Search

Hintergrund Das Trauma ist die führende Todesursache in der Altersgruppe 15 bis 44 Jahre. Ursache der Letalität ist in rund 40% das Verbluten. Bei bis zu 25 % dieser Patienten ist eine Traumainduzierte Koagulopathie (TIC) nachzuweisen, welche mit einer drei- bis fünffach erhöhten Mortalität einhergeht. Daher ist es wichtig, diese Patienten so früh wie möglich zu erkennen. Es existieren bereits einige Traumascores, die das Risiko für das Vorliegen einer TIC und die Indikation einer Massentransfusion vorhersagen. Leider sind viele der Scores prähospital nicht anwendbar, da medizinische Geräte oder Labormesswerte benötigt werden oder die Berechnung zu aufwändig und zeitraubend ist. Tonglet entwickelte 2014 den Trauma Induced Coagulopathy Clinical Score (TICCS-Score), der es ermöglichen soll, auch als Notfallsanitäter ohne weitere Hilfsmittel direkt bei Eintreffen am Unfallort die Wahrscheinlichkeit für den Bedarf eine Damage Control Resuscitation (DCR) vorherzusagen, sodass frühzeitig eine spezifische Therapie begonnen werden kann. Patienten und Methoden Der TICCS-Score setzt sich aus den drei Bausteinen der generellen Schwere der Verletzung, dem systolischen Blutdruck sowie dem Ausmaß signifikanter Verletzungen zusammen und wird mittels einfacher Punkteaddition berechnet (Ergebnis: 0 bis 18 Punkte). Im Rahmen der prospektiven (prä-)hospitalen Studie PREDICT – Prehospital Evaluation and Detection of Induced Coagulopathy in Trauma wurden zwischen August 2015 und Februar 2018 239 polytraumatisierte Patienten eingeschlossen, indem sie durch den Hubschraubernotarzt des Luftrettungsstützpunktes Christoph 22 erstversorgt und zur weiteren Therapie in das Bundeswehrkrankenhaus Ulm oder das Universitätsklinikum Ulm transportiert wurden. Retrospektiv wurde der TICCS-Score aus der prähospitalen sowie innerklinischen Dokumentation berechnet. Durch eine initiale prähospitale sowie innerklinische Blutentnahme konnte mittels Rotationsthrombelastometrie das Vorliegen einer TIC sowie Hyperfibrinolyse verifiziert werden. Ergebnisse In 31 Monaten konnten 239 Patienten in die Studie eingeschlossen werden, wobei nach Ausschluss gemäß den Ausschlusskriterien 148 Patienten für die statistische Auswertung verblieben. Eine bereits prähospital vorliegende TIC konnte bei 24,3 %, eine Hyperfibrinolyse bei 6,1 % aller Patienten detektiert werden. Bei einem durchschnittlichen Injury Severity Score (ISS) von 22 lag der TICCS-Score prähospital durchschnittlich bei 6,03. Es konnte nachgewiesen werden, dass mit dem prähospital berechneten, oft rein auf Verdachtsdiagnosen basierenden, TICCS-Score im Vergleich zum innerklinisch berechneten, auf Bildgebung und Labordiagnostik beruhenden Score ebenfalls valide Vorhersagen möglich sind, indem mittels t-Test kein signifikanter Unterschied (p = 0,77) zu identifizieren war. Entgegen häufiger Meinung zeigte sich nur bei Patienten mit TIC und Hyperfibrinolyse eine deutliche Änderung von Vitalparametern, einen erhöhten Volumen- und Transfusionsbedarf, eine deutlich höhere Mortalität sowie einen höheren ISS. Patienten mit TIC ohne Hyperfibrinolyse waren hier mit den polytraumatisierten Patienten ohne Koagulopathie vergleichbar. Ein hoch signifikanter Zusammenhang (p = 0,000) ließ sich zwischen erhöhtem TICCS-Score und dem Vorliegen einer Hyperfibrinolyse nachweisen. Somit ist es mittels TICCS-Score möglich genau die Patienten, die eine DCR benötigen (Patienten mit TIC und Hyperfibrinolyse), zu identifizieren. Es konnte bei allen getesteten Grenzwerten (8, 9 und 10) ein signifikanter Zusammenhang (p = 0,000) nachgewiesen werden, wobei sich der Grenzwert 10 den anderen Grenzwerten als minimal überlegen zeigte. Zur Festlegung eines Grenzwertes sind weitere Studien mit größeren Studienpopulationen möglich. Bis dahin empfehlen wir den durch Tonglet vorgeschlagenen Grenzwert 10 zu verwenden. Schlussfolgerung Mittels TICCS-Score lässt sich zügig, unkompliziert und verlässlich prähospital die Wahrscheinlichkeit für den Bedarf einer DCR und das Vorliegen einer TIC mit Hyperfibrinolyse einschätzen. Aufgrund der übersichtlichen Kriterien, die in den Score einfließen, ist die Vorhersage limitiert, jedoch ist der TICCS-Score ein gutes Hilfsmittel zur Entscheidungsfindung in der prähospitalen und innerklinischen Schwerverletztenversorgung.

Der hämorrhagische Schock ist nach Schädel-Hirn-Trauma die häufigste Todesursache bei schweren Traumata mit Todesfolge. Dabei sorgt eine im Verlauf auf-tretende überschießende Entzündungsreaktion mit Multiorganversagen für einen großen Anteil der Letalität. Die Grundlage besteht in physikalischen Gewebsschädigungen, Sauerstoffminderversorgung des Gewebes und vermehrtem Anfall von Radikalen Sauerstoffspezies im Gewebe nach Reperfusion. Die Niere ist im Verlauf des Schockgeschehens durch die Kombination aus Minderperfusion und erhöhte metabolische Ansprüche besonders vulnerabel gegenüber hypoxischen Schäden. Außerdem zeigten epidemiologische Studien besonders fulminante Verläufe von Traumapatienten mit vorbestehenden, chronischen Nierenerkrankungen. Eine wichtige, therapeutische Säule ist angesichts des Missverhältnisses aus Sauerstoffbedarf und -angebot die Beatmung mit hohem Sauerstoffanteil. Diese wird im klinischen Alltag angesichts der möglichen, toxischen Nebenwirkungen insbesondere durch Sauerstoffradikale, wie sie zudem auch in der Pathophysiologie des Schocks von Bedeutung sind, kritisch betrachtet. Diese Arbeit untersuchte nun Auswirkung einer 24-stündigen Beatmungstherapie mit reinem Sauerstoff bei Schweinen, bei denen zuvor durch Blutentnahme ein hämorrhagischer Schock herbeigeführt und durch Retransfusion, sowie supportive medizinische Maßnahmen behandelt wurde. Der Fokus lag auf der Nierenfunktion. Außerdem wurde die Therapieeffizienz einer Sauerstoffadministration bei vorerkrankten Schweinen beleuchtet. Bei den Tieren manifestierte sich durch eine Rezeptormutation eine familiäre Hypercholesterinämie. Mit zusätzlicher, speziell atherogener Diät entwickelte sich auf Grund hoher Blutfett-werte eine Atherosklerose mit koronarer Herzerkrankung und beeinträchtigter Kreatinin-Clearence. Nach einer Vorbereitungsphase mit Instrumentierung und kurzer Ruhephase wurde durch Entnahme von dreißig Prozent des kalkulierten Blutvolumens der hämorrhagische Schock eingeleitet. Nach dreistündigem Schock wurde dann das Blut des Schweins retransfundiert und die intensivmedizinische Versorgung mit Volumen-, Noradrenalingabe und lungenprotektiver Beatmung mit variierendem Sauer-stoffanteil begonnen. Dabei fand die randomisierte Zuteilung der Tiere in zwei Gruppen statt. Während die Kontrollgruppe eine Standardtherapie erhielt, wurde in der Hyperoxiegruppe der inspiratorische Sauerstoffgehalt auf 100% bis 24 Stunden nach dem Schock angehoben und danach standardisiert wie in der Kontrollgruppe angepasst. Direkt vor bzw. nach dem hämorrhagischen Schock, sowie in anschließenden Intervallen von zwölf Stunden bis insgesamt 48 Stunden nach dem Schock fan-den Messzeitpunkte statt. Gemessen wurden hämodynamische Paramater; es erfolgten Blutgasanalysen und Blutentnahmen für Entzündungswerte und Parameter oxidativen Stresses. Was die Nierenfunktion und deren Beeinträchtigung betrifft, wurden die Urinproduktion, der arterielle Blutfluss der rechten Niere, renal-venöse Blutgasanalysen, Retentionswerte sowie die Kreatinin-Clearance ermittelt. Nach dem Tod des Versuchstieres wurde außerdem eine Niere für die histologische, immunhistochemische und immunbiologische Aufarbeitung entnommen. Ein Trend zeigte bei den mit reinem Sauerstoff beatmeten Tieren eine bessere Überlebensrate ohne statistische Signifikanz. Die Sauerstoffgruppe imponierte weiterhin durch konstant niedrigere Kreatinin-Serumwerte, sowie einer leicht besseren Kreatinin-Clearence ohne statistische Signifikanz. Sowohl die Hämoxygenase-1, als auch die gespaltene Caspase-3 waren im Nierengewebe bei Hyperoxie deutlicher exprimiert. Immunhistochemisch imponierte die Niere der Sauerstoffgruppe durch verminderte 3-Nitrotyrosinbildung, weniger extravaskuläres Albumin und höher exprimierter Cystathionin-y-lyase. Dies lässt den Schluss auf milder ausgeprägte Hypoxie, sowie weniger oxidativen und nitrosativen Stress zu. Mit dem komorbiden Schwein wurde eine gute Annäherung an ein klinisch realitätsnahes Szenario etabliert. Das umfangreiche hämodynamische Monitoring war in diesem experimentellen Design sehr hilfreich, um die Qualität des hämorrhagischen Schocks und dessen Kompensation durch das Tier verfolgen zu können, wobei eine Verbindung zwischen Komorbidität und Empfänglichkeit für hämorrhagi-sche Kreislaufdepression ersichtlich wurde. Auf die Nierenfunktion wirkte sich reine Sauerstoffbeatmung nach hämorrhagischem Schock tendenziell positiv aus. Insgesamt ließe sich der positive Effekt des Sauerstoffs auf die Nierenfunktion am ehesten mit einer besseren Mitochondrienfunktion und somit einer ausgeglichenen Energiebilanz, sowie dem Wechsel von nekrotischem zu apoptotischem Zelltod bei un-veränderter Belastung durch sowohl oxidativen, als auch nitrosativen Stress erklären. Im klinischen Alltag sollte sich gerade bei der Frage des richtigen inspiratorischen Sauerstoffgehalts der therapeutische Ansatz mehr nach dem individuellen Risikoprofil der Intensivpatienten richten, in das verschiedene Faktoren wie Alter und Vorerkrankungen einbezogen werden.

Die Notwendigkeit einer nichtinvasiven Messung des Eisengehaltes des Körpers wird vor allem bei der regelmäßigen Überprüfung von Eisenspeichererkrankungen deutlich. Eine im Alltag etablierte MRT-Methode ist die sogenannte FerriScan-Methode, die ursprünglich von St. Pierre et al. eingeführt wurde. Ziel dieser Arbeit war es, eine Alternative dafür zu etablieren. Dazu wurde in 79 Fällen eine Lebereisenmessung mittels FerriScan und gleichzeitig auch mittels der Gradienten-Echo-Methode durchgeführt. Die FerriScan-Methode diente hierbei als Referenz. Bei der GRE-Methode wurde die Relaxationsrate R2* genutzt, welche sowohl in einem Flipwinkel von 6° als auch von 4° erhoben wurde. Sowohl bei FA6 als auch bei FA4 ließ sich eine positive Korrelation zwischen der durch die GRE-Methode erhobene Lebereisenkonzentration und der FerriScan-Methode darstellen. Auch war kein signifikanter Unterschied zwischen FA6 und FA4 ersichtlich, was rückschließen lässt, dass beide Flipwinkel zur Messung geeignet sind. Die paraspinale Muskulatur wurde als Referenz getestet. Hierbei war zwischen den R2*-Werten der Leber und der paraspinalen Muskulatur weder ein positiver noch ein negativer Zusammenhang ersichtlich. Dies lässt darauf schließen, dass sich im Muskel kein bzw. kaum Eisen anreichert. Es wurde auch die Bedeutung möglicher Einflussfaktoren ermittelt. In der vorliegenden Arbeit konnte jedoch kein Einfluss dieser Faktoren nachgewiesen werden.

Primäre und sekundäre Eisenspeicherkrankheiten sind seltene, aufgrund von Migrationsbewegungen in Deutschland jedoch immer häufiger und wichtiger werdende Krankheitsbilder. Da als kurativer Ansatz häufig nur eine Stammzelltransplantation in Frage kommt, wird in den meisten Fällen symptomatisch therapiert. Aderlässe sind gut steuerbar, jedoch nur bei primären Eisenspeicherkrankheiten von Nutzen. Bleibende Folgeschäden sind sowohl durch eine Unter- als auch durch eine Übertherapie mit Chelatoren möglich. Eine Steuerung der Chelattherapie durch Körpereisenmessungen ist daher essenziell. Die Körpereisenmessung sollte dabei nicht-invasiv, exakt, unmittelbar und möglichst kostengünstig sein. Bisherige nicht-invasive klinisch zugelassene Methoden der Lebereisenmessung sind entweder teuer (FerriScan®, Biomagnetische Lebersuszeptometrie (BLS)), mit zeitlicher Verzögerung verfügbar (FerriScan®) oder nicht verbreitet einsetzbar (BLS). Ziel dieser Arbeit war es daher, eine Methode der Lebereisenmessung mittels Gradientenecho (GRE)-Sequenzen zu untersuchen, die nicht-invasiv, unmittelbar und kostengünstig ist. Verglichen wurde sie mit der Magnetresonanztomographie (MRT)-Referenzmethode zur Lebereisenmessung namens FerriScan®. Hierzu wurden Daten von 203 Untersuchungen verteilt auf 81 Patienten ausgewertet. In den jeweiligen MRT-Untersuchungen wurden sowohl Spinecho (SE)-Sequenzen, als auch GRE-Sequenzen angefertigt. Die SE-Sequenzen wurden an FerriScan® verschickt und dort gebührenpflichtig ausgewertet. Die GRE- Sequenzen wurden nach dem Protokoll von Alústiza mit zusätzlicher Add-in Sequenz nach Rose angefertigt. Die aus GRE-Sequenzen erworbene LIC (gradient echo liver iron concentration (G-LIC)) wurde unter Zuhilfenahme von Leber-Muskel- Signalintensitätsverhältnissen nach einer modifizierten Formel nach Alústiza für Werte unter 300 μmol Eisen/g Lebertrockengewicht (liver dry weight (LDW)) sowie von Rose für Werte über 400 μmol Eisen/g LDW berechnet. Für G-LIC wischen 300 und 400 μmol Eisen/g LDW erfolgte eine Mittelung beider Methoden. Die Berechnung der G-LIC erfolgte zweimalig im Abstand von einem Monat. Die G-LIC aus Auswertungsdurchgang 1 (G-LIC 1) betrug zwischen 17 und 757 μmol Eisen/g LDW mit einem Median von 133,8 ± 171,5 μmol Eisen/g LDW. Die G- LIC aus Auswertungsdurchgang 2 (G-LIC 2) betrug zwischen 20 und 726 μmol Eisen/g LDW. Der Median lag bei 130,2 ± 173,0 μmol Eisen/g LDW. Die FerriScan®- LIC (F-LIC) reichte von 19 bis 756 μmol Eisen/g LDW mit einem Median von 137 ± 161,7 μmol Eisen/g LDW. Zwischen der G-LIC 2 und der F-LIC ergab sich eine hoch signifikante (p < 0,001) positive Korrelation mit einem Korrelationskoeffizienten nach Spearman von 0,959. Im Bland Altman Plot der Quotienten lag der Mittelwert bei 0,93 ± 0,28. 8 von 162 Werten lagen außerhalb des 95%-Intervalls zwischen 0,38 und 1,48. Die G-LIC 2 unterschätzt also die LIC leicht gegenüber der Referenz F-LIC. Für die Schwelle von 125 μmol Eisen/g LDW wurde für unsere Methode eine hohe Sensitivität von 0,90 und eine sehr hohe Spezifität von 0,97 errechnet. Schließlich wurde pro Patient eine Grafik des Verlaufs der G-LIC 2 und F-LIC angefertigt. Es ergaben sich somit 81 Grafiken. Je nach Anzahl an verfügbaren Untersuchungen pro Patient bestand diese Grafik 48-mal aus 2 Untersuchungszeitpunkten, 25-mal aus 3 Untersuchungszeitpunkten und 8-mal aus 4 Untersuchungszeitpunkten. Die beiden Verläufe der G-LIC 2 und F-LIC pro Patient unterschieden sich grafisch kaum. Von den 122 Verläufen ((48+25+8) + (25+8) + 8) unterschieden sich rechnerisch nur 12 Verläufe. 91 Verläufe stimmten rechnerisch überein. In 19 Fällen stagnierte ein Verlauf, während der andere anstieg oder fiel. Folglich kann diese Methode für die Berechnung des Lebereisengehalts und zur Therapiesteuerung verwendet werden. Sie kann über den gesamten klinisch vertretenen LIC-Bereich genutzt werden. Zudem ist sie kostengünstig durch den Radiologen vor Ort durchführbar. Da die Methode LIC zu unterschätzen scheint, sollten gerade im Grenzbereich der Therapieindikationsschwelle auch andere klinische Faktoren in die Entscheidung über eine Therapie miteinbezogen werden. Verläufe können mit der Methode plausibel dargestellt werden.

Die kontinuierliche Glukosemessung (CGM) ist ein wertvolles technologisches Hilfsmittel in der Therapie von Menschen mit Typ-1-Diabetes. Sie liefert kontinuierliche Glukosedaten, Trendpfeile, Alarme und die Möglichkeit, Glukoseverläufe und -muster retrospektiv zu analysieren. In verschiedenen Studien wurde gezeigt, dass durch CGM die Stoffwechselkontrolle und auch das Auftreten von Hypoglykämien im Vergleich zur Blutzuckerselbstmessung (SMBG) verbessert werden kann. So auch in der HypoDE-Studie mit Menschen mit Typ-1-Diabetes und mehrfach täglichen Insulininjektionen (MDI), die ein erhöhtes Risiko für Hypoglykämien aufwiesen. Durch den Einsatz von CGM konnte das Auftreten hypoglykämischer Ereignisse deutlich gesenkt werden. Solche Effekte können jedoch nicht durch das Tragen eines CGM-Systems allein hervorgerufen werden, sondern es bedarf aktiven Therapieentscheidungen durch den Anwender basierend auf den zur Verfügung gestellten Daten und Zusatzinformationen. Bisher wurde kaum untersucht, welche Konsequenzen die Anwender aus den CGM-Daten ziehen, also welche konkreten Therapieanpassungen sie vornehmen. In der vorliegenden Arbeit sollte dies am Beispiel der Teilnehmer der HypoDE-Studie untersucht werden. Die HypoDE-Studie war eine multizentrische, randomisierten, kontrollierte Studie, die zwischen März 2016 und Juli 2017 in Deutschland durchgeführt wurde. Die Teilnehmer nutzten nach einer 4-wöchigen Baseline-Phase für 22 Wochen entweder ein CGM-System oder führten ihre gewohnte SMBG-Therapie fort, gefolgt von einer 4-wöchigen Outcome-Phase. Die Teilnehmer führten für jeweils 7 Tage in der Baseline- und Outcome-Phase ein Therapietagebuch, in dem alle Informationen zu Insulingaben und Mahlzeiten dokumentiert wurden. Aus diesen Tagebüchern wurden relevante Therapieparameter ermittelt und jeweils die Änderungen dieser Parameter im Vergleich zwischen den beiden Studiengruppen berechnet. Aufgrund des Studienpopulation und der Fragestellung der Studie wurde besonderes Augenmerk auf das Verhalten im Zusammenhang mit Hypoglykämien gelegt. Für 135 der 141 Teilnehmern, die die HypoDE-Studie abschlossen, waren auch Therapietagebücher verfügbar. Davon waren 70 Teilnehmer in der CGM-Gruppe und 65 in der SMBG-Gruppe. Die Anzahl hypoglykämischer Ereignisse (

Optical coherence tomography angiography (OCT-A) represents the most recent modality in retinal imaging for non-invasive and depth-selective visualization of blood flow in retinal vessels. With regard to quantitative OCTA measurements for early detection of subclinical alterations, it is of great interest, which intra- and extra-ocular factors affect the results of OCTA measurements. Here, we performed OCTA imaging of the central retina in 65 eyes of 65 young healthy female and male participants and evaluated individual physical fitness levels by standard lactate diagnostic using an incremental maximal performance running test. The main finding was that OCTA measurements of the foveal avascular zone (FAZ) area were associated with physical fitness. Using multivariate regression analysis, we found that running speed at the individual lactate threshold, a marker strongly associated with aerobic performance capacity, significantly contributed to differences in FAZ area (β = 0.111, p = 0.032). The data indicates that smaller FAZ areas are likely observed in individuals with higher aerobic exercise capacity. Our findings are also of interest with respect to the potential use of retinal OCTA imaging to detect exercise-induced microvascular adaptations in future studies.

