Search

Explorative and nest-building behaviours are of high priority to pigs. Access to suitable manipulable materials must be guaranteed in commercial environments, to fulfil these intrinsic needs of pigs. According to EU legislation, pigs of all age groups must be given manipulable materials. Providing access to materials in conventional farrowing units, where sows are kept in crates for the entire lactation period, is considered difficult, and knowledge is lacking concerning which materials would be suitable. The overall aim of this thesis was to investigate the importance of manipulable materials and space for the welfare and behaviour of the sows and piglets in farrowing units in three studies. Evaluation was performed by analysing inherent behavioural parameters of the sows and piglets together with specific health parameters. Behavioural parameters included nest-building behaviour, stress-related behaviour and nursing-related and manipulative behaviours. Specific health parameters included an analysis of the course of farrowing and physical measurements such as the cause of death of the piglets. This study shows that access to manipulable materials and/or space increases nest-building behaviour and reduces stress-related behaviour. Selected materials also affected the welfare and behaviour of the sows and piglets. From a practical viewpoint studied materials, i.e. newspaper, sawdust, straw and sisal rope can be recommended for farmers for everyday use. However, as the study showed differences in material use and characteristics in various environments, material usage is recommended to be planned individually in each production environment. Sikojen tarve tutkimiseen, tonkimiseen ja pesänrakennukseen on sisäsyn- tyistä. Näiden luontaisten käyttäytymistarpeiden toteuttamiseksi sikojen saatavilla olisi oltava manipuloitavaa materiaalia kaikissa elämän vaiheissa. Tätä edellytetään myös EU-lainsäädännössä. Materiaalien tarjoaminen ny- kymuotoisissa tuotantoympäristöissä on kuitenkin usein hankalaa sikaloiden teknisten ratkaisujen, kuten porsimishäkkien, vuoksi. Tietoa ja tutkimusta siitä, mitkä materiaalit olisivat sopivia sikaloissa käytettäviksi, on vähän. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia manipuloitavien materiaalien sekä porsitushäkin käytön vaikutusta emakoiden ja porsaiden hyvinvointiin porsimisen ja imetyksen aikana. Työ toteutettiin kolmessa erillisessä tutkimuk- sessa arvioimalla emakoiden ja porsaiden luontaisia käyttäytymismalleja sekä terveyteen liittyviä mittareita. Käyttäytymismalleja olivat pesänrakentamis- käyttäytyminen, stressiin ja mainpuolointikäyttäytymiseen liittyvät käyttäy- tymismallit sekä porsaiden hoitoon ja imetykseen liittyvät käyttäytymismallit. Terveyteen liittyviä mittareita olivat porsimistapahtuman etenemiseen liitty- vät mittarit sekä fysiologiset- ja patologiset mittarit kuten porsaiden kuolinsyyt. Tämä tutkimus osoittaa, että manipuloitavien materiaalien tarjoaminen ja /tai mahdollisuus liikkua karsinassa pesänrakennuksen aikana lisää pesän- rakennuskäyttäytymistä ja vähentää stressiin liittyviä käyttäytymismalleja. Testatut materiaalit vaikuttivat myös emakkojen ja porsaiden hyvinvointiin ja käyttäytymiseen porsimisen ja imetyksen aikana. Käytännön näkökulmasta tässä tutkimuksessa käytettyjä materiaaleja, sanomalehteä, sahanpurua, olkia ja sisalköyttä voidaan suositella käytettä- väksi sikaloissa rutiinisti. Eläimet kuitenkin käyttivät materiaaleja eri tavoin riippuen materiaalin ominaisuuksista ja ympäristöstä, joten on suositeltavaa suunnitella käyttö jokaisessa tuotantoympäristössä yksilöllisesti.

