimurium, zeichnen sich durch die Produktion eines Enterotoxins aus, das in seiner Struktur und Wirkungsweise noch nicht näher beschrieben wurde (PRASAD et al. 1990,1992). Eine Ähnlichkeit zu den hitzelabilen Toxinen von E. coli wird allerdings sowohl bezüglich des Aufbaus, als auch bezüglich der hervorgerufenen Wirkung vermutet. Zuletzt sind verschiedene Substanzen der Gruppe der Cytotoxine zu nennen, welche den bereits durch die Invasion bedingten Untergang des Epithels noch weiter forcieren. Wie auch viele andere Bakterienarten werden von Salmonellen sogenannte Hitzeschockproteine produziert, die für eine disseminierte intravasale Gerinnung, Schock und Kreislaufkollaps verantwortlich gemacht werden. Weiterhin sind die Serovare der Salmonellen dazu in der Lage, dem Wirtsorganismus Eisen zu entziehen und für den eigenen Stoffwechsel zu nutzen. Dieses Phänomen läßt sich anhand der entstehenden Siderophore deutlich belegen (SELBITZ 2001). Zu den für Salmonellen charakteristischen Virulenzmechanismen ist das Typ-III- Sekretionssystem (TTSS) zu zählen, welches die Fähigkeit der Mikroorganismen beschreibt, Proteine direkt in eine andere Zelle zu injizieren. Zusammensetzung und Funktion des so übertragenen Proteins sind noch nicht näher untersucht. Die meisten der für die Virulenz der einzelnen Salmonellenserovare verantwortlichen Gene sind nicht diffus im Genom des Erregers verstreut, sondern konzentrieren sich auf wenige Segmente, die sogenannten Pathogenitätsinseln (PAIs) (HENSEL 2001).
Weiterhin sind Salmonellen Träger sogenannter spv-Regionen (= Salmonella Plasmid für Virulenz; SCHAFFT 2000), innerhalb derer bei virulenten Serovaren das spvB-Gen anzutreffen ist. Während Funktion und Wirkmechanismus der PAIs noch weitgehend unklar sind, geht man davon aus, dass das spvB-Gen das intrazelluläre Aktin hemmt und sich die Salmonellen so unbeeinflusst durch die Stoffwechselprozesse der Wirtszelle in den Vakuolen vermehren und im Wirt verteilen können (SCHAFFT 2000).
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2.3.4. Salmonellen beim Schwein
Salmonelleninfektionen können sich bei Schweinen in zwei gänzlich unterschiedlichen Formen manifestieren. Zum Einen kann es nach erfolgtem Erregerkontakt zur Ausbildung einer klinischen Salmonellose kommen, zum Anderen treten weit häufiger auch subklinische Infektionen auf, die aus lebensmittelhygienischer Sicht auf keinen Fall unterschätzt werden sollten.
Erregervirulenz, Erregerdosis, Immunitätslage des Empfängertieres, Alter und infektionsbegünstigende Einflüsse (z.B. Stress) sind die Faktoren (WALDMANN u.
WENDT 2001), die über den Verlauf einer Salmonelleninfektion entscheiden. Nur selten sind Ferkel oder adulte Tiere von einer klinischen Salmonellosen betroffen. In aller Regel handelt es sich bei phänotypisch kranken Tieren um abgesetzte Tiere mit einer Körpermasse von bis zu 60 kg, die nach einer Inkubationszeit von 24-48 Stunden die ersten Symptome einer Erkrankung zeigen. Die Serovare S.
Choleraesuis, S. Typhisuis und S. Typhimurium verursachen beim Schwein klinisch manifeste Salmonellosen. Während der zuerst genannte Keim in aller Regel Septikämien verursacht, die sich in perakut bis akut auftretenden Fieberschüben und Cyanosen äußern, verlaufen Infektionen mit den anderen beiden Erregern eher chronisch. Im Zuge einer Infektion mit S. Typhimurium und S. Typhisuis treten nekrotisierende Kolitiden in den Vordergrund, die von geschwürigen Veränderungen im Dickdarm, verkäsenden Lymphadenitiden und Pneumonien begleitet werden können. Auftretende Durchfälle verschwinden meist nach sieben Tagen, wobei es allerdings durch resistenzmindernde Einflüsse jederzeit zu einem erneuten Auftreten der Symptome kommen kann. In seltenen Fällen werden in Zuchtbeständen auch Aborte beobachtet (ROLLE u. MAYR 2002). Eine Vielzahl anderer Salmonellenserovare führt beim Schwein zu latenten Infektionen, die aus lebensmittelhygienischer Sicht von Interesse sind (WALDMANN u. WENDT 2001).