Aluminium, Barium und Strontium gehören zu den akzidentiellen Spurenelementen. Für sie ist keine physiologische Funktion für das Rind nachgewiesen. Sie sind im Unterschied zu den essentiellen Spurenelementen weder für das Erreichen einer bestimmten Leistung (Wachstum, Milchbildung) noch für den Erhalt der Gesundheit erforderlich. Da sie aber Bestandteile der Futtermittel (Nahrungsmittel) sind, werden sie gemeinsam mit anderen Nährstoffen resorbiert und metabolisiert. Es gibt keine Mangelerkrankungen, aber beim Menschen sind Intoxikationen beschrieben. Für Aluminium, Barium und Strontium lassen sich wie für essentielle Spurenelemente Stoffwechselkreisläufe und Mengenbilanzen aufstellen. Bisher finden sich zu den drei untersuchten Elementen, mit Ausnahme für das radioaktive Strontium 90Sr*, für Rinder nur sporadisch publizierte Analysenwerte, Referenzwerte sind für das Rind nicht beschrieben. Die vorgelegten Untersuchungsergebnisse sind als eine Datensammlung für weiterführende Untersuchungen einzuordnen. Folgende Schwerpunkte wurden bearbeitet: (1) Deskriptive Beschreibung der Elementkonzentrationen an Aluminium, Barium und Strontium in den Probenmedien Blutserum, Blutplasma, Vollblut, Urin, Haare und Kot (2) Vergleich der Elementkonzentrationen in den verschiedenen Probenmedien (3) Bewertung der Einflussfaktoren Laktationsstadium, Jahreszeit/Quartal, Untersuchungsjahr und Bundesland auf die Elementkonzentrationen (4) Ableitung von Referenzwerten (5) Vergleich der Ausprägung der Konzentrationsverhältnisse in den unterschiedlichen Probenmedien zwischen akzidentiellen und essentiellen Spurenelementen sowie Schwefel Die analysierten Proben wurden im Rahmen der Bestandsbetreuung der Klinik für Klauentiere der Freien Universität in zufällig ausgewählten Milchkuhherden in den neuen Bundesländern gewonnen. Es wurden gepoolte Proben mit einer angestrebten Stichprobengröße von 10 Kühen pro Pool verwendet. Der Analysenwert der Poolprobe entspricht dem Mittelwert aus den Einzeltierwerten. Die Einzelkühe der Stichproben sind zufällig ausgewählte, klinisch gesunde pluripare Kühe, die der festen Zuordnung zu einem Laktationsabschnitt folgen (3 bis 0 Wochen ante partum, 0 bis 1 Woche, 3 bis 5 Wochen, 15 bis 18 Wochen post partum oder in Beständen mit weniger als 200 Milchkühe 3 bis 0 Wochen ante partum, 0 bis 5 Wochen, 6 bis 20 Wochen post partum). In die Auswertung gingen die Analysenwerte von 1574 Serumpoolproben, 1571 Plasmapoolproben, 1559 Vollblutpoolproben, 2019 Urinpoolproben, 693 Haarpoolproben und 79 Kotpoolproben ein. Die Konzentration an Aluminium, Barium und Strontium wurden mit der ICP-OES-Technik (IDEXX VetMed Labor Ludwigsburg) gemessen. Der Intra-day-Variationskoeffizient lag für die verschiedenen Untersuchungsmedien und Elemente zwischen 0,7 bis 13,5 %, der Interday-Variationskoeffizient zwischen 0,6 und 19,2 %. Für den Vergleich mit essentiellen Spurenelementen wurden aus dem Datensatz der Bestandsbetreuung die in den gleichen Proben analysierten Konzentrationen an Kupfer, Eisen, Zink, Selen, Mangan, Molybän sowie von Schwefel entnommen. Mit dem Statistikprogramm SPSS 24 (SPSS, IBM, USA) wurden die Daten deskriptiv analysiert, Mittelwerte mit dem t-Test für gepaarte Stichproben verglichen, der Effekt der Einflussfaktoren Laktationsgruppe, Untersuchungsjahr, Jahreszeit, Bundesland mit der ANOVA mit einem anschließenden post hoc Test geprüft sowie Rangkorrelationsanalysen durchgeführt. Schließlich wurden Referenzwerte auf Basis des 2,5 und 97,5 - Perzentils berechnet. Die Konzentrationen an Aluminium, Barium und Strontium variieren in den einbezogenen Probenmedien über eine weiten Bereich (Al Serum 0 bis 119 μg/l, Plasma 0 bis 250 μg/l, Urin 0 bis 148 μg/l, Haar 0 bis 8207 μg/kg, Kot 94 bis 1694 mg/kg TM; Ba Serum 3,4 bis 48 μg/l, Plasma 11 bis 95 μg/l, Vollblut 7,7 bis 46 μg/l, Urin 22 bis 642 μg/l, Haar 0 bis 34 mg/kg, Kot 24 bis 93 mg/kg TM; Sr Serum 37 bis 306 μg/l, Plasma 38 bis 333 μg/l, Vollblut 28 bis 245 μg/l, Urin 73 bis 3080 μg/l, Haar 0 bis 29 mg/kg, Kot 48 bis 236 mg/kg TM). Die Aluminiumkonzentration im Vollblut lässt ungeklärte methodische Unsicherheiten erkennen und kann deshalb nicht zur Anwendung empfohlen werden. Die untersuchten Einflussfaktoren Laktationsstadium, Jahreszeit/Quartal, Untersuchungsjahr und Bundesland beeinflussen die Werteausprägung zum Teil signifikant. Die Unterschiede sind allerdings überwiegend quantitativ gering ausgeprägt. Deshalb können einheitliche Referenzbereiche benutzt werden. Die abgeleiteten Konzentrationsgradienten zwischen verschiedenen Probenmedien lassen zwischen den essentiellen Spurenelementen sowie Schwefel und den akzidentiellen Spurenelementen Aluminium, Barium und Strontium ein deutlich differentes Verteilungsmuster erkennen. Molybdän gleicht im Muster den akzidentiellen Spurenelementen, was auch seiner physiologischen Bedeutung entspricht. Das lässt darauf schließen, dass die untersuchten akzidentiellen Spurenelemente nur zu einem sehr geringen Anteil und wahrscheinlich passiv resorbiert werden und dass die resorbierte Menge zur Vermeidung einer Intoxikation zu einem hohen Anteil renal eliminiert wird. Das kann für die diagnostische Beurteilung der Versorgungslage genutzt werden. Die Diagnostik der nutritiven Versorgungslage kann sowohl bei den essentiellen wie auch bei den akzidentiellen Spurenelementen auf Basis der Konzentrationsbestimmung in den Einzelfuttermitteln oder in der TMR (totale Mischration) sowie alternativ in Kotproben erfolgen. Die Analyse der metabolischen Versorgungslage unterscheidet sich zwischen akzidentiellen und essentiellen Spurenelementen in der Weise, dass bei den akzidentiellen Spurenelementen nur das Erkennen einer Überversorgung von Bedeutung ist. Dieses diagnostische Ziel wird am besten über die Analytik von Urinproben erreicht. Ein Intoxikationsrisiko ist bei Aluminium, Barium und Strontium mit einer starken, vielfachen Konzentrationserhöhung auch im Blut verbunden, was auch über Blutanalysen erkennbar ist., Aluminum, barium and strontium are accidental trace elements. They have no physiological meaning for cattle. In contrast to essential trace elements, they are neither necessary for accretion and milk production nor for preserving health. However, forage (food) contains them. Therefore, they are absorbed and metabolized along other nutrients. There is no deficiency syndrome described for accidental trace elements. However, there are intoxications depicted for humans. Similar to essential trace elements, aluminum, barium and strontium posses metabolic cycles and mass balances. For these elements there is only little published regarding cattle, 90Sr* being one exception. No cattle reference values are described for aluminum, barium and strontium. The data of this work is useful for further evaluations. There are the following foci in this thesis: (1) Descriptive data analysis of the aluminum, barium and strontium concentrations in serum, plasma, whole blood, urine, hair and feces (2) Comparison of the element concentrations in different sample media (3) Evaluation of the influence of lactation status, season (quarter), year of investigation and German state on the element concentrations (4) Creation of reference values (5) Comparison of concentration ratios in various sample media from accidental and essential trace elements including sulfur The analyzed samples derive from the herd management of the Klinik für Klauentiere, Freie Universität Berlin. Therefore, randomized dairy cow herds from the newly-formed German states were chosen. Samples are pooled with a target pool size of n = 10. The pool value correspondents to the average derived from the analysis values for each single dairy cow. Each clinically healthy and multipara dairy cow is randomly chosen. They are grouped regarding lactation status (3 - 0 weeks ante partum, 0 - 1 week, 3 - 5 weeks, 15 - 18 weeks post partum; for herds < 200 cows there are different groups: 3 - 0 weeks ante partum, 0 - 5 weeks, 6 - 20 weeks post partum). 1574 serum pool samples, 1571 plasma pool samples, 1550 whole blood samples, 2019 urine pool samples, 693 hair pool samples and 79 feces pool samples were analyzed by ICP-OES (IDEXX VetMed Labor Ludwigsburg). The intra-day coefficient of variation for the concentration of the three elements in various sample media ranged from 0.7 % to 13.5 %. The inter-day coefficient of variation ranged from 0.6 % to 19.2 %. The same samples were analyzed before regarding copper, iron, zinc, selenium, manganese, molybdenum and sulfur concentrations. These analyses are part of the previously established herd management database. In this thesis they were used for the comparison of the aluminum, barium and strontium concentrations with the concentrations of essential trace elements. The statistical analyses was performed by SPSS 24 (SPSS, IBM, USA). They contain the comparison of averages by t-test for paired samples and performing of ANOVA post-hoc tests for evaluation of the effect from lactation status, year of investigation, season and German state. Furthermore, rank correlation analyses were conducted. Subsequently, reference values were estimated based on the 2.5 percentile and on the 97.5 percentile. Aluminum, barium and strontium concentrations vary strongly in various sample media (Al serum 0 - 119 μg/l, plasma 0 - 250 μg/l, urine 0 - 148 μg/l, hair 0 - 8207 μg/kg, feces 94 - 1694 mg/kg TM; Ba serum 3.4 - 48 μg/l, plasma 11 - 95 μg/l, whole blood 7.7 - 46 μg/l, urine 22 - 642 μg/l, hair 0 - 34 mg/kg, feces 24 - 93 mg/kg TM, Sr serum 37 - 306 μg/l, plasma 38 - 333 μg/l, whole blood 28 - 245 μg/l, urine 73 - 3080 μg/l, hair 0 - 29 mg/kg, feces 48 - 236 mg/kg TM). The methodology for the determination of the aluminum concentration in whole blood seems unclear. Therefore, this concentration is not suggested for further application. The factors lactation status, season (quarter), year of investigation and German state may influence significantly the results. Nevertheless, quantitative differences are only minor. Therefore, the use of uniform reference values is suitable. The analysis of concentration ratios in various sample media shows pronounced distribution differences for the accidental trace elements aluminum, barium and strontium in comparison to the essential trace elements and sulfur. Molybdenum behaves like an accidental trace element in accordance to its physiology. In conclusion, the absorption of the investigated accidental trace elements is probably passive and only minor. For avoiding intoxications absorbed aluminum, barium and strontium will be strongly eliminated by the kidneys. Clinical diagnostics of the nutritive supply status for essential and accidental trace elements is performable by the evaluation of the concentration in each forage or in the total mixed feed ration (TMR). Furthermore, the analysis of feces is suitable. The analysis of the metabolic supply status for accidental trace elements is different to the one for essential trace elements since in case of accidental trace elements only intoxications are important. Therefore, the analysis of urine samples is most suitable. Additionally, the analysis of blood samples is suitable for the determination of intoxications since there is also a high aluminum, barium and strontium concentration increase.

Trakehner nehmen auch heute noch eine Sonderstellung in der deutschen Pferdezucht ein, denn diese Rasse ist die älteste Reitpferderasse Deutschlands. Seit Beginn ihrer Zuchtgeschichte wurden Trakehner als edle Reit- und Fahrpferde gezogen; Englische und Arabische Vollblüter prägten Typ, Härte und Leistungsvermögen. Eine Umzüchtung vom schweren Warmblüter, der in der Landwirtschaft eingesetzt wurde, zum edleren, leichten Reitpferd hat nie stattgefunden, da Trakehner immer schon als leichte Reit- und Fahrpferde für die Kavallerie gezogen wurden. Durch den starken Vollbluteinsatz wurden die Pferde eher zu leicht und durchliefen mehrere Verstärkungsperioden. Nach dem Zweiten Weltkrieg waren nur noch wenige Zuchtpferde für den Wiederaufbau der Zucht vorhanden. Durch die Ostblockbildung konnten sich Subpopulationen entwickeln, die auch in der ehemaligen Sowjetunion nach Reinzuchtkriterien weitergezüchtet wurden. Zur Bewahrung ihrer besonderen Genetik wurde die Zuchtmethode der Reinzucht bis heute beibehalten. Alle weiteren Warmblutzuchtverbände züchten mit mehr oder weniger geöffneten Stutbüchern. Durch die Reinzucht kann die besondere Genetik erhalten bleiben, die kleine Population erfordert aber eine gute Organisation, um die Inzuchtrate auf einem möglichst niedrigen Niveau zu halten. Die besonderen Reinzuchtbestimmungen ermöglichen eine Hereinnahme von Genen aus Englischen und Arabischen Vollblütern sowie Shagya- und Anglo-Arabern und reingezogenen Trakehnern aus dem Ausland. Diese Vergrößerung des Genpools hat eine traditionelle Grundlage, vergrößert die Varianz und verkleinert die Inzuchtrate. Trakehner werden heute weltweit gezüchtet. Zur Betreuung der ausländischen Züchter haben sich mehrere Tochterverbände gebildet. Für die vorliegende Untersuchung wurden die Leistungsmerkmale der aktiven Zuchtstutenpopulation aus dem Jahr 2014 in Korrelation zu dem Spezialblutanteil der Stuten untersucht. Mithilfe einer Pedigreeanalyse wurden die Stuten bezüglich ihres Spezialblutanteils in den ersten beiden Generationen in 5 Gruppen nach aufsteigendem Spezialblutanteil eingeteilt. Als Spezialblut bezeichnet werden Ahnen der Rassen Englisches Vollblut, Arabisches Vollblut, Shagya-Araber, Anglo-Araber und Pferde aus ausländischer Subpopulation. Insgesamt wurden die zentral vom Trakehner Zuchtverband und der FN erfassten Daten von 9915 Pferden ausgewertet. Im ersten Teil der Auswertung konnte gezeigt werden, dass mehr als ein Drittel der zuchtaktiv gemeldeten Stuten einen Spezialblutanteil ≥25 % aufweisen. Ein hoher Spezialblutanteil ist also auch in den vorderen Generationen etabliert. Im zweiten Teil wurden die leistungsbezogenen Daten der Stuten und ihrer Nachkommen analysiert. Die untersuchten Leistungsdaten sind Selektionskriterien im Zuchtprogramm. Untersucht wurden Daten aus Fohlenregistrierung, Stutbucheintragung, SLP und Turniersport. Die HLP- und Körergebnisse standen zur Verfügung, konnten aber nicht ausgewertet werden, da die Datenmenge zu klein oder die Daten nicht vergleichbar waren. Als Vergleichsgruppe wurden jeweils Stuten ohne Spezialbluteinfluss in den ersten beiden Generationen herangezogen. Diese Vergleichsgruppe wurde dann jeweils mit den Pferden der unterschiedlichen Spezialblutgruppen verglichen. Die Leistungsdaten der Stuten wurden über eine Varianzanalyse oder mithilfe der logistischen Regression verglichen. Für die Daten der Nachkommen wurde ein gemischtes Modell entwickelt. Die deutschen Reitpferdezuchtverbände verfolgen alle das Zuchtziel einer Leistungszucht auf Reitpferdemerkmale. Die Selektion verläuft über mehrere Selektionsstufen vom Fohlen bis zum Reit- oder Zuchtpferd. Die Selektionskriterien, die auf Zuchtleistungsschauen beurteilt werden, lassen sich in die Hauptblöcke Grundgangarten, Springveranlagung und Exterieur gliedern. Interieur- und Gesundheitsmerkmale werden nur in geringem Umfang erfasst. Die untersuchten Merkmale, die bei der Selektion berücksichtigt werden, konnten durch Einkreuzung von Spezialblutpferden nicht verbessert werden. Die Nachkommen wurden jeweils bezogen auf die Fremdblutgruppe der Mutter nach gleichem Muster analysiert. In der statistischen Auswertung konnte gezeigt werden, dass die Einkreuzung von Spezialblut keinen positiven Einfluss auf die untersuchten Leistungsmerkmale hat. Für viele Merkmale konnte kein signifikanter Effekt auf die Bewertung nachgewiesen werden. Die Leistungsmerkmale, die signifikant negativ beeinflusst werden, weisen eine lineare Beziehung zum Spezialblutanteil auf. Hier wird die Bewertung mit steigendem Spezialblutanteil schlechter. Die Berücksichtigung dieser Ergebnisse erfordert ein kritisches Hinterfragen des Spezialbluteinsatzes. Die untersuchten Leistungsmerkmale stellen allerdings Selektionskriterien für eine gerichtete Reitpferdeselektion dar, die Merkmale, welche durch den Spezialbluteinfluss verbessert und gefestigt werden sollen, nur unzureichend erfassen. Da die Trakehner Zucht durch ihre kleine Populationsgröße auf eine Erweiterung des Genpools angewiesen ist, sollten konkrete, messbare Zuchtziele formuliert werden, um Zweck und Erfolg einer Spezialbluteinkreuzung zu überprüfen. Soll die Zuchtpopulation weiterhin nur über die untersuchten Merkmale selektiert werden, sollte der Spezialbluteintrag zu Gunsten eines größeren Zuchtfortschritts auf ein vertretbares Minimum reduziert werden., Even today Trakehners have a special position in German horse breeding, as this breed is the oldest breed of riding horse in Germany. Since the beginning of the breeding history of Trakehners, these horses were bred as noble riding and driving horses, whereby the type, stamina and performance capabilities were determined by English and Arabian Thoroughbreds. A rebreeding from heavy warmbloods, which were used in agriculture, to noble light riding horses never happened, because Trakehners were always recruited for the cavalry as light riding and driving horses. Due to the massive introduction of Thoroughbreds, the horses were too light and passed through several strengthening periods. Following World War II only a few breeding horses were available for the reintroduction of breeding. Through the establishment of the Eastern Block, subpopulations could be formed, which were also bred in the former Soviet Union according to pure breeding criteria. In order to preserve their special genetic structure the breeding methods of pure breeding were retained up to the present day. All further warmblood breeding associations bred with variably open stud books. By pure breeding the special genetic structure can be maintained but the small population necessitates good organization in order to maintain the incest rate at the lowest possible level. The special conditions of pure breeding enable an inclusion of genes from English and Arabian Thoroughbreds, as well as Shagya Arabians and Anglo-Arabians and pure-bred Trakehners from abroad. This enlargement of the gene pool has a traditional foundation, enlarges the variance and reduces the incest rate. Nowadays, Trakehners are bred worldwide. Several daughter associations have been formed for supporting foreign breeders. For this investigation the performance characteristics of the actively breeding mare population from the year 2014 were examined in correlation to the special blood contingent of the mares. Using a pedigree analysis the mares were subdivided into five groups with respect to increasing proportions of their special blood contingent in the first two generations. Special blood was defined as ancestors of the breeds English Thoroughbred, Arabian Thoroughbred, Shagya Arabians, Anglo-Arabians and horses from the foreign subpopulation. In total the central data from the Trakehner Zuchtverband (Trakehner Breeding Association) and the FN (German Riding Association) from 9915 horses were evaluated. In the first part of the evaluation it could be shown that more than one third of actively breeding registered mares had a special blood contingent of 25% and more. A high level of special blood has therefore also been established in the previous generations. In the second part the performance-related data of the mares and their offspring were analyzed. The performance data investigated are selection criteria in the breeding program. Data from the foal registration, stud book entries, mare performance tests and tournaments were included. Stallion performance tests and licensing results were available but could not be evaluated because the amount of data was too small or the data were not comparable. The control group consisted in each case of mares with no special blood influence in the first two generations. This control group was then compared with the appropriate horses from the different special blood groups. The performance data of the mares were compared using a variance analysis or using logistic regression. A mixed model was developed for the data of the offspring. The German horse breeders associations all follow the breeding aim of performance breeding based on riding horse characteristics. The selection is carried out over several selection steps from the foal to a riding or breeding horse. The selection criteria, which are assessed at breeding performance shows, can be subdivided into the main groups basic gait types, jumping predisposition and external features. Internal and health-related features only play a minor role. The examined features, which are considered for selection could not be improved by cross-breeding with horses with special blood. The offspring were analyzed with respect to the foreign blood group of the mother according to the same pattern. In the statistical evaluation it could be shown that crossbreeding with special blood had no positive influence on the performance features examined. For many features no significant effect on the assessment could be detected; however, the performance features which were significantly negatively influenced, showed a linear relationship to the proportion of special blood: the assessment was worse with increasing proportions of special blood. The consideration of the results necessitates a critical scrutinization of the inclusion of special blood. The investigated performance features, however, represent selection criteria for a targeted selection of riding horses, which only insufficiently register those features that should be improved and established by the influence of special blood. Because Trakehner breeding relies on a diversification of the gene pool due to the small population size, defined measurable breeding targets should be formulated in order to reassess the aim and success of special blood cross-breeding. If the breeding population continues to be selected based only on the features examined, the inclusion of special blood should be reduced to a justifiable minimum in favor of a great advance in breeding.

In der vorliegenden Arbeit wurden erwachsene AML-Patienten mit komplexem Karyotyp (n=234), die im Rahmen der konsekutiven, multizentrischen Behandlungsstudien behandelt wurden, mit Hilfe molekulargenetischer Analysen auf Mutationen in TP53 untersucht. Ziel war es, die Inzidenzen von TP53-Mutationen an einer großen, möglichst homogenen AML-Kohorte zu bestimmen. Geprüft werden sollte auch, inwieweit TP53-Mutationen mit bestimmten chromosomalen und/oder genetischen Veränderungen sowie klinischen Charakteristika assoziiert sind. Darüber hinaus sollte in dieser genetisch und klinisch sehr gut charakterisierten Patientenkohorte die prognostische Bedeutung der TP53 Mutationen innerhalb der AML mit komplexem Karyotyp evaluiert werden.