Antimicrobial resistance (AMR) is recognized as one of the most urgent global public health threats facing humanity today. The increasing number of deaths related to bacterial infections untreatable with antibiotics demands new and robust methods for studying and controlling the spread of AMR. Antimicrobial resistance, an ancient phenomenon at its core, has been affected by the discovery and profuse use of antibiotics in different sectors. Antibiotic use has been a key driver behind the successful spread of new resistance determinants in the microbial world. The complex nature behind the epidemiology of AMR stems from versatile transmission mechanisms employed by microorganisms and mobile genetic elements (MGEs), and the interwoven web of potential transmission routes between humans, animals, and the environment. Horizontal transmission of resistance genes via MGEs, especially plasmids, has been essential in the successful dissemination of resistance genes globally. A One Health approach is required to understand the complexity of AMR. Enterobacteriaceae producing extended-spectrum beta-lactamases (ESBL/AmpC) and carbapenemases are among the most critical resistant pathogens globally, as these threaten the effectiveness of commonly used beta- lactam antibiotics used widely in modern medicine. ESBL-producing Enterobacteriaceae, especially Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae, are leading causes of both hospital-associated and community-acquired antibiotic-resistant infections. The localization of genes encoding for extended-spectrum beta-lactamases on plasmids enables transfer even between bacteria of different species. Advances in whole genome sequencing (WGS) have aided the discovery of new resistance determinants, made surveillance more accurate and rapid, and offered new powerful tools to interpret the epidemiology and transmission routes of bacteria and MGEs. The aim of this thesis was to study the occurrence and epidemiology of ESBL/AmpC-producing Enterobacteriaceae in different sources in Finland including broiler production, food products, migratory birds, and human clinical samples. Using WGS, bacterial strains were characterized and compared to bacterial strains and plasmids from global databases to discover potential successful plasmids and resistance genes and bacterial sequence types. Furthermore, ESBL-producing E. coli from human clinical isolates from Finland were characterized to assess the similarity between strains of different human and non-human origins and assess potential transmission sources. Poultry and broiler meat have been recognized as a reservoir for ESBL/AmpC- producing E. coli worldwide. In Finland, antibiotics have not been used in broiler production for over a decade, but nevertheless ESBL/AmpC-producing bacteria have been discovered in the production chain. To study the occurrence and transmission routes of ESBL/AmpC-producing E. coli in the broiler production pyramid, samples were taken from different stages of the production pyramid. ESBL/AmpC-producing E. coli was detected in 26.7% of parent level birds, but ESBL/AmpC-producing E. coli was absent from egg surfaces after an incubation period at a hatchery, and E. coli was very rare in hatchlings (2.2%). The findings indicate the transmission routes of these bacteria in the production pyramid are a combination of horizontal and vertical routes, rather than strictly vertical. The global nature of AMR was further studied by sampling migratory birds and imported food products. Fecal samples were collected from barnacle geese (Branta leucopsis) on two occasions in the southern part of Finland. Plasmids considered as internationally successful were recognized from barnacle geese feces and food products. Furthermore, a rare multireplicon plasmid was identified from E. coli from barnacle geese, indicating the adaptive nature of plasmids harboring resistance genes. ESBL/AmpC-producing E. coli was found in 4.5% of the barnacle goose fecal samples, mirroring the limitedly studied prevalence in the asymptomatic human population in Finland. Investigating the occurrence of ESBL/AmpC-producing E. coli and K. pneumoniae in global food products demonstrated raw broiler meat as a potential source for these resistant bacteria. ESBL genes, such as blaCTX-M-15, were recognized in certain food products together with human-associated K. pneumoniae multilocus sequence types, indicating a possible human-related source of transmission. Study of ESBL-producing E. coli isolates from human patients