Bei Screeninguntersuchungen zeigten im Jahr 2000 immerhin 28,3% der untersuchten Mastbetriebe, 50% der Zuchtbetriebe und 15% der Aufzuchtbetrieb eine Salmonellenseroprävalenz (v. ALTROCK et al. 2000), WALDMANN und WENDT (2001) vermuten sogar, dass in nahezu jedem Bestand Keimträger vorkommen. Es darf allerdings nicht davon ausgegangen werden, dass alle serologisch positiven Tiere auch tatsächlich Salmonellen mit dem Kot ausscheiden.
Auch hier treten wieder besonders Absetzer mit einem Gewicht bis 60kg in
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Erscheinung. Ebenfalls begünstigend auf eine intermittierende Salmonellenausscheidung mit dem Kot wirken sich immunsuppressive Stresszustände, wie Transport, Umstallung und Schlachtung aus. Die erhöhte Ausscheidung in solchen Stresssituationen erhöht wiederum die Gefahr, dass auch Tiere infiziert werden, die bis zu diesem Zeitpunkt noch nicht Keimträger waren.
2.3.5. Salmonelleninfektionen des Menschen
In der Humanmedizin ist die Salmonellose die am häufigsten in entwickelten Ländern anzutreffende Zoonose. Jährlich werden in Europa 73 Erkrankungsfälle pro 100 000 Einwohner gemeldet. Allerdings geht man davon aus, dass lediglich 10- 20% der tatsächlichen Infektionen erfasst werden (COMA 2003; SCHÖNEBERG et al. 1998).
Die meisten Infektionen manifestieren sich in Form von fieberhaften Allgemeinerkrankungen, bei rund 5% der Patienten kommt es jedoch zu Septikämien, bei 0,1% aller Infektionen sogar zum Tod des Erkrankten. Innerhalb bestimmter Risikogruppen, wie Kleinkinder, Senioren und immundefiziente Personen ist die Mortalitätsrate deutlich erhöht. Salmonelleninfektionen des Menschen werden in der Regel durch Salmonellen der Spezies S. enterica spp. Enterica verursacht, wobei die Serovare S. Typhimurium und S. Enteritidis besonders oft isoliert werden konnten. Obwohl eine direkte Übertragung von Mensch zu Mensch möglich ist, spielt dieser Infektionsweg eher eine untergeordnete Rolle. Der Großteil der registrierten Fälle ist auf den Konsum kontaminierter Lebensmittel zurückzuführen. Aufgrund ihrer Nährstoffzusammensetzung und der Ansprüche der Bakterien treten Infektionen besonders nach dem Verzehr von rohen, bzw. ungenügend gegarten, sehr proteinreichen Nahrungsmitteln, wie Eis, Eiern, Salaten und Fleischwaren auf. Von den in Deutschland registrierten Salmonelleninfektionen sind immerhin 20% auf den Konsum von kontaminiertem Schweinefleisch zurückzuführen (STEINBACH u.
HARTUNG 1999). 1998 wurden 58,3% der untersuchten Salmonellenserovare aus direkt vom Tier gewonnenen Proben isoliert. Rund 20% entstammten untersuchten Lebensmitteln, immerhin 13,6% der Umwelt, wogegen nur 4,6% der Proben mit positivem Salmonellennachweis auf Futtermittel entfielen.
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2.3.6. Bekämpfung und Prophylaxe
In der aktuellen Diskussion um eine Senkung des Salmonelleneintrags in die Produktionskette Fleisch im Rahmen einer anzustrebenden Verbesserung der Sicherheitsstandards von Lebensmitteln gilt es zwei Problematiken näher zu beleuchten: Zum Einen stellt die klinische und subklinische Infektion von Schlachttieren und der so bedingte Eintrag von pathogenen Erregern in die Produktionskette die Lebensmittelindustrie noch immer vor massive Probleme und Gefahren, zum Anderen gilt es auch im Rahmen der Verbrauchersicherheit den Einsatz von Antibiotika in der landwirtschaftlichen Fleischproduktion zu senken (COMA 2003).