Das Liquorlaktat ist in der Liquordiagnostik ein wichtiger Parameter des Notfall- und Grundprogramms. Es kann Hinweise auf Krankheitsursachen liefern und zur Erhärtung einer Diagnose beitragen. Der ursprüngliche Ausgangspunkt dieser Arbeit war die Frage, welche Erkrankungen bei einer isolierten Laktaterhöhung im Liquor, bei der die klinische Krankheitsursache zunächst unklar ist, letzten Endes zu finden sind. Des weiteren sollte geklärt werden, ob das Liquorlaktat bei zunächst unklarem klinischen Krankheitsbild zur Diagnose oder zum pathophysiologischen Verständnis beitragen kann, und wie es sich in den Zusammenhang von Erkrankungen einordnen lässt. Die Analyse der Datenbank des Liquorlabors der Universitäts- und Rehabilitationskliniken Ulm (RKU) ergab aus einem Gesamtprobenumfang von 6597 Liquores 67 Patienten mit einer isolierten Laktaterhöhung mit zunächst unklarer Diagnose. Die entsprechenden Patienten hatten bei ätiologisch unklarer neurologischer Symptomatik eine diagnostische Lumbalpunktion erhalten. Bei allen war eine Erhöhung des Laktats (Spannweite 2,2-6,9 mmol/l) ohne Zeichen einer akuten oder chronischen Entzündung, einer Blutung oder eines Tumors aufgefallen. Da bei 12 dieser Patienten eine zusätzliche Schrankenstörung vorlag, wurden sie gesondert ausgewertet. Aufgrund der häufig abschließend gestellten Diagnose eines epileptischen Ereignisses wurden 12 Epilepsiepatienten mit isolierter Laktaterhöhung im Liquor (Spannweite 2,2-3,2 mmol/l) und 11 mit zusätzlicher Schrankendysfunktion (Spannweite 2,2-5,5 mmol/l) ergänzend betrachtet. Die Liquorbefunde wurden retrospektiv hinsichtlich der initialen Verdachtsdiagnosen, den damit zusammenhängenden Leitsymptomen, häufigen Begleiterkrankungen und der Hauptdiagnose bei Entlassung bewertet. Die Laktatwerte lagen im Median bei Patienten mit einer isolierten Laktaterhöhung bei 3,0 mmol/l bei unklarer Diagnose und bei 2,7 mmol/l bei schon vorher bekannten Anfällen. Lag eine zusätzliche Schrankenstörung vor, fanden sich 3,7 mmol/l bei unklarer Diagnose und von 2,8 mmol/l bei Anfallspatienten. Es zeigte sich also immer eine deutliche Erhöhung des Liquorlaktats, aber nur in Einzelfällen ergaben sich sehr hohe Werte bis zu 6,9 mmol/l. Das mit Abstand häufigste Leitsymptom war eine Bewusstseinsstörung (bei unklarer Diagnose und isolierter Laktaterhöhung 58%, bei zusätzlicher Schrankenstörung 67%; bei Anfällen jeweils fast 100%). Die häufigste Verdachtsdiagnose bei Patienten mit unklarer Diagnose und isolierter Laktaterhöhung war mit fast 60% ein Schlaganfall, und in mehr als einem Drittel der Fälle vermutete man ein entzündliches Geschehen. Der Verdacht auf einen epileptischen Anfall wurde nur selten gestellt. Bei Patienten mit zusätzlicher Schrankenstörung war die Verteilung ähnlich. Die Begleiterkrankungen der betrachteten Patienten waren sehr vielfältig. Oft fanden sich eine arterielle Hypertonie, subkortikale vaskuläre Enzephalopathie, Diabetes mellitus Typ 2 oder eine Alkoholabhängigkeit. Die häufigste Diagnose, die im Zusammenhang mit einer isolierten Laktaterhöhung im Liquor bei Entlassung gestellt wurde, war in einem Drittel der Fälle ein epileptisches Ereignis (komplex-fokal: 2,2-5,7 mmol/l [n=8]; generalisiert: 2,8-4,9 mmol/l [n=6]; Status epilepticus: 2,9-3,7 mmol/l [n=4]). Bei zusätzlicher Schrankenstörung war die häufigste Diagnose mit einem Viertel eine zerebrale Ischämie (2,9-6,0 mmol/l [n=3]), mit jeweils einem Fall wurden ein fokaler und ein generalisierter epileptischer Anfall diagnostiziert (komplex-fokal: 3,7 mmol/l [n=1]; generalisiert: 3,0 mmol/l [n=1]). Ist die Krankheitsursache bei einer isolierten Laktaterhöhung zunächst klinisch unklar, sollte also auch an einen epileptischen Anfall gedacht werden. Das Vorliegen einer Bewusstseinsstörung macht die Diagnose wahrscheinlicher. Ein Mechanismus, der zur Erhöhung des Laktatwertes beitragen könnte, wird im Rahmen der Astrozyten-Neuronen-Laktat-Shuttle-Hypothese beschrieben, der die Vorstellung zugrunde liegt, dass das von Astrozyten gebildete Laktat von Neuronen oxidativ weiter verstoffwechselt werden kann. Außerdem entsteht eine Laktaterhöhung im Rahmen der anaeroben Glykolyse bei Hypoxie und bei neuroexzitativen Vorgängen. Auch die neuroprotektive sowie möglicherweise anfallslimitierende Funktion des Laktats ist in Betracht zu ziehen. Zukünftige Aufgaben wären es, genau zu analysieren, in welchem Zusammenhang der Zeitpunkt der Lumbalpunktion und die Höhe des Laktatwertes bei verschiedenen Erkrankungen stehen, welche Rolle eine Schrankenfunktionsstörung dabei spielt und welchen positiven Einfluss das Laktat bei epileptischen Ereignissen und zerebralen Ischämien hat.

Di-(2-propylheptyl) phthalate (DPHP) does not act as a reproductive toxicant or endocrine disruptor in contrast to other phthalates. Considering adverse effects of phthalates to be linked to their metabolism, it was the aim of the present study to investigate in the rat the blood burden of DPHP and its metabolites as a basis for understanding the toxicological behavior of DPHP. Rats were administered single oral doses of DPHP of 0.7 and 100mg/kg body weight. Concentration-time courses of DPHP and metabolites were monitored in blood. The areas under the concentration-time curves in blood (AUCs), normalized for the dose of DPHP, showed the following order: DPHP

Insulin resistance (IR) and impaired insulin secretion contribute to type 2 diabetes and cardiovascular disease. Both are associated with changes in the circulating metabolome, but causal directions have been difficult to disentangle. We combined untargeted plasma metabolomics by liquid chromatography/mass spectrometry in three non-diabetic cohorts with Mendelian Randomization (MR) analysis to obtain new insights into early metabolic alterations in IR and impaired insulin secretion. In up to 910 elderly men we found associations of 52 metabolites with hyperinsulinemic-euglycemic clamp-measured IR and/or β-cell responsiveness (disposition index) during an oral glucose tolerance test. These implicated bile acid, glycerophospholipid and caffeine metabolism for IR and fatty acid biosynthesis for impaired insulin secretion. In MR analysis in two separate cohorts (n = 2,613) followed by replication in three independent studies profiled on different metabolomics platforms (n = 7,824 / 8,961 / 8,330), we discovered and replicated causal effects of IR on lower levels of palmitoleic acid and oleic acid. A trend for a causal effect of IR on higher levels of tyrosine reached significance only in meta-analysis. In one of the largest studies combining “gold standard” measures for insulin responsiveness with non-targeted metabolomics, we found distinct metabolic profiles related to IR or impaired insulin secretion. We speculate that the causal effects on monounsaturated fatty acid levels could explain parts of the raised cardiovascular disease risk in IR that is independent of diabetes development., Author Summary Impaired glucose homeostasis leads to diabetes and cardiovascular disease and has two main components: failure to secrete enough insulin from pancreatic β-cells and reduced insulin-stimulated cellular uptake of glucose and other nutrients in target tissues (insulin resistance, IR). We used metabolomics analysis in non-diabetic persons to measure a non-selective range of small molecules including amino acids, lipids, and sugars. Pathway analysis highlighted distinct metabolic pathways linked to IR (e.g. bile acid production) and impaired insulin secretion (fatty acid biosynthesis), but causal directions remained unclear. Mendelian Randomization (MR) analysis can test for causal effects in observational studies in the absence of randomized controlled trials. Using MR analysis in up to four large independent studies, we found evidence that IR causes a decrease in levels of the main endogenous monounsaturated fatty acids palmitoleic acid and oleic acid, as well as suggestive evidence for higher levels of the amino acid tyrosine. We provide a possible explanation for parts of the diabetes-independent risk of cardiovascular disease in persons with IR.

Die Hyperphosphatämie als Folgeerkrankung der Niereninsuffizienz ist aufgrund ihrer negativen Auswirkungen auf das cardiovaskuläre System eine bedeutende Erkrankung. Leider sind derzeit keine zufriedenstellenden Therapieerfolge mittels der zur Verfügung stehenden Therapeutika zu verzeichnen. Daher besteht ein hoher Bedarf an neuen Arzneimitteln. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmals das von der experimentellen Radiologie der Charité - Universitätsmedizin Berlin entwickelte Maghemit-basierte Phosphatadsorbens C-PAM-11 auf seine Wirksamkeit und Verträglichkeit hin untersucht. Dazu wurde ein vierwöchiger Fütterungsversuch durchgeführt. Gesunde Sprague Dawley Ratten erhielten über vier Wochen hinweg ein mit Phosphatbinder angereichertes Futter und wurden einmal wöchentlich für 24 Stunden in Stoffwechselkäfige gesetzt, um Urin und Kot zu gewinnen und die Futteraufnahme der einzelnen Tiere zu bestimmen. Anschließend wurden sie getötet um Blut, Knochen und Organe zu entnehmen. Als Vergleich dienten unbehandelte Kontrolltiere sowie mit dem derzeitigen Goldstandard Renvela® behandelte Tiere. Der Wirksamkeitsnachweis sollte anhand der Veränderungen der Phosphatexkretion im Urin, der Phosphatkonzentration im Serum und des Knochenbaus erfolgen. Die Verträglichkeit wurde mittels Beobachtung des Allgemeinbefindens und Untersuchungen des Bluts und histologischer Schnitte der Organe beurteilt. Durch die vierwöchige Anwendung von C-PAM-11 konnte die Phosphatexkretion über die Nieren drastisch gesenkt werden. Zudem wurde die Serumphosphatkonzentration so stark reduziert, dass die Tiere eine Hypophosphatämie entwickelten. Der Vergleichswirkstoff Renvela® (Sevelamercarbonat) hingegen konnte keine Senkung des Serumphosphatspiegels erreichen. Auch anhand der Knochen konnte eine hohe Effektivität des neu entwickelten Phosphatadsorbers nachgewiesen werden, da ihre Untersuchung mittels HRpQCT die Entwicklung einer Osteomalazie offenbarte. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch die beeindruckenden Ergebnisse der C-PAM-11 Behandlung ein Wirksamkeitsnachweis erbracht wurde. Weitere Studien werden zukünftig durchgeführt, um die Wirksamkeit bei nierenkranken Tieren nachzuweisen, sowie eine klinisch anwendbare Dosis zu finden. Die Ergebnisse der vorliegende Arbeit zeigen außerdem eine gute Verträglichkeit des C-PAM-11. Langzeitstudien werden folgen, um eine Akkumulation und Toxizität des Eisens ausschließen zu können., Hyperphosphatemia secondary to chronic kidney disease is a very serious condition, causing cardiovascular morbidity and mortality. Unfortunately, currently available drugs have limited therapeutic effects. Hence, there is an urgent need for more effective medications. The aim of this study was to investigate the efficacy and safety of a new maghemite-based phosphate adsorbent, known as C-PAM-11, which was developed by the Experimental Radiology Section of Charité - Universitätsmedizin Berlin. The investigation was conducted as a four-week feeding trial was carried out. Healthy Sprague Dawley rats were fed a standard rat diet supplemented with the phosphate adsorbent over a period of four weeks. Once a week, they were housed in individual metabolic cages for 24 hours to collect urine and feces and measure food uptake. At the end of the study, the rats were sacrificed and blood, bones and organs were collected. Untreated control animals as well as animals treated with the current gold standard, Renvela® (Sevelamer carbonate), served as reference. Efficacy parameters were changes in urinary phosphate excretion, serum phosphate concentration and bone structure. Safety was assessed by observation of animals’ general condition, blood tests, and histologic examination of organ sections. After four weeks of treatment, renal phosphate excretion was drastically decreased. In addition, the serum phosphate concentration was diminished to such an extent that the C-PAM-11 treated animals developed hypophosphatemia. In contrast, the reference drug Renvela® did not lower the serum phosphate concentration. HRpQCT analysis of the bones also revealed the high efficacy of C-PAM-11. The different parameters measured showed that the animals developed osteomalacia. In summary, the striking effects observed in our study demonstrate the high efficacy of CPAM-11 treatment. More studies will follow to prove the effectiveness in animals with renal insufficiency and to identify a clinically applicable dose. The present study also shows good safety features of the new phosphate absorbent. Long- term experiments will follow to rule out toxicity through iron accumulation.

Dispite medical therapies thrombogenic complications are one of the most common reasons for implant failure, especially for heart valve prostheses. Reasons for thrombogenicity are not very well understood, especially if flow induced. There are no reliable and effective methods available to evaluate different design variations towards their thrombogenic effect. Good option would be the combination of numerical an experimental methods and their correlation to directly evaluate the effect of local flow distribution towards their thrombogenicity.Since there is no applicable method available for the experimental evaluation a special mock circulation loop for heart valves (the THIA3) was designed and validated comparing the results with literature and animal trials. All relevant physiological an pathological conditions could be simulated in the tester. Reproducible results for local thrombogenicity were possible within four hours test duration.Computational fluid dynamic (CFD) simulations were carried out in Fluent 13 (ANSYS) for two heart valve prostheses in aortic position – the Triflo trileaflet (Triflo Inc.) and the St. Jude Medical bileaflet valve – under concideration of the dynamic boundary conditions. Hydrodynamic conditions and valve motion were gathered from the experimental set up. The simulations were validated using Particle Image Velocimetry (PIV) in the THIA3.Comparison of flow field distribution inside the valves and initial clot formation at the valves showed good correlation for two flow patterns for both of the valves.This method showed the ability to evaluate thrombogenic performance of heart valve prostheses and to gather important information for necessary design changes in newly developed valves.

Einleitung: Ungünstige Verhältnisse in utero können unmittelbar und langfristig zu gesundheitlichen Einschränkungen beim Kind führen. Als Teil der Ulmer SPATZ Gesundheitsstudie beschäftigt sich diese epidemiologische Querschnittstudie primär mit der Auswirkung von mütterlichem Stress in der Schwangerschaft auf das Inflammationsprofil im Nabelschnurblut des Neugeborenen. Methoden: Die Datenerhebung fand vom 16.04.2012 bis 06.05.2013 in der Universitätsfrauenklinik Ulm statt. Die Studienpopulation bestand aus 873 Mutter-Kind-Paaren. Mithilfe standardisierter Skalen wurden rückwirkend der subjektiv wahrgenommene Stress sowie depressive und ängstliche Symptome der Mütter in der Schwangerschaft erfasst. Als objektiven Marker für die systemische Stressexposition zogen wir die mütterliche Haarkortisolkonzentration heran. Die im Nabelschnurblut des Neugeborenen bestimmten Leptin-, Adiponektin- und C-reaktives Protein- Konzentrationen (CRP) spiegelten das Inflammationsprofil des Neugeborenen wider. Es wurden bi- und multivariate Analysen durchgeführt. Ergebnisse: Zwischen den eingesetzten Stressinstrumenten und der Leptin- bzw. Adiponektinkonzentration im Nabelschnurblut des Neugeborenen zeigten sich keine statistisch signifikanten Zusammenhänge, weder unter kategorialen noch unter kontinuierlichen Gesichtspunkten. Nach Adjustierung für potentielle Störgrößen demaskierten sich zwischen der Skala Hospital Anxiety and Depression Scale Anxiety (HADS-A) bzw. Hospital Anxiety and Depression Scale Depression (HADS-D) und der CRP-Konzentration im Nabelschnurblut des Neugeborenen statistisch signifikante Zusammenhänge (ßadj=1,70, p=0,03 bzw. ßadj=2,47, p=0,02). Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich die Ausprägung mütterlicher Angst- und Depressionssymptomatik (HADS-A bzw. HADS-D) in der Schwangerschaft auf die CRP-Konzentration im Nabelschnurblut des Neugeborenen auswirkt.

In dieser Arbeit wurde der Einfluss zweier Haltungssysteme auf physiologische Größen des Wildmeerschweinchens ebenso wie die fetale Entwicklung und saisonale Effekte auf die Reproduktion dieser Tierart untersucht. Es konnte ein signifikanter Einfluss des Haltungssystems mit einem Körpermasseverlust und höheren Basalcortisolwerten in ausschließlicher Innenhaltung im Vergleich zu einer Außenhaltung festgestellt werden. Des Weiteren wurde durch wiederholte Ultraschalluntersuchungen während der Trächtigkeit die fetale Entwicklung beim Wildmeerschweinchen charakterisiert. Durch die vorhandenen Daten kann nun eine Bestimmung des Trächtigkeitsstadiums bei unklarem Deckzeitpunkt vorgenommen werden. Zudem zeigte der Vergleich mit bereits publizierten Daten zum Hausmeerschweinchen keine Unterschiede im fetalen Wachstum im Untersuchungszeitraum. In einer dritten Studie wurde die Reproduktion des Wildmeerschweinchens in unterschiedlichen Jahreszeiten untersucht. Das Wildmeerschweinchen war in dieser Untersuchung ganzjährig reproduktiv, jedoch war die mütterliche Investition in die Nachkommen stark von jahreszeitlichen Einflüssen geprägt., In this study the effect of two different housing conditions on physiological parameters as well as fetal growth and seasonally different reproductive investment in the wild guinea pig was examined. We found a significant effect of housing condition characterized by a body mass loss and higher basal cortisol levels in animals kept indoors compared to animals kept outdoors. Furthermore, the fetal growth was characterized by repeated ultrasound measurements during pregnancy. The data may help to estimate gestational age in the wild guinea pig and showed no significant differences to previously reported data of the domesticated guinea pig. In a third experiment the seasonally different reproductive investment was examined. The wild guinea pig reproduces year-round but the reproductive investment is strongly affected by seasonally changes.

Eine areogene Belastung mit entzündungsauslösenden Substanzen aus Bioaerosolen wird sowohl in der Humanmedizin als auch in der Veterinärmedizin mit einer Reihe von Krankheitserscheinungen und Lungenfunktionsbeeichtächtigungen in Verbindung gebracht. Zur Quantifizierung solcher aerogenen Belastungen mit entzündungsauslösenden Stoffen wird zurzeit hauptsächlich der LAL-Test zum Nachwies von Endotoxinen verwendet. Daneben werden in letzter Zeit auch verschiedene andere Nachweissysteme, die auf der Ausschüttung von proinflammatorisch wirkenden Botenstoffen aus verschiedenen Zellsystemen beruhen, angewendet. Diese Testsysteme erfassen im Gegensatz zum LALTest nicht nur Endotoxine, sondern auch andere proinflammatorisch aktive Stoffe wie z.B. Glucane. Zu diesen Testsystemen zählt beispielsweise der sogenannte humane Vollbluttest. Bei diesem Test werden proinflammatorisch wirksame Substanzen mit Vollblut inkubiert und die Ausschüttung von Interleukin 1ß aus den Blutmonozyten quantifiziert. In der vorliegenden Arbeit wurden der LAL-Test und der humane Vollbluttest hinsichtlich ihrer Quantifizierung von entzündungsauslösenden Stoffen in luftgetragenen Stäuben aus Tierställen verglichen. Hierzu wurden in verschiedenen Tierställen die einatembare, die alveolengänige, die PM10- und die PM1,0-Staubfraktion mit Standardfiltrationsmethoden gesammelt und anschließend in den Proben die Konzentration an Endotoxinen bzw. proinflammatorisch aktiven Substanzen mit den oben genannten Testsystemen bestimmt. Weiterhin wurden die erhobenen Daten dazu genutzt, abschätzen zu können, ob sich Endotoxine bzw. proinflammatorisch aktive Stoffe evtl. in einer der untersuchten Staubfraktionen anreichern. Bei allen innerhalb dieser Arbeit untersuchten Staubfraktionen konnte eine signifikante Korrelation zwischen der endotoxischen Aktivität im LAL-Test und der proinflammatorischen Aktivität im Vollbluttest nachgewiesen werden. Somit lässt sich hier zusammenfassend feststellen, dass der LAL-Test, obwohl er nur Endotoxine nachweist, geeignet ist, die aerogene Belastung mit entzündungsauslösenden Stoffen in Tierställen zu beschreiben. Dieses Ergebnis dürfte insbesondere darin begründet sein, dass Endotoxine in der Luft von Tierställen die quantitativ und qualitativ stärkste entzündungsauslösende Komponente darstellen. Die vorliegenden Ergebnisse der hier durchgeführten Untersuchungen weisen weiter darauf hin, dass sich Endotoxine bzw. proinflammatorisch aktive Substanzen in keiner der untersuchten Staubfraktionen spezifisch anreichern. Ein Vergleich der volumenbezogenen proinflammatorischen bzw. endotoxischen Aktivität der in dieser Arbeit untersuchten Staubfraktionen deutet darauf hin, dass der überwiegende Teil der endotoxischen bzw. proinflammatorischen Aktivität in der einatembaren Staubfraktion mit Partikeln assoziiert ist, die bereits in den oberen Bereichen des Atemtraktes abgeschieden werden. Staubmindernde Maßnahmen in Tierställen, die, wie beispielsweise das Vernebeln von Öl, besonders effektiv größere Partikel aus dem luftgetragenen Zustand entfernen, sollten somit auch zu einer signifikanten Reduktion der Gesamtbelastung von Arbeitspersonal und aufgestallten Tieren mit luftgetragenen Endotoxinen bzw. entzündungsauslösenden Stoffen beitragen., Airborne exposure to inflammation-inducing substances from Bioaerosols in both human medicine and veterinary medicine is associated with a wide range of symptoms and lung impairments. Currently for the quantification of such airborne exposure to inflammationinducing substances the LAL-Test is basically used to determine endotoxins. In addition to LAL-Test, test systems are used, which depend on releasing of proinflammatoric mediators from different cell systems. In contrast to the LAL-Test, these tests detect not only endotoxins, but also other proinflammatoric active substances, such as Glucans. One of these test systems is for example the so called Human Whole Blood Test. In this test, effective proinflammatoric substances are incubated with whole blood, then the releasing interleukin 1ß from blood monocytes is quantified. In the present work, the LAL Test and the Human Whole Blood Test were compared for their quantification of inflammation-inducing substances in airborne dust fractions from animal houses. For this, the inhalable dust fraction, the respirable dust fraction, the PM10 dust fraction and PM1.0 dust fraction were collected with standard filtration methods in different animal houses. Then the concentration of endotoxins and proinflammatoric substances in the samples was determined by using the above mentioned test systems. Furthermore, the obtained data were used for assessing whether endotoxins and proinflammatoric active substances may accumulate in one of the investigated dust fractions. In all dust fractions that were investigated in this work, a significant correlation between the endotoxic activity through LAL-Test and the proinflammatoric activity through Whole Blood Test could be detected. Thus, summarized it can be concluded, even though LAL-Test detects only endotoxins, it is also suitable to describe the airborne exposure to inflammation-inducing substances in animal stables. This result should be based on the fact, that endotoxins represent quantitatively and qualitatively the strongest inflammationinducing component in the air of animal houses. Furthermore the results of here carried out investigations indicate, that there is no specific accumulation of endotoxins and proinflammatoric active substances in anyone of the investigated dust fractions. A comparison of the volume-related proinflammatoric and endotoxic activity of in this work investigated dust fractions indicates, that the major part of the endotoxic and proinflammatoric activity is in the inhalable dust fraction and associated with particles, which are already deposited in the upper regions of the respiratory tract. Dust reduction measures in animal stables which, for example the nebulizing of oil, are especially effective in removing larger particles from the airborne state, should also contribute to a significant reduction in the total exposure to airborne endotoxins and inflammation-causing substances by both work staff and animals.