in Finland with WGS identified blaCTX-M-27 as the most common ESBL gene. This demonstrates the spread of globally successful subclade ST131-C1-M27 and supports the notion of a shift in the most dominant CTX-M enzymes in humans. Core genome multilocus sequence typing and comparison of the isolates suggested human-derived ESBL-producing E. coli isolates are distinct from ESBL/AmpC-producing E. coli isolates obtained from animal, food, and environmental sources in Finland. The ever-evolving global health pandemic of AMR demands for a combined effort of different sectors and continuous monitoring, in which WGS has proved to be invaluable. Laajakirjoisia beetalaktamaaseja (ESBL/AmpC) tuottavat Enterobacteriaceae -heimon bakteerit, etenkin Escherichia coli ja Klebsiella pneumoniae, ovat yksi tärkeimmistä antibiooteille vastustuskykyisistä bakteereista, ja näitä havaitaan niin ihmisillä, eläimillä kuin ympäristössäkin. Usein resistenssiä aiheuttava geeni sijaitsee kromosomin ulkopuolisessa DNA-elementissä, plasmidissa, mikä on edesauttanut mikrobilääkeresistenssin leviämistä. Väitöskirjan tavoitteena oli tutkia ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavien bakteerien esiintymistä Suomessa eri lähteistä ja verrata bakteerikantojen, plasmidien ja geenien yhtäläisyyksiä kokogenomisekvensoinnin keinoin. Ensimmäisessä osatyössä tutkittiin siipikarjaa, jota on pidetty ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavan E. colin reservuaarina maailmanlaajuisesti. Suomessa tuotantopolven broilereita ei ole lääkitty antibiootein yli vuosikymmeneen, mutta tuotantoketjussa on löydetty ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavia bakteereja. Hankkeessa tutkituista vanhempaispolven broilereista 26,7 %:lla havaittiin ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavaa E. colia, mutta tuotantopolven munien pinnalta haudonta-ajan jälkeen bakteereita ei enää havaittu. Löydökset viittaavat siihen, että ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavat bakteerit leviävät tuotantoketjussa useita eri reittejä hyödyntäen, ei pelkästään emolta jälkeläisille. Muuttolintujen mukana mahdollisesti leviävien ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavien bakteerien esiintymistä tutkittiin valkoposkihanhista pääkaupunkiseudulla. Näytteistä 4,5 % oli positiivisia ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavan E. colin suhteen. Lisäksi löydettiin harvinainen plasmidityyppi, joka osoittaa mahdollisesti uusien resistenssigeeni-plasmidi-yhdistelmien leviämisen olevan mahdollista useita eri reittejä pitkin, yli maarajojen. Tuontielintarvikkeita tutkivassa hankkeessa havaittiin, että etenkin raaka broilerinliha sisälsi ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavaa E. colia. Sekä valkoposkihanhista että tuontielintarvikkeista peräisin olevissa näytteissä löydettiin ESBL/AmpC-entsyymiä koodaavia resistenssigeenejä plasmidityypeissä, joita pidetään kansainvälisesti levinneinä. Kliinisistä infektioista eristettyjen ihmisten ESBL-näytteiden yleisin geeni oli blaCTX-M-27, joka on maailmanlaajuisesti lisääntynyt blaCTX-M-15-geenin rinnalla viime vuosina. Kokogenomisekvenssianalyysin perusteella ihmisistä peräisin olevat kannat olivat erillään eläimistä ja elintarvikkeista peräisin olevista kannoista. Väitöskirja tuo uutta tietoa ESBL/AmpC-entsyymiä tuottavien bakteerien esiintyvyydestä ja epidemiologiasta Suomessa, sekä osoittaa kokogenomisekvensoinnin olevan tehokas työkalu mikrobilääkeresistenssin tutkimisessa.

Mycoplasma bovis is an important pathogen of cattle. It causes a wide variety of clinical diseases, including mastitis, respiratory disease, arthritis, and otitis media. M. bovis has evolved several mechanisms to avoid the host’s immune system, no effective commercial vaccines are available, and antibiotic resistance is increasingly seen in contemporary strains. The most common route of transmission between herds is the purchase of a latent carrier animal. M. bovis can spread silently within a herd, and once established in a dairy herd it is difficult to eradicate. Hence, it is of utmost importance to try to control and prevent the spread of M. bovis. Sensitive and cost-effective diagnostic methods to detect latent carrier animals, as well as methods that could be used in herd certification are needed. The possible transmission of M. bovis through assisted reproduction needs to be investigated more closely. This thesis examines the course of M. bovis infection in Finnish dairy farms, presents a new route of entry of M. bovis into naive