Die skandinavischen Länder, allen voran Dänemark, haben bereits seit Beginn der 90er Jahre ein staatlich geführtes Salmonellenüberwachungssystem etabliert, um das Auftreten von durch kontaminiertes Fleisch erzeugten Salmonellosen innerhalb der Bevölkerung zu reduzieren. In regelmäßigen Zeitintervallen werden alle Produktionsstufen der Schweinefleischerzeugung auf Salmonellen überprüft.
Tabelle 5: Im Rahmen der Salmonellenüberwachung in Dänemark
durchgeführte Untersuchungen (GROEN PEDERSEN 2002)
Kontrollort Gesetzliche Bedingungen + Art der
Kontrolle
Futtermittelhersteller Futter muss >81°C erhitzt werden, mikrobiologische Untersuchung von Futter- und Staubproben aus dem Unternehmen
Zuchtbetriebe Monatliche Bestimmung des
Salmonellen-Antikörper-Titers, bei Titeranstieg => mikrobiologische Kotuntersuchung
Ferkelvermehrer Mikrobiologische Kotuntersuchung falls Absetzer in der Mast durch erhöhte Salmonellenindizes auffallen
Mastbetriebe Monatliche Bestimmung des
Salmonellen-Antikörper-Titers, bzw.
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mikrobiologische Untersuchung von Sammelkotproben
Je nach den Ergebnissen der durchgeführten Untersuchungen werden den Betrieben bestimmte Salmonellenindizes zugeteilt, nach denen sie in drei verschiedene Gruppen eingeteilt werden können, die sich durch ihre Salmonellenprävalenz unterscheiden.
Die Einstufung in Gruppen nach der Salmonellenprävalenz hat sowohl organisatorische als auch finanzielle Folgen für die Betriebe. So werden Tiere aus Betrieben, die eine hohe Salmonellendichte aufweisen, erst am Ende des Schlachttages und unter besonderen hygienischen Bestimmungen getötet und verarbeitet, um eine Kontamination Salmonellen-freier Tiere, bzw. Schlachtkörper zu vermeiden. Weiterhin wird der Schlachtpreis gesenkt, sobald eine bestimmte Salmonellenprävalenz ermittelt wurde.
Tabelle 6: Einteilung der Betriebe in Kategorien nach Salmonellenprävalenz und resultierende Restriktionen (BLAHA 2003)
Level Salmonellenindex Restriktionen 1 < 20, keine – sehr wenige
Tiere mit erhöhten Antikörper-Titern
Keine
2 20 - 40, mittler Anzahl von Tieren mit erhöhten Antikörper-Titern
2% Abzug Schlachterlös, Betreuung durch Tierarzt vorgeschrieben
3 > 40, hohe Anzahl von Tieren mit erhöhten Antikörper-Titern
4% Abzug Schlachterlös, die Abzüge werden nach bestimmten Zeitspannen erhöht;
Behandlung durch Tierarzt vorgeschrieben, Schlachtung unter speziellen Bedingungen, Fleisch erst nach Brauchbarmachung in Handel
Die Untersuchungen und eingeleiteten Restriktionen hatten eine deutliche Absenkung der durch Schweinefleisch verursachten Salmonellosen zur Folge (GROEN PEDERSON 2002). In Deutschland wurde 1998 die freiwillige „Leitlinie für ein Programm zur Reduzierung des Eintrags von Salmonellen durch Schlachtschweine in die Fleischgewinnung“ aufgelegt. Mittels dieser Leitlinie sollten
Schrifttum
in deutlich abgeschwächter Form Massnahmen ergriffen werden, die sich in Dänemark bereits als praktikabel und wirksam erwiesen hatten. Es wurde jedoch deutlich, dass bei der hiesigen Struktur der Tierproduktion auf freiwilliger Basis keine durchgreifende Akzeptanz für das Programm erreicht werden konnte (JAEGER 2001), obwohl für die teilnehmenden Betriebe das Qualitätsmerkmal „aus Salmonellen geprüften Beständen“ Vorteile am Markt hätte bieten können. Zur Zeit wird in Deutschland am Erlass einer Salmonellen- Verordnung gearbeitet, welche die landwirtschaftlichen Betriebe zur Mitarbeit verpflichten soll; allerdings stocken die Bemühungen bereits seit mehreren Jahren. Inhaltlich wird man sich an den in der dänischen Salmonellenverordnung manifestierten Regelungen orientieren, die oben dargestellt sind, da sich diese Maßnahmen und Restriktionen als wirksam und zweckmäßig erwiesen haben.