Ziel dieser Arbeit war es, eine Empfehlung zur Diagnostik des Selenstatus zu entwickeln und eine Übersicht über die Funktion von Selen im Organismus von Wiederkäuern und die verschiedenen Untersuchungsmedien zu geben. Es standen drei verschiedene Datenpools zur Auswertung zur Verfügung (Bestandsdatei 1, Bestandsdatei 2, Betriebsuntersuchung). Die Daten stammten aus der Abteilung Bestandsbetreuung der Klinik für Klauentiere der Freien Universität Berlin. Die beprobten Herden umfassten im Mittel 581 Tiere der Rasse Holstein-Friesian und stammten überwiegend aus den ostdeutschen Bundesländern (SA, BB, MV, S). Die Bestandsdatei 1 wurde seit 1995 geführt und aufgrund eines Wechsels der Analysemethode in zwei Untersuchungsgruppen (P1/P2) geteilt. In P1 wurden n = 2084 gepoolte Serumselenwerte von 578 Betrieben erfasst. Es konnte ein Selenmittelwert von 72 ± 22,8 μg/l bestimmt werden. In P2 wurden die seit 2006 erfassten Daten aufgeführt. Er umfasst n = 1188 gepoolte Serumproben aus 320 Betrieben und weist einen Selenmittelwert von 98 ± 26,9 μg/l auf. Seit 2006 lag in keinem Betrieb eine mangelhafte Selenversorgung vor (mittlere Serumselenkonzentration < 30 μg/l). In Bestandsdatei 2, als Extrakt der Bestandsdatei 1, wurden seit 2008 neben der Bestimmung von Selen im Serum auch die Werte für Plasma, Harn, Vollblut und Haar erfasst. Als dritter Datenpool stand eine Einzelbetriebsuntersuchung zur Verfügung. Hier wurden Einzelproben der Selenkonzentration in Serum, Plasma, Vollblut, Harn, Haar und zusätzlich in der Leber bestimmt. Ein Zusammenhang zwischen der Milchleistung, dem Vorkommen von Ovarialzysten, Mastitiden wie auch Nachgeburtsverhalten und dem Selenstatus konnte bei diesem hohen Versorgungsniveau nicht bestätigt werden. Weiterhin konnten zwar signifikante, jedoch lediglich geringe Korrelationen zwischen Selen und anderen Spuren- bzw. Mengenelementen und verschiedenen Vitaminen bestimmt werden. Die Untersuchung ergab, dass die genutzten Probenmedien Serum, Plasma, Vollblut, Harn, Leber und Haar entsprechend ihrer jeweiligen Kinetik eine Aussagekraft bezüglich des Selenstatus besitzen. Als Langzeitparameter sind die Selenkonzentrationen im Haar und im Vollblut einzustufen. Den aktuellen Versorgungsstand spiegeln das Serum, das Plasma und der Harn wider. Der Serumselenwert ist die am häufigsten genutzte und am besten etablierte Bestimmungsmethode. Jedoch wäre die Plasmaselenkonzentration vorzuziehen, da sie nicht den Gerinnungsvorgängen unterliegt. Die Plasmaselenkonzentration ist im Mittel um 15,3 μg/l höher als die Serumselenkonzentration. Es konnte eine signifikante Jahreszeit- und Laktationsdynamik der Selenkonzentrationen im Serum, im Plasma, im Harn und in der Leber bestimmt werden. In den Sommermonaten konnten die geringsten Selenwerte festgestellt werden. Weiterhin wurde die niedrigste Selenkonzentration für die Vorbereiter- und die Trockenstehergruppe bestimmt. Der Harn ist als ein sensitives Medium der Selendiagnostik einzustufen. Er spiegelt die Laktations- und Jahreszeitdynamik ebenso wie die etablierten Medien Serum und Plasma wider. Um den Selenstatus einer Herde oder eines Einzeltieres zu bestimmen, ist die Plasmaselenkonzentration mit den in der Tabelle aufgeführten Referenzbereichen als Untersuchungsmedium zu empfehlen. Als benefizitäre Versorgung wird hier ein Bereich definiert, ab dem mit einer selenbedingten Steigerung der Immunabwehr zu rechnen ist und noch keine subklinische Selentoxikose vorliegt. Mangel Serum μg/l 40 Haar μg/kg marginaler Mangel Serum μg/l 30-60 Plasma μg/l 30-70 Vollblut μg/l 40-100 Harn μg/l Haar μg/kg adäquat benefizitär Serum μg/l 60-160 Plasma μg/l 70-160 Vollblut μg/l 100-350 Harn μg/l Haar μg/kg 500-1300 toxisch Serum μg/l >200 Plasma μg/l >200 Vollblut μg/l >400 Harn μg/l Haar μg/kg, The aim of this study was to develop a recommendation for the evaluation of the selenium status in dairy cows under consideration of different test mediums and techniques. In addition, an overview about the effects of selenium on the body function of dairy cows was discussed. Three different data sets obtained by the department of herd-health of the Clinic for Ruminants and Swine of the Free University of Berlin were evaluated (“Bestandsdatei 1”, “Bestandsdatei 2”, “Betriebsuntersuchung”). Each set contained data from different herds which averaged 581 Holstein-Frisian cows bred and kept in East Germany. “Bestandsdatei 1” was divided into two study subgroups due to a change of method of analysis of serum selenium (P1: from 1995 to 2006 / P2: from 2006 to 2010). In P1 2084 pooled serum samples from 578 farms and in P2 1188 pooled serum samples from 320 farms were evaluated. Mean serum selenium of P1 was 72 ± 22.8 μg/l and of P2 98 ± 26.9 μg/l. While the results of P1 showed selenium deficiency, P2 did not. “Bestandsdatei 2” was a part of “Bestandsdatei 1, which contained data evaluating selenium in pooled samples of serum, plasma, urine, whole-blood and hair. In “Betriebsuntersuchung” selenium was measured in individual samples of serum, plasma, urine, whole- blood, hair and liver biopsies. There was no significant correlation between selenium and milk yield, the incidence of ovarian cysts, mastitis and retained placenta. In addition, only low, but significant correlations between the selenium content in serum and other trace and mineral elements and vitamins were determined. All tested mediums (serum, plasma, whole-blood, urine, liver, hair) can be used to evaluate the selenium status. While hair and whole-blood has proven to be the most suitable medium for long-term evaluation of the selenium status, serum, plasma and urine can be used to establish the current status. However, plasma is recommended over serum as it does not undergo coagulation which decreases the selenium concentration by 15.3 μg/l on average. Although urine has shown to be a sensitive parameter, further research is necessary before recommendations regarding the use of urine for the evaluation of the selenium status can be given. The selenium concentration in serum, plasma, urine and liver varies due to season and lactation-cycle. The lowest selenium values were measured in summer and for dry- and closeup cows. Nevertheless, taking these variations into account reference ranges could be established for the different test mediums and are listed below. A beneficial selenium status includes a improved immune defence without reaching the range of a subclinical selenoses. deficient Serum μg/l 40 Hair μg/kg marginal deficient Serum μg/l 30-60 Plasma μg/l 30-70 Whole-blood μg/l 40-100 Urine μg/l Hair μg/kg adequate I beneficial Serum μg/l 60-160 Plasma μg/l 70-160 Whole-blood μg/l 100-350 Urine μg/l Hair μg/kg 500-1300 toxic Serum μg/l >200 Plasma μg/l >200 Whole- blood μg/l >400 Urine μg/l Hair μg/kg

Für die Herdengesundheit und -produktivität ist eine bedarfsgerechte Versorgung mit Spurenelementen essenziell. Die Diagnostik der Spurenelementversorgung ist allerdings mit erheblichen Unsicherheiten verbunden. Diese betreffen besonders die Wahl des geeigneten diagnostischen Probenmediums und die jeweils anzuwendenden Referenzbereiche. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Empfehlung für die Diagnostik der Spurenelementversorgung von Milchkühen zu erarbeiten. Zu diesem Zweck wurde auf 20 Milchviehbetrieben in den neuen Bundesländern Probenmaterial von jeweils sieben Kühen aus den Laktationsabschnitten Frischmelker (0 bis 7 Tage p. p.), Hochlaktation (105 bis 126 Tage p. p.) und Spätlaktation (308 bis 329 Tage p. p.) genommen. Insgesamt standen 418 klinisch unauffällige Milchkühe zur Verfügung. In den gewonnenen Probenmaterialien Serum, Plasma, Vollblut, Harn, Leber und Haar wurden die Konzentrationen von Cu, Mo, Fe, Zn, Mn und Se mittels optischer Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) bestimmt. Zusätzlich wurden Tränkewasser- und Futterrationsanalysen vorgenommen. Neben den in den Einzelproben analysierten Spurenelementkonzentrationen wurden Poolproben aus gleichen Volumina der sieben Einzelproben der einzelnen Laktationsgruppen gebildet und analysiert. Des Weitern wurden arithmetische Mittelwerte aus den Einzelprobenkonzentrationen der jeweiligen Laktationsgruppen errechnet. In dieser Untersuchung konnten, mit Ausnahme des Zusammenhangs zwischen den Serum- und Plasmakonzentrationen der einzelnen Spurenelemente, keine engen Korrelationen (r > 0,7) zwischen den unterschiedlichen Probenmedien beobachtet werden. Die Variabilität der Ergebnisse der Korrelationsanalyse ist der elementspezifischen Spurenelementkinetik und statusunabhängigen Faktoren (Akute-Phase-Reaktion) zuzuordnen. Zwischen den Laktationsabschnitten konnten signifikante Konzentrationsunterschiede in den Substraten Serum und Plasma (Ausnahme Mo) sowie Harn und Leber ermittelt werden. Die Laktationsdynamik der Cu-, Fe- und Zn-Konzentrationen im Serum und Plasma und der Fe- und Zn-Konzentrationen im Lebergewebe lässt darauf schließen, dass die abkalbungsinduzierte Akute-Phase- Reaktion einen maßgeblichen Einfluss auf die Konzentrationsverteilungen dieser Spurenelemente bei den Frischmelkerkühen ausübt. Aufgrund dieser Situation ist die Aussagesicherheit dieser Substratkonzentrationen über die Versorgungssituation im frühen postpartalen Zeitraum und grundsätzlich bei allen Krankheitsgeschehen, die mit dem Ablauf einer Akute-Phase-Reaktion einhergehen, als gering einzuschätzen. Weiterhin wurde festgestellt, dass im Verlauf der Laktation die Konzentration der untersuchten Spurenelemente im Vollblut nur partiell (Cu, Mn) und im Haar nicht signifikant variieren. Die Bland-Altman-Methodenvergleiche zwischen den gepaarten Serum- und Plasmaspurenelementkonzentrationen zeigten, dass Serumwerte, mit Ausnahme von Mo, im Mittel signifikant niedriger sind als die entsprechenden Plasmakonzentrationen und dass eine erhebliche Streuung der einzelnen Differenzen der beiden Messgrößen vorliegt. Dieses bedeutet, dass das Plasma bevorzugt in der Praxis einzusetzen ist, da es keinem artifiziell bedingten Gerinnungsverlust unterliegt. Die Bland-Altman-Methodenvergleiche zwischen den gepaarten Gruppenmittel- und Poolwertspurenelementkonzentrationen des Plasmas (Cu, Mo, Fe, Zn, Mn, Se) und Vollbluts (Mn, Se) zeigten, dass die mittleren Konzentrationen der beiden Messgrößen, mit Ausnahme der Vollblutmangankonzentrationen, sich nicht signifikant unterscheiden. Allerdings liegt nur eine geringe Übereinstimmung zwischen den beiden Parametern vor. Hieraus lässt sich folgern, dass präanalytische Variabilitätsfaktoren und die Messgenauigkeit der Spurenelementanalyse an sich grundsätzliche Problemfelder in der Spurenelementdiagnostik darstellen. Ferner wurden Referenzbereiche aus dem vorhandenen Datenmaterial ermittelt, aus denen in Verbindung mit der Literatur Referenzbereichsvorschläge für praxisrelevante Substratkonzentrationen entwickelt wurden. Von der differenzierten Verwendung von Referenzbereichen für Einzel- und Stichprobenmittelwerte (Gruppenmittel- und Poolwerte) bis zu einer Stichprobengröße von n = 7 kann abgesehen werden. Zur Diagnostik der Versorgungslage mit Cu und Se lassen sich eindeutige Empfehlungen geben. Im ersterem Fall ist das Lebergewebe und im letzteren Fall das Plasma Medium der Wahl. Zur Diagnostik der Spurenelementversorgung mit Mo, Fe, Zn und Mn sind eindeutige Empfehlungen schwierig vorzunehmen, da das Aussagevermögen bzw. die Aussagesicherheit der verfügbaren diagnostischen Indikatoren über den Versorgungsstatus begrenzt ist. Unter realistischen Fütterungsbedingungen ist davon auszugehen, dass die Bestimmung des Rationsgehalts dieser Spurenelemente ausreichend Information zur Beurteilung der Versorgungslage erbringt., A sufficient supply of trace elements is essential for herd health and productivity. However, its diagnosis comprises considerable uncertainties, particularly regarding the choice of the appropriate diagnostic sample medium and the applicable reference ranges. The aim of this study is to develop recommendations for diagnosis of trace elements supply in dairy cows. For this purpose, samples were collected on 20 dairy farms in the states of the former East Germany between 2008 and 2010. On each farm, seven fresh (0 to 7 days p. p.), seven mid-lactation (105 to 126 days p. p.), and seven late-lactation cows (308 to 329 days p. p.) were sampled. A total of 418 clinically healthy cows were available. The trace element concentrations of Cu, Mo, Fe, Zn, Mn, and Se in the substrates serum, plasma, whole blood, urine, liver and hair were determined using inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). Furthermore, Total Mixed Ration (TMR) and drinking water samples were analyzed. In addition to the analyses of trace element concentrations in individual samples, pooled samples were derived from equal volumes of the seven individual samples of each lactation group, and analyzed in a similar manner. Arithmetic means were calculated from the individual sample concentrations for each lactation group in each herd. Strong correlations (r > 0.7) between the substrate concentrations were only detected for the relationship between serum and plasma. The variability of the results of the correlation analysis can be explained by the element-specific kinetics, due to homeostatic mechanisms and status independent factors (acute-phase reaction). Trace element concentrations were observed to differ significantly in serum and plasma (except for the Mo concentration), urine, as well as liver among the stages of lactation. The lactation dynamic of Cu, Zn and Fe in serum and plasma, as well as Zn and Fe in liver demonstrates the influence of the calving-induced acute-phase reaction on the distribution of the trace element concentrations in fresh cows. Therefore, the reliability of these substrate concentrations for Cu, Fe, and Zn to predict feed trace element supply is considered to be low in the early postpartum period and in cases of diseases which are associated with an acute-phase reaction. Furthermore, it was shown that the concentrations of the studied trace elements vary only partly in whole blood (Cu, Mn) and insignificantly in hair during lactation. The Bland- Altman plots between the paired serum and plasma trace element concentrations showed that, with exception of Mo, all trace element concentrations in serum are, on average, significantly lower than in plasma. Moreover the respective differences of the two values scatter to a very high extent. In contrast to serum, plasma is not artificially influenced by blood clotting and should be preferred over serum in practice. The Bland-Altman plots between the paired group means and pool values of plasma (Cu, Mo, Fe, Zn, Mn, Se) and whole blood (Mn, Se) trace element concentrations showed that the mean concentrations of the two values do not differ significantly (except whole blood Mn). However, the two parameters agree only poorly. Therefore, factors of pre-analytic variability and the accuracy of measurement are limiting factors in trace element diagnostics. Furthermore, reference ranges were determined from present data, from which, taking the literature into account, proposals for reference ranges were developed for practically relevant substrate concentrations. The use of different reference ranges for individual values, pool or group mean values up to a sample size of n = 7 is not necessary. For the diagnosis of the supply situation of Cu and Se clear recommendations can be given. For the determination of Cu supply liver tissue is the medium of choice, for Se it is plasma. No consistent recommendations for diagnostics of the trace element supply of Mo, Fe, Zn and Mn can be made, because there is only limited predictive ability or reliability of available diagnostic indicators. Under realistic feeding conditions the determination of feed content of these trace elements is adequate to give sufficient information about the supply situation.

In order to estimate the impact of exposure of human blood to elevated surface temperatures in blood-conducting systems, detailed data is required. Therefore, titanium alloy housing dummies were immersed in 25 ml heparinized human blood. The dummies were constantly tempered at specific temperatures (37 - 45°C) over 15 minutes as well as one dummy was used as a blank sample and was not tempered. Blood samples were withdrawn for blood parameter analysis and the determination of the plasmatic coagulation cascade. The quantity of adhesions on surfaces were determined by drained weight and underwent histological analysis, likewise one sample was evaluated using FACS (Fluorescent activated Cell Sorter) for further information. With regard to red blood cells, white blood cells, platelets and hematocrit, no statistically significant temperature-dependent difference could be shown at temperatures up to 45°C. Yet, respecting the conditions of the dummies and the blank sample, hemoglobin as well as PF4 (platelet factor 4) seem to be significantly altered by elevated temperatures. Referring to red blood cells, hematocrit, hemoglobin and especially to platelets a significant decrease in terms of cell count could be shown. However, the descent does not appear to be temperature-dependent but correlates with the formation of surface adhesions. Towards 41°C, adhesions seem to increase, whereas temperatures above 43°C show a tendency to a decreasing amount of surface adhesions. Moreover, analyzed by an optical microscope, surface adhesions exposed to higher temperatures demonstrate elevated levels of granulocytes. Also, a temperature-dependent ascending trend towards 43°C could be seen with respect to the amount of activated platelets in FACS analysis.The results of our study suggest that human blood basically tolerates temperatures up to 45°C during the investigated time of 15 minutes. Still, alterations in blood-consistency can be observed. Especially the contact to extrinsic surfaces seems to strongly alter the mentioned parameters. Yet, a critical surface temperature not leading to any undesirable effects on human blood could not be identified within this study.

Trotz aller Bemühungen ist bis heute keine kurative Therapie des abgelaufenen Myokardinfarktes verfügbar. Verschiedene Studien haben darauf hingedeutet, dass die Injektion von Stammzellen das klinische Outcome verbessern kann. Dieses wird jedoch nicht von allen Studien bestätigt, weshalb das Benefit einer Stammzelltherapie kontrovers diskutiert wird. Ursächlich für die positiven Beobachtungen scheinen jedoch nicht Stammzell-differenzierungen sondern viel mehr parakrine Effekte der transplantierten Zellen zu sein. So zeigten diese in-vivo-Studien wider Erwarten keine Wiederherstellung des Myokards, obwohl in vitro Stammzellen offenbar in Kardiomyozyten differenzieren können. Um grundlegend zu klären, in welchem Ausmaß zirkulierende Stammzellen in vivo in der kardialen Umgebung differenzieren können, wenn sie keinem pathologischen Milieu ausgesetzt sind, wurde ein Schweinemodell entwickelt. In diesem Modell wurden Membranen im linken Ventrikel und als Kontrolle in der Aorta abdominalis über ein perkutanes Vorgehen implantiert. Aufgrund der speziell konstruierten Membranaufhängung flottierten die Membranen frei im Blutfluss, ohne dabei Kontakt zu den umgebenden Geweben zu bekommen. So konnten lediglich im Blut zirkulierende Zellen auf die Membranen migrieren. Die Membranen wurden nach drei Tagen, zwei, sechs und zwölf Wochen (n=8 Schweine) entnommen und umfassend mittels Real-Time-PCR, Immunhistochemie, Elektronenmikroskopie und In-situ-Hybridisierung untersucht. Einer weiteren Gruppe wurde GM-CSF (10µg/kg KG für sieben Tage, n=8 Schweine) appliziert und die Membranen nach sechs Wochen entnommen. In den ersten drei Tagen zeigten sich primär Entzündungszellen auf den Membranen. Zeitabhängig kam es zur Zunahme des Gewebedurchmessers, zur Ausbildung einer dichten Innenschicht aSMApositiver Zellen und einer Vimentinpositiven Außenschicht. Zum Lumen hin abgeschlossen wurde das Gewebe von einem vWFpositiven Monolayer. Durch CD146-Färbungen und Elektronenmikroskopie ließ sich ein ausgeprägtes Kapillarnetzwerk nachweisen. Auf den Membranen konnten Stammzellmarker der hämatopoetischen (CD34 / c-kit) und der mesenchymalen Stammzellreihe (CD44 / Vimentin), sowie von endothelialen Progenitorzellen (CD133 / 146) nachgewiesen werden. Durch die Applikation von GM-CSF konnte eine signifikante Zunahme der Zellproliferation, Stammzellmarkerexpression und Marker früher Kardiomyozyten (GATA4 isoliert im linken Ventrikel) erreicht werden. Die Ergebnisse zeigen, dass adulte zirkulierende Schweinestammzellen in vivo fähig sind, in kardialer Umgebung vielfältig zu differenzieren und dabei ein fein kapillarisiertes spezialisiertes Gewebe ausbilden. Dieser stammzellvermittelte Prozess ließ sich durch die Injektion von GM-CSF weiter steigern. Die hier erstmals im gesunden Organismus nachgewiesene umfangreiche Stammzellplastizität innerhalb kardialer / vaskulärer Umgebungsnischen spricht daher eindeutig für die Erfolgswahrscheinlichkeit einer Weiterentwicklung regenerativer Therapieansätze durch Stammzellmobilisation und Tissue Engineering. It is widely known, that circulating stem cells take part in the physiological development after myocardial infarction. In clinical trials differentiation capacity of stem cells were widely used to enhance myocardial infarct therapy. But only little effects were achived which were mainly explained by cell fusion of arrived stem cells with present, adult myocardial cells or paracrine effects. Cardiomyocytes derived by stem cell differentiation were not observed although in vitro experiences showed their cardiomyocyte potential. We suspected the ischemic-necrotic infarct milieu to prevent a more distinct differentiation of circulating stem cells. The aim of the present study was to evaluate this hypothesis and to investigate the physiological differentiation and transdifferentiation potential of circulating stem cells in the healthy cardiac environment. Therefore, we developed an animal model using pigs in which a freely floating membrane was inserted into the left ventricle and the descending aorta by a catheter approach. Membranes were removed after 3 days and 2, 6 and 12 weeks. Another group of pigs was treated with granulocyte macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF; 10µg/kg KG BW) early after implantation. Membranes were removed after 6 weeks. The explanted membranes were evaluated using quantitative RT-PCR, immunohistochemistry and in situ hybridization. Typical markers of hematopoetic stem cells (HSC; CD34 / c-kit) and mesenchymal stem cells (MSC; CD44 / Vimentin) were detected. We demonstrated a time-dependent generation of a fully differentiated tissue composed of fibroblasts, myofibroblasts, smooth muscle cells, endothelial cells and new blood vessels derived by differention of homing stem cells. Stem cell mobilization with GM-CSF led to more rapid tissue growth and differentiation. In conclusion circulating stem cells contributed to the development of a fully differentiated tissue on membranes placed within the left ventricle or descending aorta under physiological conditions.