dairy herds, and describes methods that could be utilized in the control of M. bovis infections. In study I, the course of M. bovis infection was followed over two years on 19 recently infected dairy farms. The aim was to identify diagnostic methods that could be used to assess whether the herd had reached a low-risk infection status. In 17 herds, a few cases of clinical mastitis were detected, and these mostly occurred within two months after the index case. On two farms, M. bovis only caused respiratory disease in young stock, and no clinical mastitis was detected. The prevalence of M. bovis in nasal (NS) and deep nasopharyngeal (NP) swabs taken from young calves varied from zero to 75% per herd among the studied calves. An in-house MilA ELISA detected more positive serum samples than the commercial BioX ELISA. The proportion of MilA-positive young stock followed the patterns seen in NS and NP of calves, but no such association was seen in BioX ELISA results. In cows, despite the infection appearing to have resolved in some herds, the proportion of MilA antibody-positive cows remained high for at least one and half year after the detection of the index case. According to the results, M. bovis can be present in calves alone without causing mastitis in cows. Several methods need to be applied to verify the herd infection status. These include regular monitoring for M. bovis in clinical mastitis and calf pneumonia cases, combined with regular PCR testing of nasal swabs from calves and sera for the detection of antibodies against M. bovis using the MilA ELISA. The transmission of M. bovis via semen has been speculated. When epidemiological data to assess the infection source were collected in study I, suspicion arose that contaminated commercial artificial insemination (AI) semen could have been the source in two closed dairy herds. National health care and farm registers were used to collect farm data and farmers were interviewed. Whole genome sequencing was used to compare the genomes of isolated strains. Epidemiological analysis did not reveal any other source than contaminated semen from one bull used for artificial insemination in the cows that were the first ones to develop clinical mastitis in both herds. Core genome multilocus sequence type analysis supported this. The bull had secreted M. bovis intermittently and for only a short time into semen during an approximately seven-week period. On both farms, the incubation period between insemination and clinical mastitis was 32 days. To our knowledge, this is the first study to describe the transmission of M. bovis via AI. Even though this appears to be rare, commercial AI semen needs to be taken into account as a possible transmission route. Following the detection of M. bovis in Finland, a voluntary control program was established. One part of the program is NS taken from young calves and tested for M. bovis to indicate the infection status of the herd. In study III, the suitability of this method was assessed and compared with NP sampling. Furthermore, NS and NP sampling of pneumonic calves to detect M. bovis was compared with bronchoalveolar lavage sampling. Altogether, 1037 NS were taken from calves in 30 recently infected herds, and NP samples were also taken from 284 calves. The overall prevalence in NS was 29.6% and the highest prevalence of 43% was seen in 31- to 60-day-old calves. Thereafter, the shedding rate decreased. At the calf level, NP sampling detected M. bovis in 47% and NS in 33% of studied calves. At the herd level, NS sampling was more sensitive, as it classified 51 out 54 herd visits with a positive infection status as infected, whereas using NP sampling, the respective figure was 43 out of 54 visits (p = 0.061). The reason for the difference seen at the calf and herd levels is the sampling protocol. We took only five NP samples, but number of NS swabs varied from six to 28, depending on the herd size. We conclude that NS swabs taken from calves under six months of age and analyzed with real-time PCR represent a cost-efficient method to be used in a control program. If calves suffering from acute respiratory disease need to be examined, NP samples are a practical and sensitive method to detect M. bovis. The effect of two concentrations of a gentamycin-tylosin-linco/spectinomycin (GTLS) antibiotic combination and a fluoroquinole antibiotic, ofloxacin, on the viability of M. bovis in commercial-scale AI semen production using modern semen extender with plant-derived protein was investigated. A reference