Da eine therapeutische Behandlung latenter, subklinischer Salmonelleninfektionen ebenso wenig möglich ist wie die Beeinflussung des Verlaufs einer Infektion durch oral applizierte Substanzen, müssen sich die Bemühungen der einzelnen Betriebe - solange in Deutschland kein Salmonellenscreeningprogramm etabliert ist - vor allen Dingen auf prophylaktische Massnahmen in allen Bereichen der Produktion konzentrieren. Als wichtigste prophylaktische Massnahmen ist eine absolute Bestandsabschirmung der Tierhaltung gegenüber dem Personen- und Tierverkehr zu fordern. Entscheidenden Einfluss hat auch eine effektive Schadnagerbekämpfung sowie optimale hygienische Bedingungen in Fütterungs- und Tränkemanagement und bei der Tierkörperbeseitigung. Zugekaufte Tiere sollten grundsätzlich nur aus Salmonellen freien Beständen kommen und bis zur Überprüfung ihres Status separat von den anderen Tieren gehalten werden. Der Einsatz von Salmonellenimpfstoffen vor allem im Bereich der Sauenhaltung, aber auch bei den Ferkeln, kann in Gebieten mit einer hohen Prävalenz sinnvoll sein (ROLLE u. MAYR 2002), wobei hier Lebendimpfstoffe besser geeignet zu sein scheinen als inaktivierte Vakzinen (WALDMANN u. WENDT 2001). Ist bekannt, dass innerhalb eines Bestandes Salmonellen auftreten, sollten Tiere dieser Herkunft als letzte Tiere des Schlachttages getötet werden. Weiterhin sollten sowohl bei der Schlachtung als auch beim Umgang des Verbrauchers mit dem Fleisch optimale hygienische Voraussetzungen gewährleistet werden.
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2.4. Einflussfaktoren auf die Salmonellenprävalenz in Tierbeständen
2.4.1. Einflüsse von Futter und Fütterung
Auf dem Gebiet der Tierernährung gab und gibt es nach wie vor verschiedene Ansätze, um die Salmonellenprävalenz in Tierbeständen, insbesondere auf dem Sektor der Schweine- und Geflügelhaltung, zu reduzieren. Mit den unterschiedlichen Methoden konnten zum Teil sehr beachtliche Ergebnisse erzielt werden, allerdings ist der Erfolg der eingeleiteten Maßnahmen in vielen Fällen von diversen Faktoren abhängig, so dass es genau so oft auch zu erheblichen Rückschlägen kam und ein unumstößlicher Lösungsansatz nur schwer anzugeben sein wird. Vielmehr müssen die regulativen Methoden immer individuell den jeweiligen Bedingungen angepasst werden. Aufgrund der gesetzlichen Bestimmungen entstanden viele der zitierten Untersuchungen im Zeitraum von 1990-2003 in Dänemark.
2.4.1.1. Futterkonsistenz (flüssigtrocken)
Grundsätzlich ist auf dem Sektor der Schweinefütterung zwischen trockener und feuchter Futtervorlage zu unterscheiden. Aufgrund der einfacheren Handhabung, der günstigeren Lagerungsbedingungen und der wesentlich längeren Lagerfähigkeit werden pelletierte und erhitzte Futtermittel unter praxisüblichen Bedingungen in aller Regel den Flüssigfuttern vorgezogen. Der hohe Wassergehalt der Feuchtfutter begünstigt unter entsprechenden Bedingungen den mikrobiellen Verderb dieser Produkte. In verschiedenen in Dänemark durchgeführten epidemiologischen Studien konnte laut PEDERSEN (2002) nachgewiesen werden, dass der Einsatz fermentierter Flüssigfutter in der Schweinemast den Anteil der E.coli Keime im GIT deutlich zu reduzieren vermochte. Es konnte bewiesen werden, dass durch die Fermentierung des Futters der pH-Wert in aller Regel durch eine verstärkte Milchsäureproduktion unter 4,0 gesenkt wurde. Andere antimikrobielle Effekte der Fermentationsflora konnten nicht nachgewiesen werden (VAN WINSEN et al. 2001).
Unter den Bedingungen einer experimentellen Studie ließen sich allerdings keinerlei Effekte des fermentierten Futters auf die Salmonellenprävalenz beobachten (VAN WINSEN et al. 2002).