16 Holstein Friesian Kühe und ihre Kälber wurden in drei Fütterungsgruppen eingeteilt, um die Auswirkungen verschiedener Selen (Se)-Supplemente in der Ration auf immunologische Parameter im peripheren Blut und in der Milch zu untersuchen. Die Untersuchungen erstreckten sich über den Zeitraum von sechs Wochen a. p. bis zur 12. Woche p. p.. Weiterhin wurde an 30 Absetzferkeln analysiert, inwieweit diese unterschiedlich zusammengesetzte Kuhmilch Auswirkungen auf die Se-Konzentration im Serum und auf ausgesuchte immunologische Parameter im peripheren Blut und in der Milz hatte. Die Kühe wurden in eine Kontrollgruppe, eine mit anorganisch gebundenem Se gefütterte (AS-) Gruppe und in eine mit organisch gebundenem Se gefütterte (OS-) Gruppe eingeteilt. Die Fütterung basierte auf einer Totalen Mischration (TMR) als Grundfutter, die bei der AS- und OS-Gruppe mit jeweils 4 mg Se a. p. und 6 mg Se p. p. pro Tier und Tag supplementiert wurde. Die TMR enthielt im Mittel 0,18 mg Se/kg Trockenmasse. Von den Kühen wurden Blutproben eine und 12 Wochen p. p. und Milchproben neun und 12 Wochen p. p. genommen. Den Kälbern wurde eine Woche nach der Geburt Blut entnommen und untersucht. Die Milch der Kühe wurde eingefroren, um siezu einem späteren Zeitpunkt während einer zweiten Versuchsphase an Absatzferkel zu verfüttern, und erst am Tag der Verfütterung wieder auf 38°C für die Ferkel erwärmt. Entsprechend der Milch, die die Absetzferkel erhielten, wurden diese am Tag des Absetzens gleichmäßig auf eine Kontroll-, AS- und OS-Gruppe verteilt und für zwei Wochen mit der Milch gefüttert. Blutproben wurden am Tag des Absetzens und 14±1 Tage später untersucht, am Versuchsende wurde eine Milzprobe entnommen und analysiert. Als immunologische Parameter im peripheren Blut der Kühe wurden die Subpopulationen der Lymphozyten, die Phagozytoseleistung sowie die Proliferationskapazität der Lymphozyten untersucht. In der Kuhmilch und im peripheren Blut der Ferkel wurden die Subpopulationen der Lymphozyten und die funktionelle Phagozytoseleistung betrachtet, während in der Milz die lymphozytären Subpopulationen bestimmt wurden. In einer parallel laufenden Untersuchung (Salman, 2010) konnte ein signifikant höherer Se-Gehalt und eine gesteigerte Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC) im Blut der Kühe und der Kälber, die organisch oder anorganisch gebundenes Selen erhielten, im Vergleich mit der Kontrollgruppe beobachtet werden. Gleichzeitig hatte die OS- Gruppe eine signifikant höhere Se-Konzentration in der Milch als die anderen beiden Gruppen. Der TEAC-Wert in der Milch war sowohl für die OS-und AS-Gruppe signifikant höher als in der Kontrollgruppe. Die untersuchten immunologischen Parameter zeigten im peripheren Blut der Kühe und der Kälber ebenso wie in der Milch keine Abhängigkeit von den gefütterten Se-Verbindungen. Bei den Absetzferkeln konnten bei den untersuchten immunologischen Parametern im Blut und in der Milz keine fütterungsbedingten Unterschiede beobachtet werden. Dagegen konnte in der Gruppe, die die Kuhmilch der Gruppe OS erhielt, im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen eine signifikant höhere Se Konzentration im Serum beobachtet werden. Als Schlussfolgerung ergibt sich, dass Se-Zulagen unabhängig von der Verbindung unter den Bedingungen einer bedarfsdeckenden Se-Versorgung der Kontrollgruppe keinen signifikanten Einfluss auf die erfassten immunologischen Parameter im peripheren Blut und in der Milch von Kühen und ihrer Kälber sowie bei Ferkeln hatten. Allerdings zeigte sich, dass Milch der mit Se-Hefe gefütterten Kühe höhere Se- Konzentrationen im Blut von Ferkeln hervorgerufen hat., Sixteen Holstein-Friesian dairy cows and their calves were divided into control (Control), sodium selenite (AS) and selenium (Se) enriched yeast groups (OS) and investigated 6 weeks ante- to 12 weeks post partum (p. p.). The aim was to analyse theeffects of the different Se compounds on selected immunological traits in blood and milk. The control group was maintained on the basal TMR naturally containing 0.18 mg Se/kg dry matter, whereas the AS and OS groups were supplemented with 4 mg Se ante and 6 mg Se post partum/ animal and day. The effects of milk from these dairy cows on selected immunological traits in the blood and spleen and on Se levels in serum of 30 weaned piglets were also analysed. Ten piglets were divided into controlmilk (Control), AS-milk and OS-milk groups from weaning for 14 days. The cow milk was frozen until reheated to 38°C on the day of feeding to the piglets. Blood samples of cows and calves were used for lymphocyte phenotyping and measuring phagocytosis activity and lymphocyte proliferation. The lymphocyte phenotyping and the phagocytosis were done for milk of cows and blood samples of piglets, whereas the spleen was analysed for the lymphocyte subpopulations. Parallel to this study blood and milk samples from the cow trial were analysed for Se content and Trolox Equivalent Antioxidant capacity (TEAC). The OS and AS groups had different Se contents and TEAC values in blood and TEAC values in milk compared to Control. In milk only OS were different for Se content from AS and Control. Lymphocyte subpopulations, lymphocyte proliferation and phagocytosis activity were not affected by different Se sources, neither in cows nor in calves. Immune cells produce more radicals only during an infection, it is unclear, whether phagocytosis activity would be enhanced by the higher TEAC values of Se groups. The next step would be a challenge trial. The selected immunological parameters in the piglet trial were not influenced by different Se milks. The Se content in the serum of OS-group was significant higher compared to both others. In which extent this result is affected through the higher Se content in the milk of the OS group or if the Se in this milk has a better bioavailability must be investigated in further studies.

Die vorliegende Dissertation hatte zum Ziel, einen Literaturüberblick über Transfusionsrisiken bei Mensch und Hund zu geben. Dabei wurde die Akkumulation von Vascular endothelial growth factor (VEGF) in gelagerten Blutkonserven genauer betrachtet. VEGF ist einer der wichtigsten Wachstumsfaktoren für Gefäße und somit wichtig während Embryonalentwicklung und Wundheilung. Zudem ermöglicht VEGF Tumoren den Anschluss an das Gefäßsystem und erleichtert durch seine permeabilitätssteigernde Wirkung die metastatische Ausbreitung. Die Bildung von VEGF findet nicht nur in Endothel- und Tumorzellen, sondern auch in Thrombozyten und Leukozyten statt. Da diese in Blutkonserven zerfallen, stieg in humanmedizinischen Studien die VEGF-Konzentration in gelagerten Blutprodukten wie Vollblut und thrombozytenreichem Plasma an. Durch den Einsatz von Leukozytenfiltern vor der Lagerung kann diese Anreicherung vermindert werden. Die Freisetzung von VEGF aus Tumorgewebe ist bei Hunden beschrieben, doch es gibt bisher keine Daten zur Akkumulation von VEGF in Blutkonserven. Der Einsatz von Leukozytenfiltern bei Vollblut vor der Auftrennung und Lagerung bei Hunden wurde bereits beschrieben. Ziel des experimentellen Teils der Dissertation war es, die Anreicherung von VEGF incaninen Blutkonserven während des Lagerungsverlaufs sowie den Einfluss von Leukozytenfiltern zu untersuchen. Dazu wurden Plasmaproben von 10 caninen Blutspendern entnommen und mittels eines humanen ELISA, der bereits für canines VEGF etabliert worden war, untersucht. Die Proben wurden in Zitratplasmaröhrchen gesammelt, die durch den Zusatz von Theophyllin, Adenosin und Dipyridamin eine maximale Thrombozytenstabilität gewährleisteten. Fünf der 10 Vollblut-Spenden wurden vor der Auftrennung in Erythrozytenkonzentrat und frisch gefrorenes Plasma durch einen Filter der 3. Generation (Sepacell RS-2000, Baxter, Unterschleißheim) leukozytenreduziert. Direkt nach der Auftrennung erfolgte die Probenentnahme aus Erythrozytenkonzentrat und frisch gefrorenem Plasma, und in wöchentlichem Abstand wurden Aliquoten der Erythrozytenkonzentrate untersucht. Frisch gefrorene Plasma-Proben, von denen je 2 gefiltert und nicht-gefiltert waren, wurden nach ca. 4 bzw. 6 Wochen untersucht. Es gab keine signifikanten Unterschiede in Bezug auf Erythrozytenzahl zwischen gefilterten und ungefilterten Konserven. Durch die Leukozytenfilter wurden jedoch sowohl Leukozyten als auch Thrombozyten effektiv entfernt (Leukozytenzahl 0 – 0,2 G/l und Thrombozytenzahl 0 – 10 G/l nach Filtration). Die VEGF-Konzentration lag im Plasma von 9 der 10 Blutspender unterhalb der Nachweisgrenze von 9 pg/ml, in einer Plasmaprobe betrug die Konzentration 12 pg/ml. Der VEGF-Wert war < 9 pg/ml in allen Erythrozytenkonzentraten und frisch gefrorenen Plasma-Konserven direkt nach der Auftrennung. Nach 1 Woche Lagerungszeit lag die mediane VEGF-Konzentration der 5 ungefilterten Ec-Konzentrate bei 37 (0-139) pg/ml, nach 2 Wochen bei 164 (0-333) pg/ml und nach 3 Wochen bei 110 (37-358) pg/ml. In den 5 gefilterten Erythrozytenkonzentraten und in allen gelagerten frisch gefrorenen Plasma- Konserven blieb die VEGF-Konzentration während der gesamten Lagerungszeit unterhalb der Nachweisgrenze. In einem zweiten Teil der Arbeit erfolgte die VEGF-Messung im Plasma von 5 transfundierten Hunden, die niemals zuvor eine Transfusion erhalten hatten und während des Probenentnahmeintervalls nicht operiert wurden. Die Untersuchung wurde vor, direkt nach und 6, 12 und 24 Stunden nach Ende der Transfusion durchgeführt. Die VEGF-Konzentration von 3 der 5 Patienten lag zu jedem Zeitpunkt unterhalb der Nachweisgrenze. Bei einem Hund fiel der VEGF-Wert von 154 pg/ml vor Transfusion auf 53 pg/ml 24 Stunden nach Transfusion ab. Ein weiterer Hund zeigte nach 6 Stunden (176 pg/ml) und nach 24 Stunden (74 pg/ml) messbare Werte. Die Patientengruppe war für ein aussagekräftiges Ergebnis jedoch zu klein und zu heterogen. Weiterhin wurde 8 Hämangiosarkom-verdächtigen Hunden mit rupturierter abdominaler Masse in Milz (n=7) oder Leber (n=1) einmalig eine Plasmaprobe entnommen und untersucht. Zwei Patienten, deren Milzmassen sich als benigne herausstellten, zeigten Werte, The objectives of this study were to review the literature of transfusion risks in humans and dogs, and to determine the accumulation of vascular endothelial growth factor (VEGF) in stored blood products. VEGF is one of the most potent factors involved in angiogenesis and essential for embryonic development and wound healing. It is also secreted from different tumor cells, thereby promoting tumor angiogenesis and metastatic spread. VEGF is not only produced in endothelial and tumor cells but also in platelets and white blood cells. In stored human blood products such as whole blood and platelet-rich plasma the VEGF concentration increases due to the disintegration of these blood cells. This accumulation can be reduced by prestorage leukoreduction of blood products. The secretion of VEGF from tumor tissue has been reported in dogs; but there are no publications describing its accumulation in canine blood products. The use of a prestorage leukoreduction filter in dogs has been reported recently. The goal of this study was to evaluate the accumulation of VEGF in filtered and non-filtered canine blood products during storage as well as to evaluate the impact of leukocyte filters. VEGF measurements were performed using a human ELISA which has been evaluated for the detection of canine VEGF recently. VEGF was determined in plasma samples of 10 canine blood donors before donation. Samples were collected in tubes containing sodium citrate, theophyllin, adenosine and dipyridamine allowing maximal platelet stabilisation. Five of the 10 whole blood units were leukocyte-reduced with a 3rd generation filter (Sepacell RS-2000, Baxter, Unterschleißheim) before separation into packed red blood cell units and fresh frozen plasma. Packed red blood cell and plasma samples were taken immediately after separation; further aliquots of the packed red blood cell units were examined at weekly intervals. Fresh frozen plasma samples of 2 filtered and 2 non-filtered units were examined after storage for 4 to 6 weeks. There was no significant difference regarding the red blood cell counts between filtered and non- filtered units. However the leukoreduction filter effectively removed white blood cells and platelets (WBC count 0 – 0.2 G/l and platelet count 0 – 10 G/l after filtration). The VEGF concentration was below the detection limit of 9 pg/ml in plasma samples of 9 of the 10 blood donors. The VEGF concentration in one dog was 12 pg/ml. VEGF concentration was < 9 pg/ml in all pRBC and FFP units immediately after separation. The median VEGF concentration in the 5 non filtered packed red blood cell units was 37 (0 – 139) pg/ml after 1 week, 164 (0 – 333) pg/ml after 2 weeks and 110 (37 – 358) pg/ml after 3 weeks. During the entire storage time the 5 filtered packed red blood cell units and all fresh frozen plasma units had VEGF concentrations below the detection limit. Furthermore, plasma VEGF of 5 transfused patients were taken. The patients were not transfused previously and there was no surgery performed during the time of sample collection. The samples were examined before transfusion, immediately and 6, 12 and 24 hours after the transfusion. The VEGF concentration of 3 of the 5 dogs was below the detection limit at all time points. In one patient the concentration of VEGF decreased from 154 pg/ml before transfusion to 53 pg/ml 24 hours after transfusion. Another dog had messurable VEGF concentrations after 6 hours (176 pg/ml) and after 24 hours (74 pg/ml). One of the disadvantages of this study was the small and heterogenous study population. Furthermore 8 single plasma samples of dogs with a suspected hemangiosarcoma and abdominal bleeding from spleen (n=7) or liver (n=1) were taken and examined. Two dogs with benign tumors and 3 of 6 patients with verified hemangiosarcoma had concentrations < 9 pg/ml. The concentration of the other 3 hemangiosarcoma patients ranged from 33 to 106 pg/ml; 2 samples of abdominal blood showed much higher contents (625 and 1617 pg/ml respectively) than the corresponding plasma samples. In conclusion transfusion medicine is an important part in human medicine and veterinary practice. Many risk factors may be limited by a responsible use of blood products and development of fittings. Leukocyte-reduction filters are routinely used in human medicine. Its use is effective in preventing the release of VEGF during the storage of canine blood products. The higher costs of leukoreduction filters compared to standard multiple pack systems might reduce its routine use in veterinary practice. However the use of leukoreduced or fresh red blood cell products should be considered when transfusing dogs with hemangiosarcoma or other tumors.

Wie Hunde und andere Tierarten der Ordnung Carnivora nehmen Katzen eine Sonderstellung in Bezug auf den Vitamin-A-Stoffwechsel ein: Sie besitzen physiologisch hohe Vitamin-A-Konzentrationen im Blut. Ursache dafür ist das Vorhandensein eines erhöhten Anteils an Retinylestern, die unspezifisch im Blut durch Lipoproteine transportiert werden. Während beim Mensch und bei Ratten dieser unspezifische Transportweg nur in Zusammenhang mit einer Vitamin-A-Hypervitaminose zu beobachten ist, tritt dieser bei Katzen und anderen Karnivoren physiologisch neben dem streng homöostatisch regulierten Transport von Retinol durch RBP auf. Die für Hunde und andere Kaniden belegte physiologische Ausscheidung von Vitamin A mit dem Harn konnte für Katzen bisher nicht nachgewiesen werden. Diese Beobachtung wird als eine Ursache der erhöhten Anfälligkeit von Katzen angenommen, auf langfristige Aufnahmen großer Mengen Vitamin A mit den typischen Symptomen einer Vitamin-A-Intoxikation zu reagieren. Ziel dieser Arbeit war die Analyse der Konzentration von Retinol, Retinylestern und des RBP sowie der Carotinoide im Blutplasma, Harn, Leber und Nieren von zufällig ausgewählten Hauskatzen. Eingebunden in die Untersuchung war die Analyse des Vitamin-A-Stoffwechsels im Organismus nierenkranker Katzen. Daher wurden von 35 klinisch gesunden Katzen (unterschiedlich in Rasse, Geschlecht und Alter) Blut- und Harnproben genommen. Zusätzlich wurden von 12 Tieren, die aus unterschiedlichsten Gründen euthanasiert wurden, Blut-, Harn-, Gallenflüssigkeits-, Lebergewebs- und Nierengewebsproben entnommen. Da die Proben konsekutiv in einer Tierarztpraxis gesammelt wurden, waren kaum Informationen zum Ernährungsstatus erhältlich. Die Vitamin-A- (Retinol und Retinylester) sowie die Carotinoidbestimmung erfolgten mittels Umkehrphasen- Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie (RP-HPLC). Nach SDSPolyacrylamidgel- Elektrophorese der Blut- und Harnproben wurde im Western-Blot das RBP nachgewiesen. Gleichzeitig erfolgte die immunhistologische RBP-Analyse an Leber und Nierenschnitten. Vitamin A wurde in allen untersuchten Proben (Blut, Harn, Gallenflüssigkeit, Leber und Niere) in Form von Retinol und Retinylestern (Retinololeat, -palmitat und -stearat) analysiert. RBP konnte in allen Blutproben sowie in den Hepatozyten der Leber und den Epithelzellen des proximal gewundenen Nierentubulussystems, nicht jedoch im Harn gesunder Katzen nachgewiesen werden. Die Gesamtkonzentration an Vitamin A im Blutplasma betrug im Durchschnitt 976 ± 458 ng/ml. Retinol hatte einen Anteil von 25 % an der Vitamin-A-Gesamtkonzentration. Der überwiegende Teil des Vitamin A liegt im Katzenblut jedoch als Retinylester vor (75 %). Auch bei den Retinylestern ist ein deutliches Verteilungsmuster zu erkennen. Retinylstearat dominiert mit 60 % des Gesamtestergehaltes, während der Gehalt an Retinylpalmitat 37 % und Retinyloleat lediglich 4 % des Gesamtestergehaltes betrug. Im Vergleich zu anderen Karnivoren haben Katzen sehr hohe Vitamin-A-Konzentrationen in der Leber. Da jedoch innerhalb der Ordnung Carnivora große Spezies spezifische Unterschiede der Leberwerte auftreten, kann eine Beurteilung des Vitamin-A-Status anhand der Vitamin-A-Speicherkapazität der Leber nur bei Kenntnis entsprechender Grunddaten erfolgen, die jedoch definierte Fütterungsversuche erfordern. Wie auch bei anderen Karnivoren ist die Leber der Hauptspeicher für Vitamin A. Dabei unterscheidet sich jedoch die Vitamin-A-Konzentration der Leber von Katzen (4314 ± 2043 µg/g) deutlich von der anderer Carnivoren. Dagegen können in der Niere von Katzen nur sehr geringe Vitamin-A-Konzentrationen (11,4 ± 8,2 µg/g) detektiert werden. Die Nieren von Katzen scheinen daher eine untergeordnete Rolle bei der Vitamin-A-Speicherung zu spielen. Die Vitamin-A-Konzentration in der Nierenrinde war höher als im Nierenmark. Im Gegensatz zu früheren Untersuchungen konnte bei der Hälfte der untersuchten Katzen Vitamin A im Harn in Form von Retinol (24 ± 80 ng/ml) und Retinylestern (20 ± 62 ng /ml) analysiert werden. Somit konnte erstmals nachgewiesen werden, dass Katzen auch in der Lage sind, Vitamin A - wenn auch in geringen Mengen - mit dem Harn auszuscheiden. Da diese Verbindungen lipophilen Charakter haben, müssen sie im wässrigen Milieu des Harns an ein bisher unbekanntes Protein gebunden vorliegen. Da RBP in keiner Harnprobe gesunder Katzen analysiert wurde, scheidet es als mögliches Retinol-Trägerprotein im Harn aus. Das eventuelle Vorhandensein eines dem Kaniden THP ähnlichen Proteins bei Katzen bedarf weiterer Untersuchungen. Das Unvermögen der Katzen, größere Mengen an Vitamin A mit dem Harn auszuscheiden, könnte als eine mögliche Ursache für deren erhöhte Anfälligkeit gegenüber chronischer Vitamin-A-Hypervitaminose betrachtet werden. Im Gegensatz zu den gesunden Katzen wurden bei nierenkranken Katzen, die auch veränderte Lipidstoffwechselwerte aufwiesen, deutliche Unterschiede im Vitamin-A-Stoffwechsel festgestellt. Bedingt durch tubuläre Schäden des Nierengewebes kommt es zu Veränderungen im RBP- Metabolismus. Eine massive Ansammlung von RBP im Bereich der Epithelzellen des proximalen Tubulussystems konnte in den histologischen Schnitten beobachtet werden. Gleichzeitig kommt es bei vier Tieren zur Ausscheidung von RBP- gebundenem Retinol mit dem Harn. Möglicherweise können die stark erhöhten Retinylesterwerte im Blutplasma nierenkranker Katzen auf eine verminderte renale Ausscheidung der Retinylester zurückgeführt werden. Eine Korrelation zwischen den Schädigungen im Nierengewebe und der RBP-Ausscheidung konnte jedoch nicht nachgewiesen werden. Der Gesamtesterwert der Harnproben der kranken Katzen (durchschnittlich 2,77 ng/ml) ist gegenüber den gesunden Tieren (durchschnittlich 20,5 ng/ml) deutlich reduziert. Neben der Ausscheidung von Vitamin A über den Harn konnte auch die Ausscheidung von Retinol (0,67 µg/ml) mit der Gallenflüssigkeit nachgewiesen werden. Im Blutplasma aller untersuchten Katzen konnte β-Carotin in einer durchschnittlichen Konzentration von 14 ng/ml analysiert werden. Daneben wurden ebenfalls Lycopin und Lutein in ähnlicher Konzentration sowie Spuren von α-Carotin, β-Cryptoxanthin und Zeaxanthin nachgewiesen. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass β-Carotin und Carotinoide nicht nur in pharmakologischen Mengen aufgenommen, sondern physiologisch aus dem Futter intestinal resorbiert werden. Weder β-Carotin, noch andere Carotinoide konnten in der Leber, Gallenflüssigkeit, Niere oder im Harn nachgewiesen werden. Erkrankte Tiere weisen als Ausdruck einer möglichen Unterversorgung bzw. eines erhöhten Bedarfs deutlich geringere Konzentrationen an Carotin und anderen Carotenoiden im Blutplasma auf. Dieser Ansatzpunkt sollte bei der Versorgung kranker Katzen Berücksichtigung finden. Katzen sind zwar nicht in der Lage, Vitamin A aus β-Carotin zu synthetisieren, jedoch stellen sie ein potentielles Modell zur Untersuchung von Carotinoiden als Antioxidanzien und Immunmodulatoren dar, da es keine Beeinflussung durch die Pro-Vitamin-A-Wirkung gibt. Katzen nehmen also auch innerhalb der Ordnung Carnivora eine Sonderstellung hinsichtlich der Ausscheidung von Vitamin A mit dem Harn und des Carotinoidstoffwechsels ein und bieten noch einige interessante Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen zur Erforschung des Vitamin-A-Stoffwechsels von Carnivoren., Cats and other species of the order Carnivora possess a particular position with respect to their vitamin A metabolism, because they do transport vitamin A in the blood physiologically as retinyl esters bound to all fractions of plasma lipoproteins. In humans and rodents, however, elevated concentrations of plasma retinyl ester are only observed as a postprandial consequence of vitamin A absorption in the gut or under conditions of an acute or chronic vitamin A intoxication. In cats and carnivores this way of retinyl ester transport in plasma is physiologically accompanied with the transport of retinol bound to retinol binding protein (RBP). In cats, the physiological excretion of vitamin A with the urine, which has been verified in dogs and other canines has not been investigated hitherto. In cats this observation is supposed to be a cause for the increased susceptibility to longterm intake of high amounts of vitamin A leading to typical symptoms of vitamin A intoxication. Therefore, the objective of this study was to determine concentrations of retinol, retinyl esters and RBP as well as carotenoids in plasma, urine, liver and kidneys of randomly selected domestic cats. The analysis of the vitamin A metabolism in cats suffering from several diseases was also part of the investigation. Blood and urine were obtained from 35 clinically healthy cats of different pedigree, sex and age. Additionally, 12 cats were necropsied and samples of liver, bile and kidney were collected for the determination of vitamin A, caroteniods and RBP. Since the samples were randomly obtained from an animal hospital, no information concerning their nutritional status was available. Vitamin A (retinol and retinyl esters) and carotenoids were determined using a modified gradient reversed phase HPLC- system (Waters, Eschborn, Germany). The presence of RBP in plasma and urine was assessed using SDS-polyacrylamidgel electrophoresis and subsequent Western blot analysis. The distribution of RBP in liver and kidney samples was carried out using immunohistochemistry. In general, vitamin A was detected as retinol and retinyl esters (retinyl oleate, palmitate and stearate) in all specimens investigated (plasma, urine, bile, liver and kidney. RBP could be verified in all blood samples as well as in the hepatocytes of the liver and the proximal convoluted tubules of the kidney epithelial cells. RBP was not detectable in urine of healthy cats. The mean total vitamin A concentration in the plasma was 976 ng/ml. In the plasma, vitamin A was predominantly present as retinyl esters (75 %), whilst retinol shared 25 % of total vitamin A concentration. With regard to the retinyl ester pattern, retinyl stearate dominated with 60 % of total ester concentration, whilst retinyl palmitate was representing 37 % and retinyl oleate 4 % of total retinyl esters. In comparison with other carnivores, investigated cats had high vitamin A concentrations in the liver (4314 ± 2043 µg/g). Because there are species specific differences in the hepatic vitamin A concentrations among carnivores, a judgement of the vitamin A status by means of the vitamin A storage capacity of the liver can only be made if basic data are available which, however, requires defined feeding experiments. By contrast, only small vitamin A concentrations (11.4 ± 8.2 µg/g) can be detected in kidneys of cats. The kidneys of cats seem to play only a minor role in the storage of vitamin A. The vitamin A concentration in the renal cortex was higher than those in the renal medulla. Contrary to earlier investigations, in half of the investigated urine samples, vitamin A could be detected in form of retinol (24 ± 80 ng/ml) and retinyl esters (20 ± 62 ng /ml). Thus, it could be verified for the first time that cats are also able to excrete vitamin A physiologically in the urine. Since the lipophilic nature of vitamin A, it must be bound to protein in the aqueous environment of the urine. Because RBP could not be found in any of the urine samples of healthy cats, RBP can be excluded as possible carrier protein for vitamin A in urine. The existence of a similar protein in cats as THP in dogs and other canines needs further investigations. The inability of cats to excrete higher amounts of vitamin A with the urine could be considered as a possible cause for their increased susceptibility to chronic vitamin A intoxication. In contrast to healthy cats, distinct differences were found in the vitamin A metabolism in cats suffering from kidney disease, which showed also changed in lipid metabolism values. Because of the pathohistological alterations in the kidney tubules, modifications in the RBP metabolism can also be noted. Immunohistological sections show an accumulation of RBP in the epithelium cells lining the proximal convoluted tubules of the kidneys. Simultaneously, RBP-bound retinol was detected in urine samples of diseased cats. It is likely that the high concentration of retinyl esters in the plasma of cats suffering from the kidneys disease can be due to a decreased renal excretion of retinyl esters. The total concentration of retinyl esters in urine of diseased cats (mean: 2.77 ng/ml) is clearly reduced in comparison to healthy cats (mean value 20.5 ng/ml). In addition to the renal excretion of vitamin A, an excretion of retinol (0.67 ng/ml) with the bile could also be verified. β-carotene in a mean concentration of 14 ng/ml could be found in plasma of all examined cats. Moreover, lycopene and lutein in a similar concentration as well as traces of α-carotene, β-cryptoxanthin and zeaxanthin were detected. These results suggest that β-carotene and other carotenoids are physiologically absorbed in the intestine from the feed. Neither β-carotene nor any other carotenoids could be verified in liver, bile and kidney or in the urine. Diseased cats show less concentrations of β-carotene and other carotenoids in plasma, which is likelydue to a lower dietary supply and/or raised carotenoid requirement. This fact should be considered during the supply of diseased cats, because cats seem to be unable to synthesize vitamin A from β-carotene. That is why they represent a potential model for the investigation of carotene and carotenoids as antioxidants and immune modulators since there is no influence by the pro-vitamin-A-effect. In conclusion, the results of the study show that domestic cats possess a peculiar role among carnivores with regard to the storage of vitamin A in the liver, the excretion of vitamin A in the urine and metabolism of the β-carotene and carotenoids. These animals still offer a quite interesting model for further investigations.