strain and a wild-type strains isolated from semen in study II were used in spiking. Three different protocols to extract M. bovis DNA from semen were also compared. At a high spiking concentration of 106 CFU/mL, none of the studied antibiotics had a bactericidal effect. At a low spiking concentration of 103 CFU/mL, the growth of the wild-type strain was inhibited by all other antibiotic protocols except for the low GTLS concentration, which is stated in EU regulation and the OIE Terrestrial Code. Instead, the high GTLS protocol was the only one that inhibited the growth of the reference strain. At a low M. bovis contamination level, GTLS used at a high concentration, according to the Certified Semen Services protocol, is more efficient than GTLS used according to the OIE Terrestrial Code. The Instagene™ matrix was the most efficient method to extract M. bovis DNA from semen. Mycoplasma bovis (M. bovis) on maailmanlaajuisesti merkittävä patogeeni bakteeri naudoilla. Tartunta siirtyy karjasta toiseen yleensä oireettoman kantajaeläimen välityksellä. Jotta bakteerin leviämistä voidaan estää, täytyy tuntea tartuntareitit ja tarvitaan herkkiä ja kustannustehokkaita menetelmiä, joilla voidaan löytää kantajaeläimet sekä käyttää karjan M. bovis -vapauden osoittamiseen. Työssä tutkittiin M. bovis infektion kulkua suomalaisissa lypsykarjoissa, esitetään uusi tartuntareitti karjaan sekä menetelmiä, joilla tartunnan leviämistä voidaan kontrolloida. Infektion kulkua seurattiin kahden vuoden ajan hiljattain tartunnan saaneissa lypsykarjoissa mm. käyttäen kahta erilaista ELISA-testiä vasta-aineiden toteamiseen sekä nuorkarjan sierainlimatutkimuksia. Pääsääntöisesti tartunta ilmeni ensin utaretulehduksina, mutta kahdella tilalla pelkästään nuorkarjan hengitystieinfektioina. M. bovista esiintyi sierainlimassa 0–75 %:lla tutkituista vasikoista tiloittain. Kokeellinen MilA ELISA osoittautui erittäin herkäksi testiksi verrattuna kaupalliseen BioX K260 -testiin. Vasikoissa MilA-vasta-ainepositiivisten eläinten osuus oli verrannollinen M. boviksen esiintymiseen sierainlimanäytteissä, mutta K260 -testillä yhteyttä ei havaittu. Lehmillä MilA-vasta-aineet säilyivät ainakin 1,5 vuotta niissäkin karjoissa, joissa tartunta näytti olevan poistunut. Lypsykarjan M. bovis statuksen arviointi vaatii useiden menetelmien käyttöä: utaretulehdus- ja vasikoiden sierainlimanäytteiden tutkimista PCR-menetelmällä sekä vasta-ainetutkimusta verinäytteistä MilA-ELISAlla. M. boviksen leviämistä sperman välityksellä on spekuloitu. Osatyössä kaksi tutkittiin, voiko kaupallinen sperma olla mahdollinen tartunnan lähde kahdessa suljetussa lypsykarjassa. Tiloista kerättiin tietoa eri rekistereistä sekä omistajien haastattelulla. Kokogenomisekvensointia käytettiin M. bovis -kantojen analysoinnissa. Epidemiologinen selvitys osoitti todennäköiseksi tartuntalähteeksi keinosiemennyksessä käytetyn sonnin sperman. Ydingenomin multilokussekvenssianalyysi tuki tätä. Sonnin spermalla oli siemennetty ne lehmät, joilla ensimmäisenä ilmeni M. bovis -utaretulehdus kummassakin karjassa. Vaikka kaupallisen sperman välityksellä tapahtuva tartunta on todennäköisesti harvinainen, niin tämä reitti on jatkossa otettava huomioon tartunnasta vapailla alueilla. Osatyössä III tutkittiin vasikoiden sierainlima- ja nielun syväsivelynäytteiden soveltuvuutta tilan M. bovis -statuksen osoittamiseen. Eritys sierainlimaan oli suurinta toisella ikäkuukaudella, tämän jälkeen eritys väheni. Vasikkatasolla herkemmäksi menetelmäksi M. boviksen toteamiseen osoittautui syväsively-, mutta karjatasolla taas sierainlimamenetelmä. Tämä selittyi suurimmaksi osaksi menetelmien kustannuseroista johtuneista näytemäärien eroista. Tutkimuksen perusteella alle 6 kk ikäisten vasikoiden sierainlimanäytteiden tutkiminen PCR:lla on kustannustehokas menetelmä käytettäväksi vastustusohjelmassa. Osatyössä neljä tutkittiin kahden eri antibioottivalmisteen, GTLS ja ofloksasiini, tehoa M. bovista vastaan keinosiemennyssperman tuotannossa käyttäen kahta eri antibioottien ja bakteerin pitoisuutta; lisäksi mukana oli M. boviksen villityyppi ja vertailukanta. Kumpikaan tutkituista antibiooteista ei tehonnut suureen M. bovis -pitoisuuteen kummastakaan kannasta. Molemmat ofloksasiinipitoisuudet ja suuri GTLS-pitoisuus estivät villityypin bakteerin kasvun käytettäessä alhaista bakteeripitoisuutta. Vertailukannan kasvu taas estyi vain käyttämällä suurta GTLS-pitoisuutta. Tulosten perusteella keinosiemennyssperma tulisi käsitellä suurella GTLS-pitoisuudella M. boviksen kasvun estämiseksi.