CO2 als Stressor wurde bereits in einigen Studien zur Inkubation von Hühnerembryonen eingesetzt, wobei es Hinweise auf einen früheren Schlupf und eine geringere Aszitesanfälligkeit bei Bebrütung mit erhöhten CO2-Werten gibt (De Smit et al., 2008). Zur Vertiefung und weiteren Aufklärung der damit im Zusammenhang stehenden Wirkmechanismen wurden in den vorliegenden Untersuchungen zwei Mastgeflügelrassen (Ross und Isa) verglichen, die sich in ihrer Ausprägung von Aszites unterscheiden. Dazu wurde untersucht, welchen Einfluss erhöhte CO2-Werte in Kombination mit Normoxie oder erhöhter Luftfeuchtigkeit und moderater Hypoxie in den ersten zehn Tagen der Inkubation auf die embryonalen Flüssigkeiten haben. Sowohl im Blut als auch in der Amnionflüssigkeit wurden ausgewählte Gasparameter (pH, pO2, pCO2, HCO3- Hb, Hkt), Elektrolyte (K+, Na+, Ca2+,Cl-) und Metabolite (Glukose, Lactat), sowie morphologische Daten (Herz- und Körpermasse) erfasst. Bei den geprüften Gasparametern konnten signifikante Rassenunterschiede durch die NV (erhöhte CO2-Werte, Hypoxie und erhöhte relative Luftfeuchte) bis D10 mit eindeutiger Tendenz provoziert werden. Die Rasse Ross hatte hierbei niedrigere pH- und pO2-Werte im Blut sowie signifikant höhere pCO2- und HCO3--Werte in Blut und Amnionflüssigkeit als Isa. Die Hb- und Hkt-Werte waren dagegen gegenüber Isa erhöht, was auf eine angepasste Sauerstoffversorgung schließen lässt. Die Bedingungen bei NV aktivieren den Stoffwechsel von Ross stärker. Gleichzeitig wird das Kohlensäure-Bikarbonat-Puffersystem bereits pränatal beansprucht (höhere HCO3--Werte). Durch dieses embryonale Training kann die Leistungsfähigkeit des Puffersystems im adulten Tier verbessert sein. Außerdem zeigten die Gasparameter eine enge Beziehung zum Alter der Embryonen. Die verschiedenen, altersabhängigen Konzentrationen zwischen den Kompartimenten (Blut und Amnionflüssigkeit) werden durch die Blut-Amnion-Barriere aufrechterhalten. Die Elektrolytkonzentrationen zeigten ebenfalls signifikante Rassenunterschiede. Unter NV waren bei der Rasse Ross höhere Na+- und K+-Werte im Vergleich zur Kontrolle nachweisbar. Die Rasse Isa reagierte dagegen kaum. Es kann angenommen werden, dass die NV-Bedingungen zu einer frühzeitigen Konditionierung der für die Wasserregulation zuständigen Hormone führen und sich so teilweise die positiven Wirkungen hinsichtlich der Aszitesanfälligkeit erklären lassen. Bei der Rasse Ross zeigten sich unter NV-Bedingungen höhere Ca2+-Werte im Blut als bei Isa. Mittels Eischalenresorption werden Ca2+ und HCO3- gewonnen, was u.a. nötig für die Pufferung im Stoffwechsel ist. Die Bedingungen der NV führten zu einer erhöhten Korrelation der Konzentrationen von Na+ und Cl- zwischen Blut und Amnionflüssigkeit. Damit wird das Zusammenwirken dieser beiden Kompartimente belegt. Die Amnionflüssigkeit dient als Reservoir für das Blut. Die Untersuchung der Metabolite ergab unter der NV Rassenunterschiede in der Glukosekonzentrationen im Blut von Ross und Isa. Ross zeigte gegenüber Isa geringere Glukosewerte, die durch den erhöhten Stoffwechsel und den damit erhöhten Glukose-Verbrauch entstehen. Die Lactat- Werte zeigten keine Veränderungen. Auch die morphologischen Parameter zeigten Rassenunterschiede unter NV. Die Körper- und Herzmassen von NV-Ross waren gegenüber NV-Isa an den meisten Inkubationstagen erhöht, was durch den Bedarf des erhöhten Stoffwechsels erklärbar ist. Die Disproportionen nahmen bei NV- Ross insgesamt stärker zu als bei NV-Isa. Mit zunehmendem Alter der Embryonen sank der Anteil der Herzmasse an der Körpermasse. Es sind strukturelle Veränderungen am Herzen denkbar, mit der sich die Leistungsfähigkeit des Herz- Kreislaufsystems erhöht. Die Austauschmechanismen in der Blut-Amnion-Barriere wurden ebenfalls durch die NV beeinflusst (erhöhte Korrelation). Der durch NV erhöhte Stoffwechsel erklärt den von De Smit et al. (2008) beschriebenen früheren Schlupf bei Ross und auch die erhöhten Körpermassen und Disproportionen. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die NV (erhöhte CO2-Werte, Hypoxie und erhöhte relative Luftfeuchte) bis D10 fast alle geprüften Parameter stark beeinflusst hat. Dabei zeigten sich deutliche Rassen- und Altersunterschiede. Ross reagierte wesentlich sensitiver auf die NV als Isa (erniedrigte pH- und pO2-Werte bzw. erhöhte pCO2-Werte). Der Stoffwechsel von Ross wurde gesteigert. Durch die NV wurden das Puffersystem und die für die Wasserregulation zuständigen Hormone pränatal geprägt (erhöhte HCO3--, Ca2+- und K+- bzw. Na+-Werte). Dies könnte postnatal zu einem leistungsfähigeren Puffer- bzw. Hormonsystem führen und die Empfindlichkeit für Aszites senken., CO2 as a stressor has been used in earlier studies with chicken embryos. De Smit et al. (2008) stated that higher CO2 levels might even have beneficial effects in preventing ascites-syndrome in ascites-sensitive broilers. For a better understanding about the mechanisms triggered by CO2 two broiler-strains (Ross and Isa), differing in ascites-susceptibility, were compared to each other. The presented results show which influence higher CO2-levels in combination with normoxia or hypoxia and a higher relative humidity in the first ten days of incubation have on embryonic fluids (blood and amniotic fluid). We determined exclusive gas parameters (pH, pO2, pCO2, HCO3- ,Hb, Hkt), electrolyte contents (K+, Na+, Ca2+, Cl-) and metabolites (glucose, lactate) in blood and amniotic fluid and morphological parameters (heart- and bodyweights). Significant differences between the two strains in the gas parameters were achieved by NV (higher amounts of CO2 and a higher relative humidity) until D10. Ross showed lower pH- and pO2-levels in blood as well as significant higher pCO2- and HCO3--concentrations in blood and amniotic fluid than Isa. However an appropriate oxygen supply in Ross was accomplished by higher amounts of Hb and Hkt compared with Isa. NV stimulated Ross’s metabolism. Thus the carbonic acid- bicarbonate- buffer system has already been trained prenatal (higher HCO3--level). Due to the embryonic training the efficiency of the buffer system can be improved in the adult animal. Moreover the gas parameters showed a close relation to the embryos´ age. The different, age dependent concentrations between the compartments (blood and amniotic fluid) were maintained by the blood-amnion-barrier. The electrolyte concentrations also showed significant differences between the two strains. NV-Ross showed higher amounts of Na+ and K+ compared to the control group. Isa on the other hand did not reveal any differences between NV- and control group. It is assumed that NV conditions Ross’s hormone system which regulates water movement and excretion. So the positive effect to ascites-susceptibility can be explained. NV-Ross showed higher Ca2+ concentrations in blood than NV- Isa. This is due to eggshell resorption for generating HCO3- in order to buffer the lower pH in blood of NV-Ross. NV led to higher correlations in Na+ and Cl- between blood and amniotic fluid. This confirms the cooperation of these two compartments. The amniotic fluid serves as a reservoir for blood. By the examination of the metabolites it stood out that NV led to differences between the two strains. NV-Ross showed lower glucose levels in blood than Isa. Hypoglycaemia develops due to Ross’s higher metabolism and the higher demand for glucose. Lactate did not show any differences. Even the morphological parameters demonstrated differences between the two strains under NV. The heart- and bodyweights, shown by NV-Ross, were higher than the ones shown by NV-Isa. NV accelerates Ross’s metabolism and this explains the higher bodyweights. The disproportions between the body- and heartweights were more advanced in Ross than in Isa. With increasing of age the growth of the heart declines proportionally to the growth of the body. Structural, histological changes in the heart, which improve the efficiency of the cardiovascular system, are imaginable. The exchanging mechanisms in the blood- amnion-barrier were also influenced by NV (higher correlation). The increased metabolism due to NV explains the earlier hatch, described by De Smit et al. (2008), and the higher bodyweights and disproportions. Altogether NV (increasing CO2 levels, hypoxia and a higher relative humidity) until D10 influenced the tested parameter strongly. Thereby significant differences between the two strains and differences due to age were seen. Ross reacted more sensitive to NV than Isa (lower pH- and pO2-data resp. higher pCO2 concentrations). Ross’s metabolism was enhanced. Due to NV the buffer system and the hormones, which are responsible for water regulation in the egg, were influenced and stamped prenatal (higher HCO3--, Ca2+- and K+- resp. Na+ -data). This could lead to a more sufficient buffer- resp. hormone system postnatal and the susceptibility for ascites-syndrome could be lowered.

Untersuchungen an humanen Gehirnendothelzellen (HBMEC - brain microvascular endothelial cells) sowie an Tierversuchsmodellen mit neugeborenen Ratten und Hühnern konnten zeigen, dass das ibeA-Gen an der Pathogenese von systemischen E. coli-Infektionen beteiligt ist. IbeA ist in einer 20,3 kb großen chromosomalen Region lokalisiert, die von den Genen yjiD und yjiE flankiert wird. Diese Region ist als genetische Insel beschrieben und wird GimA (genomic island of meningitic E. coli containing ibeA) genannt. GimA besteht aus vier Operons (GimA1-4). Die E. coli, die die systemischen Infektionen auslösen, gehören den Pathovaren APEC (aviär pathogene) und NMEC (Neugeborenenmeningits- assoziierte E. coli) aus der Gruppe der extraintestinal-pathogenen E. coli (ExPEC) an. Beispielsweise ist ibeA in die Überwindung der Blut-Hirn-Schranke, einem wesentlichen Schritt in der Pathogenese der Meningitis beim Neugeborenen, involviert. Der putative Insertionslokus von GimA wurde mittels Long-Range-PCR und DNS-DNS-Hybridisierung mit dem Ziel untersucht, die Phylogenie von GimA aufzudecken. Weiterhin sollte der Inselcharakter von GimA eingehender analysiert werden. Die Untersuchungen wurden an insgesamt 410 E. coli-Isolaten durchgeführt. Im Probenumfang waren die Pathovare APEC, NMEC, UPEC (uropathogene) und SepEC (Septikämie-assoziierte E. coli) sowie Isolate aus Stuhlproben bzw. Kotproben von klinisch gesunden Menschen und Tieren enthalten. Darüber hinaus waren die 72 E. coli-Stämme der EcoR-Sammlung (E. coli reference collection) in den 410 Isolaten enthalten. Es konnte neben einer Variante des Insertionslokus, die ein vollständiges GimA (~20.3 kb) (16.1%) (GimA+) und einer, die keinerlei GimA-assoziierte Strukturen (64.4%) (GimA-) enthält, eine dritte Variante des Lokus identifiziert werden, die ein 342 bp großes Restfragment von GimA aufweist (19.5%) (GimA-remnant). Das vollständige GimA und das GimA-remnant waren fast ausschließlich mit der Phylogruppe B2 assoziiert. Zusätzlich trat das GimA-remnant bei Stämmen auf, die zum Multi-Lokus-Sequenztyp ST117 gehören und der rekombinanten Phylogruppe ABD zugeordnet sind. Die weiteren Phylogruppen (A, B1, AxB1, ABD (mit Ausnahme des ST117) und D) waren GimA-. Weiterhin konnten signifikante Assoziationen zwischen dem Vorkommen des vollständigen GimA und den Pathovaren APEC und NMEC gefunden werden. Das GimA-remnant war dagegen signifikant assoziiert mit UPEC sowohl menschlichen als auch tierischen Ursprungs. Ähnlich der Rolle, die ibeA in der Neugeborenenmeningitis-Pathogenese spielt, könnte dies einen möglichen Beitrag dieser Struktur zur Pathogenese von durch UPEC verursachten Harnwegsinfektionen andeuten. Eine Sequenzanalyse des ibeA-Gens ergab eine strikte Assoziation des Gens mit dem phylogenetischen Hintergrund. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass GimA ein originärer Bestandteil der Phylogruppe B2 ist. Ferner zeigten die Untersuchungen, dass ibeA innerhalb eines definierten phylogenetischen Hintergrundes (ST95-Komplex) keinem positiven Selektionsdruck ausgesetzt ist. Dementsprechend scheint die Evolution von ibeA aufgrund von neutraler Selektion zu erfolgen. Obwohl einige Kriterien für genetische Inseln erfüllt werden, sprechen diese Befunde gegen eine Mobilität von GimA und folglich auch gegen die Annahme, GimA sei eine genetische Insel. GimA scheint eher ein ursprünglicher Teil der Phylogruppe B2 zu sein. Um die Zugehörigkeit von GimA zum „core genome“ zu verdeutlichen sollte diese genetische Region besser als GimA-Lokus angesprochen werden Die Existenz von zwei weiteren Varianten des GimA-Lokus (GimA-remnant und GimA-) deutet auf eine Größenreduktion des Genoms in Form einer reduktiven Evolution hin. Dieser Prozess wird möglicherweise durch Veränderungen der pathogenetischen Bedeutung von einzelnen GimA-Komponenten in verschiedenen Habitaten verursacht. Bei von APEC und NMEC ausgelösten systemischen Infektionen konnten verschiedene Untersuchungen einen Beitrag zur Pathogenese zeigen. Einige GimA-Bestandteile sind für die Translokation der Blut-Hirn-Schranke von Bedeutung (ibeRAT – GimA4), während die übrigen in die Stressantwort des Erregers im Habitat „Blut“ involviert zu sein scheinen (GimA1-3). Der Harnapparat ist im Gegensatz zum Blut ein mit weniger Stressoren für E. coli behaftetes Habitat. Ensprechend könnten Gene, die die Überwindung der Blut-Hirn-Schranke vermitteln, an Bedeutung für E. coli verloren haben und in einem Prozess der Genomoptimierung deletiert worden sein. Lediglich das GimA-remnant blieb erhalten. Dies deutet an, dass diese Struktur bzw. ihre Erhaltung einen Selektionsvorteil bietet. Das GimA-remnant konnte als ORF identifiziert werden und könnte folglich an der Pathogenese von Harnwegsinfektionen beteiligt sein. Weitere Untersuchungen besonders zur Funktionalität des GimA-remnant sind notwendig. Die dritte Variante des GimA-Lokus kann auf zweierlei Wegen entstanden sein: (i) GimA ist in einem einzigen Schritt vollständig verloren gegangen oder (ii) im Anschluss an seine Entstehung das GimA-remnant ebenfalls deletiert worden. Im Falle von UPEC könnte letztere Möglichkeit das Resultat eines fortgesetzten Genomoptimierungsprozesses sein. Die resultierenden Stämme vermeiden eine Immunantwort des Wirtes und können somit als asymptomatische Besiedler im Harnapparat verbleiben., Studies on human brain microvascular endothelial cells (HBMEC) and on in vivo models (newborn rats and chickens) demonstrated that in particular ibeA is involved in the pathogenesis of several extraintestinal pathogenic E. coli (ExPEC) pathovars, including newborn meningitic (NMEC) and avian pathogenic E. coli (APEC). E. g. it is required for translocation of the brain blood barrier, a crucial step in the pathogenesis of newborn meningitis. IbeA is located on a 20.3 kbp chromosomal region flanked by yjiD and yjiE, termed GimA. GimA has also been reported to be a genetic island, consisting of four operons (GimA1-4). To unravel the phylogeny of GimA and to investigate its island character, the putative insertion locus of GimA was determined via Long Range PCR and DNA-DNA hybridization in 410 E. coli isolates, including APEC, NMEC, UPEC (uropathogenic), SepEC (septicemia associated E. coli) and human and animal fecal isolates as well as in 72 strains of the E. coli reference collection (EcoR). In addition to a complete GimA (~20.3 kb) (16.1%) (GimA+) and a locus lacking GimA (64.4%) (GimA-) a third pattern containing a 342 bp remnant of GimA could be found (19.5%) (GimA-remnant). The complete GimA and the GimA-remnant were almost exclusively associated with phylogroup B2. Additionally, the GimA remnant occurs among strains belonging to multilocus sequence type ST117 which is assigned to the recombinant phylogroup ABD. The remaining phylogroups (A, B1, AxB1, ABD (with the exception of ST117), and D) lack any GimA related structure. Moreover, significant associations between the complete GimA and the pathovars APEC and NMEC on the one hand and between the GimA-remnant and UPEC strains on the other hand could be identified. Alike the known contribution of ibeA to the pathogenicity of newborn meningitis, these findings may suggest a possible involvement of this structure in uropathogenicity. A detailed analysis of the ibeA sequences revealed a rigorous association to the phylogenetic background of the strains suggesting GimA originating from phylogroup B2. Moreover, this gene was not under positive selection in strains belonging to the ST95 complex. Thus, the evolution of ibeA seems to be driven by neutral selection, arguing against GimA being mobile. Although common criteria for genetic islands are partially fulfilled, GimA rather seems to be an ancestral part of phylogroup B2. In view of this affiliation to the core genome instead of being an island, it would be appropriate to assign this genomic region the name GimA locus. The existence of two other patterns reflects a genome reduction in a reductive evolution- like manner. The process of reduction in this genomic region may be driven by a shift in pathogenic importance of the GimA components in certain habitats. For systemic infections caused by APEC and NMEC a complete GimA is required. Some components mediate the entrance to the central nervous system (ibeRAT – GimA4), while the others are involved in stress response within the blood stream (GimA1-3). In contrast, the urinary tract is a completely different habitat exhibiting considerably fewer stressors for E. coli. Thus, genes allowing the translocation of the brain blood barrier as well as stress response genes may have lost its importance. Consequently, these genes might have been deleted in a genome optimization process and merely a remnant of GimA maintains. This structure may provide selective advantage and therefore maintains in the E. coli-chromosome. This GimA-remant could be identified as an ORF and is highly associated with UPEC. Hence, it may be involved in uropathogenicity. Further investigations are needed to determine the function of the GimA-remnant. The third variant (GimA-) could have emerged from both (i) directly by the loss of the complete GimA in a one step deletion event and (ii) subsequently following the reduction process leading to the GimA-remnant, respectively. The latter one could in the case of UPEC be the result of an ongoing genome optimization process leading to attenuated strains. Such strains avoid to provoke host response and may therefore maintain in the urinary tract as asymptomatically colonizers.

Die Blutuntersuchung kann beim Rind einen entscheidenden Hinweis auf den Gesundheitsstatus des Einzeltieres oder der Herde liefern. Die Analysemethoden wurden in den letzten Jahren verfeinert und das Qualitätsmanagement in die Labors eingeführt, so dass analytische Fehler stark zurückgegangen sind. Die vorliegende Studie sollte Rahmenbedingungen für den ex vivo-Umgang mit Blutproben liefern und so einen Beitrag zur Qualitätssicherung in der Rinderpraxis leisten. In diesem Zusammenhang wurde der Einfluss unterschiedlicher Blutentnahmesysteme und Transportbedingungen auf die Serumgehalte ausgewählter Stoffwechselparameter untersucht. Für den Vergleich verschiedener Blutentnahmesysteme wurden Serum-Monovetten®, die sowohl offen als auch geschlossen zum Einsatz kamen, und Vacutainer® mit und ohne Trenngel verwendet. Im Serum wurden zum Teil statistisch signifikante Unterschiede in den Parametergehalten festgestellt, was mit den unterschiedlichen Materialien der Röhrchen zusammenhängen kann. Einige Differenzen waren auch klinisch bedeutsam, da sie das Risiko einer diagnostischen Fehlinterpretation des Laborbefundes in sich bergen. In einem weiteren Versuch wurden Vacutainer® mit Trenngel verwendet, die unterschiedlichen Transportbedingungen bezüglich Temperatur, Transportdauer und Zentrifugationsstatus ausgesetzt wurden. Es zeigte sich, dass das Zentrifugieren der Blutproben auf die Stabilität der meisten Parameter einen größeren Einfluss hatte als die Temperatur. Eine kurze Transportdauer wirkte sich zusätzlich besser auf die Analyseresultate aus als eine längere, da auch im Serum weiterhin metabolische Prozesse ablaufen. Diese Prozesse sind jedoch geringgradiger als im Vollblut. Bei dieser Untersuchung wurden auch NaF/KOx-Röhrchen zur Glukose-Bestimmung mitgeführt. Es zeigte sich, dass der Glukosegehalt im Plasma der unzentrifugierten NaF/KOx-Röhrchen stärker variierte als in den zentrifugierten Serum-Röhrchen. Zusätzlich war der Glukosegehalt im Plasma signifikant niedriger als im Serum. Aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen ergaben sich die Empfehlungen, \- Referenzbereiche zusammen mit dem verwendeten Blutentnahmesystem anzugeben, \- Serum vor dem Transport der Blutproben abzuzentrifugieren, \- auf die Bestimmung einiger Parameter zu verzichten, wenn eine längere Transportdauer nicht vermieden werden kann und \- Serum-Röhrchen für die Bestimmung des Glukosegehaltes zu verwenden, wenn eine Zentrifuge verfügbar ist. Diese Arbeit hat gezeigt, dass die Präanalytik einen erheblichen Einfluss auf die Stabilität der Parameter in Rinderblutproben ausüben kann. Eine Standardisierung dieses Teilbereiches im Gesamtprozess der Analyse einer Blutprobe ist daher notwendig, um diagnostisch verwertbare Analyseresultate zu erhalten. Demzufolge sollten weitergehende Untersuchungen zu Wechselwirkungen zwischen Röhrchenmaterial und Serum durchgeführt, eine standardisierte Vorgabe zur Zentrifugationsmethodik von Rinderblutproben entwickelt und eigenständige Referenzbereiche für Glukose im Serum und Plasma festgelegt werden., Blood examination in cattle can be an important factor regarding the health status of single animals or of the herd. In the last few years, analytic methods have been refined and quality management was introduced in laboratory procedures. Thus, analytical errors could be reduced significantly. The objective of this study was to create the general framework for dealing with blood samples ex vivo and to provide guidelines for the quality assurance in cattle practice. To this end, the influence of different systems for blood sampling and transport conditions were examined with regard to serum concentrations of selected metabolic parameters. Open and closed serum monovettes® and vacutainers® with or without separator gel were used for the comparisons of different systems for blood sampling. Statistically significant differences were found for certain parameters, which could be related to the different materials from which the blood tubes were made. Certain differences were of clinical importance, since they bear the risks of diagnostic misinterpretations of laboratory results. In order to examine the relevance of different transport conditions, vacutainers® containing separator gel were transported at different temperatures, for differing periods of time and were either centrifugated or not. Apparently, centrifugation of blood samples was more important than temperature regarding the stability of most parameters. Short-term transportation caused more accurate results of blood analyses than if the samples had been transported for a longer period of time, since certain metabolic processes continue within the serum. However, activity of metabolic processes is less than in whole blood samples. Examination of NaF/KOx tubes for determination of glucose showed a greater variety in uncentrifugated plasma samples than in centrifuged serum samples. Moreover, glucose concentrations were significantly lower in the plasma than in the serum. Recommendations based on the results of this study are: \- citation of reference ranges according to the blood sampling system used; \- centrifugation of serum prior to the transport of the blood samples; \- certain parameters should not be examined in cases of long periods of transportation; \- serum tubes should be used for determination of glucose if a centrifuge is available. This study shows that preanalysis can be an important factor for the stability of parameters in bovine blood samples. Thus, standardisation of this process is necessary to obtain diagnostic reliable results when analysing blood samples. Accordingly, further studies on the interaction of serum and the material of blood tubes, standardised prerequisites on the centrifugation methods of bovine blood samples and individual reference ranges for glucose concentrations in serum as well as in plasma are necessary.

Bioaerosole in Nutztierställen stellen ein komplexes Gemisch verschiedenster luftgetragener Stoffe organischer Herkunft dar, die beim Menschen und aufgestallten Tieren gesundheitliche Beeinträchtigungen vor allem aufgrund ihrer infektiösen, allergie- und entzündungsauslösenden Potenz hervorrufen können. Endotoxine als Zellwandbestandteil gramnegativer Bakterien stellen hierbei die bedeutendste proinflammatorisch aktiv wirkende Bioaerosolkomponente dar, deren entzündungsauslösendes Potential es in der vorliegenden Arbeit genauer zu charakterisieren galt. Ziel der Untersuchungen war zum einen die Differenzierung zwischen endotoxinbedingter und nicht- endotoxinbedingter proinflammatorischer Aktivität von Bioaerosolproben aus Tierställen und zum anderen die Untersuchung, wie die Endotoxine bzw. proinflammatorisch aktiven Substanzen in Abhängigkeit vom aerodynamischen Durchmesser der Staubpartikel verteilt sind. Hierzu wurde ein semiquantitativer humaner Vollbluttest angewendet, bei dem das proinflammatorische Potential der untersuchten Bioaerosolfraktionen (einatembarer Staub, PM10) mit und ohne Zusatz von Polymyxin B, einem potenten Endotoxininhibitor, mittels immunologischer Standardverfahren (ELISA) ermittelt wurde. Zum Vergleich wurde ein Limulus-Amöbozyten-Lysat (LAL)-Test zur Bestimmung der Endotoxinkonzentration in den Bioaerosolproben angewendet. Die Untersuchungen zeigten, dass durch den Zusatz von Polymyxin B die proinflammatorische Aktivität der Bioaerosolproben und potentieller Bioaerosolquellen, wie Kot, Futter und Einstreu, im Mittel um 85% reduziert wurde. Die Endotoxine stellen somit die sowohl qualtitativ als auch quantitativ bedeutendste proinflammatorisch aktive Bioaerosolkomponente dar. Eine signifikante Korrelation zwischen der endotoxischen Aktivität im LAL-Test und der gesamt-proinflammatorischen Aktivität im Vollbluttest (r=0,817, α=0,01) zeigte, dass der LAL-Test, obwohl er nur die Endotoxine erfasst, auch zur Charakterisierung des gesamt-proinflammatorischen Potentials von Bioaerosolproben aus Tierställen genutzt werden kann. Somit stellt der LAL- Test unter Berücksichtigung von Zeit-, Arbeits- und Materialaufwand zurzeit die schnellere und einfacher handhabbare Methode im Vergleich zum Vollbluttest dar, um die Belastung mit proinflammatorischen Stoffen in der Luft von Tierställen zu beschreiben. Wichtig für die Anwendung beider Testsysteme sind auf jeden Fall standardisierte Bedingungen, wie Sammelmethodik (definierte Messgeräte, Sammelzeit, Filtergröße etc.) und die Durchführung des Tests unter festgelegten, wiederholbaren Konditionen. Zwischen der Staub- und der Endotoxinkonzentration der Bioaerosolproben konnte ebenfalls ein Zusammenhang festgestellt werden (r=0,949, α=0,01). Das heißt, je höher die Staubkonzentration der untersuchten Proben war, umso höher war auch die jeweilige Endotoxinkonzentration. Die Endotoxine scheinen also in der Luft von Tierställen vorrangig an Partikel gebunden zu sein, was auch schon mehrfach in der Literatur bestätigt wurde. Bezüglich der Verteilung der proinflammatorischen bzw. endotoxischen Aktivität in Abhängigkeit vom aerodynamischen Durchmesser der Staubpartikel konnte festgestellt werden, dass die proinflammatorischen Substanzen bzw. die Endotoxine relativ gleichmäßig in beiden untersuchten Staubfraktionen (einatembare Staubfraktion, PM10-Staubfraktion) verteilt waren. In zukünftigen Untersuchungen sollte geklärt werden, wie sich die Verteilung der Endotoxine in weiteren Staubfraktionen aus Tierställen, wie PM2.5 und PM1.0 darstellt. Eine Untersuchung potentieller Bioaerosolquellen, wie Kot, Futter und Einstreu, zeigte, dass der Kot der Tiere nachweislich eine der stärksten Quellen für luftgetragene Endotoxine darstellt. So dürften vor allem Maßnahmen, die eine Aerosolbildung aus kothaltigen Substanzen in Tierställen reduzieren, wie Überspülen des Kotstapels oder Kotbandes mit dem Abluftstrom, weiterhin Maßnahmen zur Staubbindung in der Stallluft (z.B. mit Wasser- oder Ölsprühsystemen) und eine optimierte Lüftungskontrolle einen effektiven Beitrag zur Verbesserung der Stallluftqualität liefern., Bioaerosols in animal stables represent a complex mixture of diverse airborne materials of organic origin, which can cause health impairments to humans and animals in stables due to their infectious, allergy and inflammation triggering potency. In this case endotoxins as a cell wall component of gramnegative bacteria represent the most important proinflammatoric actively working component of bioaerosols, which was to be characterized in this thesis more precisely. Aim of this study was on the one hand the differentiation between endotoxic and non-endotoxic proinflammatoric activity of bioaerosol samples from animal stables and on the other hand the analysis how the endotoxic and proinflammatoric active substances are distributed depending on the aerodynamic diameter of the dust particles. For this a semiquantitative human whole blood test was used with which the proinflammatoric potential of the analysed bioaerosol particles (inhalable dust, PM10-dust) was identified by immunological standard techniques (ELISA). The samples in the whole blood assay were tested with and without addition of Polymyxin B, a potent endotoxin inhibitor. For comparison a Limulus-Amoebocyte-Lysate (LAL)-test was used to determine the concentration of endotoxins in the bioaerosol samples. The investigations showed that by addition of Polymyxin B the proinflammatoric activity of the bioaerosol samples and potential sources of bioaerosol origins, like excrement, feed and litter, was reduced by 85% on the average. Endotoxins consequently represent the qualitative as well as quantitative most important proinflammatoric active bioaerosol component. A significant correlation between the endotoxic activity in the LAL-test and the total proinflammatoric activity in the whole blood test (r=0,817, α=0,01) proved that the LAL-test, although it only records endotoxins, can also be used for the characterization of the total proinflammatoric potential of bioaerosol samples from animal stables. Thus the LAL-test in consideration of time, work and material expenditure represents the faster and simpler method in comparison to the whole blood test at the moment to describe the amount of proinflammatoric substances in the air of animal stables. For the application of both test systems standardized conditions, like collecting-method (defined measuring instruments, measuring time, filter size etc.) and the performance of the test under defined, repeatable conditions are most important. There also was found a relationship between the concentration of dust and endotoxin in the bioaerosol samples (r= 0,949, α= 0,01). That means, the higher the dust concentration of the analysed samples, the higher was the respective endotoxin concentration. Endotoxins seem to be mainly bound to particles in the air of animal stables, which was confirmed in literature for several times. Concerning the distribution of the proinflammatoric and endotoxic activity depending on the aerodynamic diameter of the dust particles it was established that the proinflammatoric substances and the endotoxins were constantly distributed in both tested dust fractions (inhalable dust, PM10 dust). It should be analysed in future experiments how the endotoxins are distributed in further dust fractions from animal stables, like PM2.5 and PM1.0. An investigation of potential bioaerosol sources, like excrement, feed and litter, suggest that the animal’s excrement represent one of the highest sources for airborne endotoxins. Measures for the reduction of emissions which reduce aerosol formation from excrement containing substances in animal stables, like flushing of the excrement pile or excrement belt with the exhaust air stream, further measures of binding dust in the stable air (for instance water- or oil spraying systems) and an optimized ventilation control provide an effective contribution for improvement of the air quality in animal stables.

Die Möglichkeit der Übertragung von vCJD durch Bluttransfusionen stellt ein großes Risiko für das Blutspendewesen dar. Dieses Risiko könnte durch die Einführung eines Screening-Tests zum Nachweis von vCJD in präklinischen Stadien minimiert werden. Auf der Suche nach einer geeigneten Plattform zur Entwicklung eines Screening-Test im Blut wurde die PrPC-Spaltung durch mittels Streptokinase (SK) aktiviertes Plasminogen und/oder Aufdecken von Kryptepitopen in PrPSc nach Denaturierung untersucht. In einem speziell konzipierten ELISA-Test mit zwei monoklonalen Antikörpern wurde die PrPC- Spaltung durch endogenes Plasmin nachgewiesen. Nach 60 Minuten Inkubation bei 37°C mit 44 kU/ml SK wurden nur 20 % der PrPC-Ausgangskonzentration im Plasma detektiert. Humane Plasmaproben, aufgestockt mit Hirnhomogenisaten aus gesunden und an Scrapie erkrankten Hamstern, wurden nach vier verschiedene Vorbehandlungen im ELISA ausgetestet: native Proben, Proben nach Plasminspaltung, denaturierte Proben und Proben nach Plasminspaltung und Denaturierung. Unter diesen Testbedingungen konnte keine PrPSc-Spaltung durch SK-aktiviertes Plasminogen festgestellt werden. Die Denaturierung der pathologischen Proben konnte eine Scrapie-Hirnhomogenisat-Verdünnung in Humanplasma von 10-3,5 signifikant von den normalen Proben unterscheiden. Die Einführung der Plasminspaltung vor der Denaturierung erzeugte einen signifikanten Unterschied der pathologischen Proben von den normalen Proben bis zu einer Hirnhomogenisat-Verdünnung in Humanplasma von 10-3,6. Der entwickelte ELISA-Test ist ein neues und relativ einfaches Verfahren zum Nachweis von PrPSc in humanem Plasma. Nach Optimierung der Nachweisgrenze könnte er zum Blutspender-Screening-Test weiterentwickelt werden., The possibility of vCJD-transmission by blood transfusion represents a high risk for blood supply. The implementation of a screening test for detection of vCJD in preclinical stages could minimize that risk. In search of appropriate platform for the development of a blood screening test the PrPC cleavage by streptokinase (SK) activated plasminogen and/or exposure of a cryptepitopes in PrPSc after denaturation was investigated. In a special designed ELISA test with two monoclonal antibodies the PrPC cleavage by endogenous plasminogen was demonstrated. After 60 minutes incubation at 37°C with 44 kU/ml SK only 20% of the PrPC initial concentration were detected. Human plasma samples, spiked with brain homogenates from normal and scrapie-infected hamsters, were investigated in ELISA after four different pretreatments: native samples, samples after plasmin cleavage, denaturated samples and samples after plasmin cleavage and denaturation. Under the test conditions PrPSc cleavage by SK- activated plasminogen couldn’t be detected. The denaturation of the samples significantly differentiated between normal and pathological samples up to 10-3,5 dilution of scrapie-infected brain homogenate in human plasma. The implementation of plasmin cleavage before the denaturation produced a significant difference between the pathological and normal samples up to 10-3,6 homogenate dilution in plasma. The represented ELISA test is new and relative simple procedure for detection of PrPSc in human plasma. After further optimization of the detection limit it could be used as blood donors screening test.