Globally, an estimated 1.9 billion people acquire a foodborne infection, and 715,000 die each year. The burden of foodborne disease is significant, yet the reservoirs, attributable sources of infection, lifestyles, and ecological niches of many sporadic foodborne pathogens remain poorly understood. The availability of genomic data makes it an appealing starting point for the study of ecological niches and evolution within bacteria. This thesis assessed the suitability and prospects of comparative genome analysis and pangenomic approach for a better understanding of the ecology, evolution, and through these, also the epidemiology of foodborne pathogens. Comparative genome analyses conducted on Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Yersinia enterocolitica, and Yersinia pseudotuberculosis shed light on genetic differences that contributed to cold adaptation and spore heat resistance. Psychrotrophic C. botulinum strains Type E lacked cold shock protein genes conserved in other strains suggesting that cold shock protein homologs are not necessary for cold adaptation in C. botulinum Type E. The comparative genome analysis of cpe-carrying C. perfringens strains revealed a novel subgroup, and a corresponding gene profile, of food poisoning-associated lineage IV strains that produced heat-sensitive spores. A transcriptome study on cold shock response and cold adaptation of Y. pseudotuberculosis identified cold shock proteins, RNA helicases, and transcription factors seemingly contributing to survival in cold. Additionally, genetic changes contributing to niche adaptation and survival in different reservoirs were identified. Comparative genome analysis of C. perfringens revealed a putative reservoir for lineage IV strains within swine and poultry farms. The comparison of enteropathogenic Yersinia isolates revealed that all Y. pseudotuberculosis isolates shared several genetic traits, useful for survival in variable environments that were absent from Y. enterocolitica. Most notably, the Y. pseudotuberculosis strains harbored a selection of type VI secretion systems targeting the competitive organisms. The pangenomic approach was applied to provide a scalable, high-resolution view of the population structure for all studied bacteria. Comparative genome analysis and pangenomic approach successfully elucidated adaptive evolution within virulence and stress response mechanisms and allowed inference of evolutionary relationships between foodborne pathogens. The studies shed light on the genes contributing to stress tolerance and ecological niche adaptation in foodborne pathogens and the distribution of these genes within the population. Knowledge of genes associated with stress tolerance, reservoirs, and lifestyles is beneficial in the development of new targeted strategies and measures to identify and control the food safety risks caused by these bacteria. Vuosittain 1,9 miljardia ihmistä sairastuu elintarvikevälitteiseen infektioon ja heistä 715 000 kuolee. Elintarvikevälitteisten tautien taakka on merkittävä, mutta taudinaiheuttajien säilymöt, tartunnanlähteet sekä ekologia ja elämäntyyli tunnetaan yhä puutteellisesti. Genomidatan saatavuus on tehnyt kokogenomianalyysista houkuttelevan mahdollisuuden bakteerien ekologian ja evoluution tutkimiselle. Tässä väitöskirjassa arvioitiin vertailevan genomianalyysin mahdollisuuksia ja soveltuvuutta ympäristöperäisten elintarvikevälitteisten bakteerien ekologian, evoluution ja näiden myötä myös epidemiologian ymmärtämiseksi. Clostridium botulinumin, Clostridium perfringensin, Yersinia enterocolitican ja Yersinia pseudotuberculosiksen vertailevat genomianalyysit paljastivat geneettisiä eroja, jotka liittyvät kantojen kylmänsietokykyyn ja itiöiden lämmönsietokykyyn. Psykrotrofisista tyypin E C. botulinum -kannat olivat menettäneet muissa kannoissa konservoituneet kylmäshokkiproteiinien homologit, mikä viittaa siihen, että nämä kylmäshokkiproteiinit eivät ole välttämättömiä tyypin E C. botulinum -kantojen kylmänsiedolle. C. perfringensin vertaileva genomianalyysi paljasti uuden alaryhmän ruokamyrkytyksiin liitettyjä linja IV kantoja, joiden itiöt eivät olleet lämmönsietokykyisiä. Tutkimalla kylmäshokin ja kylmään