Einfluss auf die gemessenen Parameter. Dieser langfristige Einfluss hat Vorgänge eingeleitet, die auf eine Adaptation deuten. Lange (2005) fand eine Dickenzunahme des Septums, was auf erhöhte Herzarbeit schließen lässt. Im Vergleich zur chronischen Beeinflussung führte kurzfristiger Sauerstoffmangel im Blut zu signifikanten Unterschieden des pH-Wertes (an allen Untersuchungstagen), des pO2 (selektiv) und des Bikarbonatgehaltes (selektiv) im Vergleich zu den nicht behandelten Gruppen. Dies deutet darauf hin, dass die Einstellung dieser Werte nach Stressorwirkung sehr empfindlich geregelt wird. Der pH-Wert im Blut wird unter allen Einflüssen zwischen 7,5 bis 7,6 gehalten, in der Amnionflüssigkeit zwischen 6,7 bis 6,9. Der altersabhängige Abfall im Blut und der vergleichbare Anstieg des pH-Wertes in der Amnionflüssigkeit zeigt eine Feinabstimmung in Abhängigkeit vom Alter. Diese Konstanthaltung in engen Grenzen, aber auf unterschiedlicher Höhe in beiden Flüssigkeiten, unterstützt die Aussage, dass beide Kompartimente unterschiedlich geregelt werden können. Die untersuchten Elektrolyte stehen ebenfalls in enger Beziehung zum Alter der Embryonen. Veränderte Inkubationsbedingungen führten innerhalb einer Flüssigkeit an einzelnen Tagen zu signifikanten Veränderungen. Zwischen beiden Flüssigkeiten kommt es nach D12 zu signifikanten Beeinflussungen. In der Amnionflüssigkeit stiegen die Konzentrationen an K+ und Ca2+ mit zunehmender Inkubationsdauer (Auffangbecken im Zusammenhang mit dem Blut), die Konzentrationen an Na+, Cl- und Lactat- fielen (Lieferung für das Blut). Die Amnionflüssigkeit entspricht bezogen auf Na+, K+ und HCO3 - der intrazellulären und das Blut der extrazellulären Ionenkonzentrationen. Die Konzentrationen an Glucose und Laktat unterscheiden sich zwischen Blut und Amnionflüssigkeit um das 30- bis 50fache. Die Glucose zeigte einen altersabhängigen Anstieg im Blut (D12=6,77 bis D20=10,82 mmol/l). In der Amnionflüssigkeit lag die Konzentration bei 0,2 mmol/l und blieb über den gesamten Untersuchungszeitraum konstant. Hyperthermie führte bei der Glucose im Blut zu größten Abweichungen im Vergleich zur Kontrolle, Hyperthermie und Sauerstoffmangel dagegen hatten keine Abweichungen zur Folge. Lactat zeigte einen altersabhängigen Abfall in beiden Flüssigkeiten. An allen Inkubationstagen zeigte sich ein signifikanter Unterschied nach langfristigem Sauerstoffmangel. Embryonen- und Herzgewicht stiegen mit zunehmendem Alter. Hyperthermie hatte zum Ende der Inkubation ein geringeres Körper- und Herzgewicht im Vergleich zur Kontrolle zur Folge. Hyperthermie und Sauerstoffmangel dagegen führten zu einem höheren Herzgewicht und hatten keinen Einfluss auf die Embryonengewichte. Blut und Amnionflüssigkeit stehen in enger Verbindung über das Endothel der Gefäße und das Epithel des Amnions. Die Amnionflüssigkeit scheint Reservoir und Lieferant der geprüften Gase, Elektrolyte und Metabolite für den Stoffwechsel des Embryos unter physiologischen und belastenden Bedingungen zu sein. Es wurden unterschiedliche Konzentrationen bei Gasparametern, in der Konzentration der Elektrolyte und der Glucose im Blut und in der Amnionflüssigkeit gemessen, verursacht durch Alter, Temperatur und Sauerstoffmangel. Damit ist die Grundlage für veränderten hydrostatischen und (kolloid)osmotischen Druck gegeben. Diese Einflüsse können zu veränderter Elektrolyt- und damit Wasserbalance im Embryo führen. Im schnell wachsenden Masthähnchen kommt als weitere Komplikation die mangelhafte Kapillarisierung der weißen Brustmuskulatur hinzu. Das Herz muss mit erhöhtem Druck arbeiten, was zu Links- und Rechtsherzinsuffizienz führen kann. Damit wäre zumindest teilweise das häufige Vorkommen der Ascites bei Mastgeflügel u.a. auch im Zusammenwirken des Blut- und Amnionkompartiments zu erklären., The influence of reduced oxygen and/or increased temperature leads to demonstrable adaptation mechanisms with respect to morphological structures and hormonal regulation in the chick embryo of the race of White Leghorn hens (Tönhardt et al. 1995). In the following work, the influence of oxygen deprivation and/or elevated temperature on the ion composition of the blood and amniotic fluid has been examined during the second third of the incubation period, i.e. days 10-20 (D10-D20). Thus, an evidence for the functional cooperation of the two compartments should be carried out with the adjustment to this exposure of stress. Fertile eggs of the race of White Leghorn hens were treated during the embryonic period of D6-D12 with reduced oxygen (chronically; 15% O2) or with increased temperature (39.5°C) and during the period D8-D12 with reduced oxygen and increased temperature (chronically; 15% O2 and 39.5°C). Likewise, the effects of a short reduction in oxygen (acute; 10% O2 for 15 min) was examined. We collected selected gas parameters, measured in the blood as well as in the amniotic fluid (pH, pO2, pCO2, sO2), electrolytes (K+, Na+, Ca2+, Cl-) and metabolite (glucose, lactate) by means of blood-gas-analyzer Radiometer Copenhagen ABL 605® as well as morphologic data (heart- and body weight). The tested gas parameters are closely correlated with the age of the embryo. Thus, the pH value of the blood and in the amniotic fluid falls with increasing incubation time. An agerelated decrease also occurs with respect to oxygen saturation (sO2) in the blood. The partial pressure of the oxygen (pO2) similarly drops, whereas this value shows an increase in the amniotic fluid. The partial pressure of carbon dioxide (pCO2) rises in both the blood and amniotic fluid. These various changes in the tested gas parameters clearly indicate on the characteristic of the two membranes (epithelium of the amnion and endothelium of the capillary). The transportation processes between the two compartments are feasible and for this reason different concentrations in both compartments are sustained. The increased temperature and chronic oxygen deprivation did not have significant influence on the measured parameters. This long-term treatment probably stimulates a regulatory mechanism, thereby indicating that adaptation has taken place. Lange (2005) found a thickness increase of the septum, which suggests increased heart work. In comparison with the chronic effects, short- term oxygen deprivation in the blood leads to significant differences in pH values (on all examined days), in pO2 (selective) and in bicarbonate levels (selective) from the control group. The maintenance of these values thus requires a longer adaptation. This point to the fact, that the attitude of these values is very sensitively regulated after influence of stress. The pH value in the blood is kept between 7.5 to 7.6 under all influences, in the amniotic fluid between 6.7 to 6.9. The age-dependent decline in the blood and the comparable rise of the pH value in the amniotic fluid shows a fine adjustment as a function of the age. This stabilisation within narrow confines, but on different height in both liquids, supports the statement that both compartments can be differently regulated. The tested gas parameters are closely correlated with the age of the embryo, too. Alterations in incubation conditions lead, on specific days, to clear changes within one fluid. Significant influences occur between the two fluids after D12. In the amniotic fluid, the concentrations of K+ and Ca2+ increases with incubation time (storage function in relation to the blood), whereas the concentrations of Na+, Cl- and lactate fall (delivery to the blood). The amniotic fluid conforms, related to Na+, K+ and HCO3 to the intracellular and the blood to the extracellular ion concentrations. The measured metabolites glucose and lactate show great differences between the blood and amniotic fluid. Glucose rises age-dependently in the blood (D12=6.77, D20=10.82mmol/l). In the amniotic fluid, however, only a lower order of magnitude of glucose is measurable and this remains constant during the examined period (0.2mmol/l). Hyperthermia leads with glucose to the largest deviations in the comparison with the control. Hyperthermia and oxygen deficiency did not show any variances. Lactate exhibits an age-related fall in both fluids and is significantly affected on all examined days following long-term oxygen deprivation. The weights of the embryo and heart increase with increasing age. A rise in incubation temperature caused a smaller body and heart weight at the end of the incubation in comparison to the control. Hyperthermia and oxygen deficiency did lead to a higher heart weight and had no influence on the embryo weights. Blood and amniotic fluid are in close contact across the endothelium of the blood vessels and the amniotic epithelium. The amniotic fluid seems to be a reservoir and supplier for the examined gases, electrolytes and metabolites for the metabolism of the embryo under physiological and aggravating conditions. Different concentrations were measured in the concentration of the gas parameters, in the concentration of the electrolytes and glucose in the blood and in the amniotic fluid, caused by age, temperature and oxygen deficiency. Therefore the basis for changed hydrostatic and (colloid)osmotic pressure is given. These influences can lead to changed electrolyte and thus water balance in the embryo. For this reason you could at least partly explain the prevalent appearance of ascites in mast poultry, e.g. in the cooperation of the blood- and amnion compartment. In fast growing mast broilers the unsatisfactory capillarysation of the white breast musculature is added as a further complication. The heart has to work with increased pressure, which can lead to left- and/or right heart insufficiency.

5. Zusammenfassung Das Ziel dieser Arbeit war es, ein wissensbasiertes Expertensystem zur Anämiediagnostik zu entwickeln. Die Software j.MD - Java System to Support Medical Diagnostik Reasoning, der Firma Wormek in Kooperation mit Sysmex Deutschland war vorgegeben. Aufbauend auf allgemeingültigen Erläuterungen zur Anämiediagnostik, morphologischen Kriterien und ätiologisch-pathogenetischer Gesichtspunkte wurden Entscheidungsbäume gebildet, die die Grundlage für das Regelwerk der Wissensbasis in j.MD darstellten. Die Erstellung des Expertensystems mit der Struktur der j.MD-Software, die auf das Vorgängermodell Pro.M.D. aufbaut, war der zentrale Abschnitt der vorliegenden Arbeit. Die drei Teilbereiche der j.MD-Software – Erstellung und Testung von Wissensbasen (j.MD-Knowledge Editor mit j.MD Debugger) sowie die seperate Benutzeroberfläche für den Anwender (j.MD Front End) – wurden vorgestellt und untersucht. Der Debugger ist das Prüfelement der Knowledge- und Text Base und zeigt bei der Überprüfung und Fehlersuche gleichzeitig den Ort des fehlerhaften Elementes an. Mittels des Front End ist der Nutzer in der Lage, schnell seine Daten zu überprüfen und sofort einen Befundkommentar (Report) zu erhalten. Dieser Report ergibt sich aus der Verarbeitung der Links zwischen den Elementen der Knowledge- und der Text Base, gemäß den vorab definierten Konzepten und Regeln. Der Bericht wurde in einer definierten, individuell festlegbaren Struktur präsentiert. Im Rahmen der Programmierarbeit kam diesem Element jedoch eine untergeordnete Bedeutung zu. Es wurde eine Wissensbasis zur Anämiediagnostik (rotes Blutbild) erstellt, die sich aus zwei Hauptteilen, der Knowledge Base und der Text Base zusammensetzt. Insgesamt beinhalten beide Teile 76 Konzepte und Unterkonzepte mit 76 dazugehörigen Regeln sowie 30 Laborparameter. Den Laborparametern wurden die entsprechenden LOINC-Codes zugeordnet. Ferner wurden zusätzliche Regeln programmiert, die den Befundbericht in der Text Base definieren (Layout). Außerdem wurden 100 Testpatienten mit Laborparametern angelegt, da eine Überprüfung der programmierten Daten (Konzepte, Regeln) im Testelement Debugger nur mithilfe von Patientendaten möglich ist. Die Testpatienten wurden mit der j.MD-Software angelegt. Die Testdaten müssen jedoch extern auf der Festplatte des Computers gespeichert werden und sind in j.MD nicht zu sehen. Die Ergebnisse aus der Datenüberprüfung im Debugger werden in dem sogenannten Befundkommentar (Report) zusammengefasst dargestellt. Es konnte gezeigt werden, dass j.MD zur Entwicklung von wissensbasierten Expertensystemen geeignet ist, jedoch die Anwendung für Laien ohne Einführung und begleitende Expertenunterstützung nicht möglich ist. Obwohl j.MD in der plattformunabhängigen Programmiersprache JAVATM erstellt wurde, was die problemlose Integration in ein vorhandenes Labor-EDV-System ermöglichen sollte, war die Software nicht selbsterklärend, sodass trotz eines Einführungsseminars die Unterstützung durch einen sogenannten „knowledge engeneer“ in Anspruch genommen werden musste. Erschwerend kam in der vorliegenden Untersuchung hinzu, dass die Software zum Zeitpunkt der Erstellung des Expertensystems nicht fertig entwickelt war, Fehler (Bugs) waren vorhanden und mussten kontinuierlich durch die Firma Wormek korrigiert werden. Die Einbindung einer vorinstallierten LOINC© Datenbank zur Identifikation von Laborparametern ermöglichte eine exakte Codierung von Parametern und bot gleichzeitig eine Verbindung zu internen Kommunikationssystemen. Die regelmäßig vom Regenstief Institut aktualisierte Datenbank war ein hilfreiches Element der Software, da die Laborparameter nicht einzeln neu definiert werden mussten. Das Ziel, ein wissensbasiertes Expertensystem zur Anämiediagnostik mithilfe der Software j.MD zu erstellen, wurde erreicht. Aufgrund verschiedener Schwierigkeiten in der Anwendung und diverser Unzuverlässigkeiten des Systems sowie unerwarteter Einschränkungen wie etwa die Tatsache, dass nur eindeutige Referenzbereiche und nur das rote Blutbild in das Expertensystem eingebracht werden konnten, wurde jedoch auf eine Integration des j.MD Expertensystems in die Labor-EDV in Marburg verzichtet., Summary The aim of this thesis was to develop a knowledge-based expert system for the diagnosis of anaemia. The software j.MD - Java system to Support Medical Diagnostic Reasoning - was provided by the company Wormek in cooperation with Sysmex Germany. Building on universally valid explanations for the diagnosis of anaemia (such as morphological criteria and aetiologic-pathogenetic viewpoints) that formed the basis for the set of rules in the j.MD knowledge base, decision trees where constructed. The production of an expert system, with the j.MD software on the predecessors model Pro.M.D., is the central segment of the present work. Three subranges of the j.MD software – production and testing of knowledge bases (j.MD-Knowledge Editor with j.MD Debugger) as well as the separate user interface (j.MD Front End) – were introduced and examined. The j.MD Debugger is the validation tool of the knowledge-base and text-base, and was used to identify a faulty element which occurred when a mistake was present in a decision tree or the input patient data. While the Front End tool not only enables the user to quickly check the data but also generates the report immediately. This report arises from processing the links between the elements of the knowledge base and text base, according to the concepts and rules of the expert system. The report was presented in a defined, individually fixable structure. Of minor importance was the reports programming layout and structure. A knowledge base was provided to the anaemia diagnostics (red blood count) which consists of two main parts, the knowledge base and the text base of the expert system. All together both parts contain 76 concepts and subconcepts with 76 matching rules as well as 30 laboratory parameters. The suitable LOINC codes were assigned to the laboratory parameters. Additional rules were necessary to define layout and structure of the report in the text base. Data (concepts and rules) could only be tested if the debugger tool had patients data for its validation. Therefore 100 test patient sets with laboratory parameters were designed within j.MD, however, the test data had to be stored externally on the hard drive of the computer and are not visible in the j.MD programme. The results of the debugger data validation are summarised and shown in the j.MD Report. j.MD is a suitable software for the development of knowledge-based expert systems. However, for laymen the programming is very difficult, especially without introduction and accompanying experts support. In spite of an introduction seminar, the support of a so-called knowledge engineer was much appreciated as the software was not self-explanatory. As j.MD was written in JAVATM, the platform-independent computer language, it should have provided an easy integration into given laboratory computer environment. During construction and programming of the knowledge base, it was extremely difficult to deal with updates and new features for the software. At that time j.MD was not at end product stage and therefore bugs had to be eliminated. Errors also occurred with the integration of new updates which again had to be corrected by the company Wormek. The preloaded LOINC© data bank provided laboratory parameters, which allowed an exact coding of parameters and offered at the same time a connection with internal communication systems. The data bank is regularly updated by the Regenstief Institute and proved to be a very useful element as the laboratory parameters did not have to be defined anew. The aim to generate a knowledge-based expert system for the diagnosis of anaemia with the help of the j.MD software was achieved. On account of the various difficulties in usability and liability, as well as unexpected restrictions (for example, the fact that only unequivocal authoritative areas and only the red blood count could be introduced in the expert system), the integration of the j.MD expert system into the laboratory computer and analytical system in Marburg was deemed inappropriate.

In der vorliegenden Arbeit wurde im ersten Teil der Untersuchungen zur Einführung des Stewart-Modells in Diagnostik und Therapie Referenzbereiche der Stewart-Variablen bei Kälbern erstellt. Dazu wurde bei 17 Kälbern am 1., 3., 7., 14. und 28. Lebenstag arterielles und venöses Blut sowie Harn entnommen. In den Blut- und Harnproben wurden Serum-[SID3], -[SID4], -[Atot-Alb], -[Atot- Pro], -[SIG], PaCO2 und PvCO2 sowie Harn-[SID3] bestimmt. Die ermittelten Referenzbereiche werden - mit Ausnahme von Harn-[SID3] - als repräsentativ angesehen und stehen für die Diagnostik von Störungen des SBS nach dem Stewart-Modell zur Verfügung. Ziel des zweiten Teils der Untersuchungen an Kälbern war, den Einfluss von oralen Rehydratationstränken (ORT) in unterschiedlichen Zusammensetzungen auf abomasale Bedingungen wie pH, Osmolalität und [SID3] sowie den systemischen SBS nach dem Stewart-Modell zu prüfen. Gleichzeitig sollten die Auswirkungen von ORT auf die Milchgerinnung in vitro und in vivo untersucht werden. Dazu wurde bei drei Kälbern im Alter von 14, 18 und 26 Tagen eine PVC-Kanüle in den Labmagen operativ eingesetzt. Bei den Kälbern wurde vor und ½, 1, 2 und 4h nach Fütterung von Milchaustauscher (MAT), MAT-ORT-Gemischen und Wasser-ORT-Gemischen Proben von Labmageningesta entnommen. In den Labmageningesta wurden der pH-Wert, die Fläche unter der pH-Zeit-Kurve (area under curve= AUC), die Osmolalität sowie die [SID3] ermittelt. Als Zeichen der stattgefundenen enzymatischen Gerinnung wurde außerdem Caseinomakropeptid (CMP) in den Labmageningestaproben per HPLC und SDS-Page quantifiziert. Zur Beurteilung des systemischen SBS wurden die Stewart-Parameter Serum-[SID3], -[Atot-Alb], -[Atot-Pro] und -[SIG] in den venösen Blutproben, die vor der Fütterung und 2 bzw. 4h postprandial entnommen wurden, bestimmt. In vitro wurde die enzymatische Milchgerinnung durch Chymosin bei nativem pH-Wert und nach Ansäuerung des MAT und der MAT-ORT- Gemische auf pH~5,5 durch Messung der dynamischen Viskosität geprüft. Die Säuregerinnung von MAT und MAT-ORT-Gemischen bei pH≤4,7 wurde durch Messung der statischen Viskosität erfasst. Nach Fütterung von MAT stieg der abomasale pH-Wert auf 5,19±0,67 (AUC=937±200) an und sank dann kontinuierlich ab. Vier Stunden nach der Tränkung konnten die Nüchternwerte des pH-Wertes in den Labmageningesta wieder gemessen werden. Nach Fütterung der MAT-ORT-Gemische war die Auslenkung des abomasalen pH-Wertes größer als nach alleiniger MAT- Fütterung. Die Ausgangswerte des pH-Wertes im Labmagen wurden erst nach 5,5-6h wieder erzielt. Dabei ist es bemerkenswert, dass nicht der pH-Wert der Tränke mit der Auslenkung des pH-Wertes in den Labmageningesta korrelierte, sondern dass viel mehr eine Korrelation zwischen dem [SID3]-Wert der Tränke und der AUC der pH-Zeit-Kurve nach Fütterung von MAT, MAT-ORT-Gemischen sowie Wasser- ORT-Gemischen bestand. Der abomasale pH-Wert korrelierte auch mit dem [SID3]-Wert der Labmageningesta. Dies unterstreicht die Bedeutung der SID für die Einstellung des pH-Wertes im Labmagen. Nach Fütterung der Wasser-ORT- Gemische war die abomasale pH-Wert-Auslenkung geringer und zeitlich verkürzt. Dies resultiert aus den niedrigen [SID3]-Werten, der niedrigen Osmolalität, dem niedrigen Energiegehalt sowie der fehlenden Gerinnung der in Wasser zubereiteten ORT. Durch die verkürzte abomasale Transitzeit von Wasser-ORT- Gemischen können die wirksamen Inhaltsstoffe schneller im Dünndarm absorbiert werden. Das ist für die unverzügliche Rehydratation von durchfallkranken Kälbern vorteilhaft. In vitro konnte eine Störung der Milchgerinnung bei zwei der geprüften MAT-ORT-Gemische durch einen ausbleibenden Anstieg der Viskosität nach Enzymzugabe dargestellt werden. Nach Ansäuerung auf pH~5,5 mit Salzsäure und Enzymzugabe - wie es unter natürlichen Umständen im Labmagen geschieht - konnte bei jeder Zubereitung Milchgerinnung durch die Erhöhung der Viskosität detektiert werden. Auch die alleinige Gerinnung durch Säure bei pH≤4,7 war in allen MAT-ORT-Gemischen gegeben. Die Milchgerinnung in vivo konnte durch das Vorliegen von zwei Phasen in den Labmageningestaproben nachgewiesen werden. Durch die CMP-Bestimmung in den Labmageningesta, die 30min nach der Fütterung entnommen wurden, mittels HPLC und SDS-Page konnte bestätigt werden, dass enzymatische Milchgerinnung stattgefunden hat. Durch Vergleich der AUC der CMP-Peaks der HPLC nach Fütterung der verschiedenen Tränken konnte kein statistisch signifikanter Unterschied ermittelt werden. Demnach wird die Milchgerinnung im Labmagen durch die gleichzeitige Gabe von Milch/MAT und handelsüblichen ORT nicht gestört. Nach Fütterung von ORT, die [SID3]-Werte ≥92mmol/l aufwiesen, konnte ein Anstieg von Serum-[SID3] im Blut nachgewiesen werden. Die ansteigenden Serum-[SID3] und die zeitgleich nach jeder Tränkung auftretende Verminderung von Serum-[Atot] führen zur alkalischen Reaktionslage im Organismus, wodurch die Azidose durchfallkranker Kälber wirkungsvoll bekämpft wird., The introduction of the Stewart model of acid-base status into standard veterinary diagnostics and clinical practice is limited by the lack of reliable reference values for calves. For this reason, the first part of the present publication is concerned with the establishment of such reference values. For this purpose arterial and venous blood samples as well as urine samples of 17 calves were collected at days 1, 3, 7, 14 and 28 post natum. In the blood and urine samples Serum-[SID3], -[SID4], -[Atot-Alb], -[Atot-Pro], -[SIG], PaCO2, PvCO2 and Urine-[SID3] were determined. The calculated reference values are representative - with the exception of Urine-[SID3] - and are available for clinical diagnostics of disturbances of acid-base status according to the Stewart model. Aim of part two of the present study was to analyze the influence of differently prepared oral rehydration solutions (ORS) on abomasal parameters such as pH, osmolality and [SID3] as well as on the Stewart variables of acid-base status in blood. Simultaneously, the effects of ORS on milk clotting in vitro and in vivo were examined. Three calves aged 14, 18 and 26 days were surgically instrumented with an abomasal plastic cannula. Samples of the abomasal fluid were taken before and ½, 1,2 and 4h after feeding of milk replacer (MR), MR-ORS- and Water-ORS-mixtures. In abomasal ingesta pH, area under curve of the pH-time-curve (AUC), osmolality and [SID3] were determined. In order to quantify enzymatic milk clotting in the abomasum, Caseinomacropeptid (CMP) was measured in the abomasal fluid by HPLC and SDS- Page. For evaluation of the systemic acid-base status of the calves the Stewart variables Serum-[SID3], -[Atot-Alb], -[Atot-Pro] and -[SIG] were detected in venous blood samples, which were taken before and 2h respectively 4h after feeding. The in vitro milk clotting by chymosin both at the original pH and after acidification at pH~5,5 of the MR and the MR-ORS-mixtures was quantified by measuring dynamic viscosity. The milk clotting by acid of MR and MR-ORS-mixtures at pH≤4,7 was registered via Measurement of static viscosity. After feeding of MR the abomasal pH reached values of 5,19±0,67 (AUC=937±200) and then pH continuously dropped. Four hours after feeding the fasting values were re-established. After feeding of MR-ORS-mixtures the maximum performance of pH in the abomasal fluid was greater than after an exclusive MR feeding regime. The bench mark of abomasal pH was achieved 5,5-6h after feeding. It is remarkable that the pH of the MR and ORS do not correlate with the AUC of the pH-time-curve in the abomasal fluid. Instead, there was a correlation between the [SID3]-values of the different feeding regimes and the AUC. The abomasal pH also correlated with the abomasal [SID3]-values. This emphasizes the meaning of SID for the adjustment of pH in the abomasal fluid. After feeding of Water-ORS-mixtures, the deflection of abomasal pH was shortened, because of lower [SID3]-values, lower osmolality, less energy content and absent milk clotting of the ORS prepared in water. Due to shortened abomasal transit of Water-ORS-mixtures the absorption of the efficacious substances of the ORS occurs faster. This seems to be beneficial for the immediate rehydration of calves with diarrhoea. In vitro two of the MR-ORS-mixtures failed to clot milk. After addition of chymosin no increase of viscosity was detected. After acidification at pH~5,5 with hydrochloric acid and addition of the enzyme - occurring naturally in the abomasum of calves - milk clotting was measured in every case. Also, acidification without chymosin at pH≤4,7 caused milk clotting in every MR-ORS-mixture. The milk clotting in vivo was demonstrated by the existence of two phases, the coagulum and the wheat, in the samples of abomasal fluid after feeding MR and MR-ORS-mixtures. By the use of HPLC and SDS-Page, CMP could be identified in every sample of abomasal fluid after feeding of MR-ORS-Mixtures. The comparison of the AUC of the CMP-Peaks in the abomasal content after feeding of MR and the different MR-ORS-mixtures was not statistically different. According to this, commercial ORS do not interfere with milk clotting in the abomasum. After feeding of ORS with [SID3]-values ≥92mmol/l an increase of Serum-[SID3] was detected. The increased Serum-[SID3] and the simultaneously measured decrease of Serum-[Atot] cause an alkaline state in the organism, by which the acidosis of calves with diarrhoea is reduced effectively.