sopeutumisen aikaista transkriptiota Y. pseudotuberculosiksessa tunnistettiin useita kylmäshokkigeenejä, RNA helikaaseja sekä transkriptiotekijöitä, jotka ilmentyvät merkittävästi enemmän kylmissä olosuhteissa. Genomianalyyseissä tunnistettiin geneettisiä muutoksia, joita ekolokeroihin sopeutuminen ja selviytyminen eri säilymöissä vaikuttaa populaatioissa saaneen aikaan. Genomitiedon valossa linjan IV C. perfringens -kantojen todennäköinen säilymö vaikuttaisi olevan sika- ja siipikarjatiloilla. Enteropatogeenisten Yersinioiden analyysissa havaittiin, että Y. pseudotuberculosis -kannoilla on genomeissaan monia ympäristössä selviämiselle hyödyllisiä geneettisiä työkaluja, joka puuttuvat Y. enterocoliticasta. Näistä merkittävä on Y. pseutotuberculosiksen valikoima tyypin VI -eritysjärjestelmiä, jotka tyypillisesti toimivat puolustusmekanismina kilpailevia organismeja vastaan. Tutkittavan populaation kaikkien geenien eli pangenomin analysointi tuotti myös skaalautuvan ja resoluutioltaan tarkan kuvan tutkittavien bakteerien populaatiorakenteesta. Vertaileva genomianalyysi soveltui hyvin virulenssi- ja stressitekijöiden evoluution sekä sopeutumisen tutkimiseen elintarvikevälitteisten bakteerien populaatioissa. Analyysin tulokset erittelivät stressinsietoon sekä ekologiseen sopeutumiseen liittyviä geenejä ja näiden jakaumaa populaatiossa. Stressinsiedon, säilymöiden sekä kantojen ekologian ymmärtäminen on tärkeää näihin liittyvien elintarviketurvallisuusriskien arvioimiseksi ja hallitsemiseksi.

Metabolomics is the comprehensive study of metabolites in a biological system. Since metabolism is affected by the interplay of genes, transcription, proteins, microbiota and the environment, metabolomics is an excellent tool for studying the overall effects of diseases and physiology on the body. Metabolomics has demonstrated its usability in identifying novel diagnostic and prognostic biomarkers and therapeutic targets, in risk prediction, and in studying drug effects. However, metabolomics has been scarcely utilized in dog research. No validated, comprehensive, quantitative canine-specific metabolomics platforms are available, which complicates its large-scale use. We hypothesized that a dog-specific metabolomics method would reveal physiology-, medication-, and disease-specific profiles that would provide new insights into canine diseases, their diagnostics, and treatment. Towards this goal, we established the following objectives: i) to validate a quantitative, canine-specific nuclear magnetic resonance (NMR) metabolomics platform; ii) to determine the optimal sample handling conditions for its use; iii) to study the metabolic effects of physiological factors, such as age, breed, sex, sterilization, diet, and fasting duration; iv) to study the metabolic effects of three laboratory abnormalities: elevated creatinine, elevated fructosamine and decreased thyroxine; and v) to study the metabolic effects of phenobarbital treatment. In this thesis, we performed method validation on an novel NMR metabolomics method for dogs, according to international guidelines. The precision of the method is generally outstanding, and adhering to routine blood draw and processing guidelines ensures the integrity of the results. Using generalized linear models, we identified the basic physiological drivers of metabolism. Age and breed had the most significant effects on metabolism. Thus, age-specific reference intervals are advised for use when clinically interpreting the results, and sighthounds, especially greyhounds, should be considered as their own entity when evaluating their results. These results also suggest how physiological factors should be considered in future study design and aid in the interpretation of results in study populations that vary in these physiological aspects. We also identified several promising metabolites associated with elevated creatinine, elevated fructosamine, decreased thyroxine, and phenobarbital treatment. These findings might have future potential in disease diagnostics, risk prediction, or even treatment. These results confirm the usability of the NMR platform for canine disease and drug research and provide novel hypotheses for further research. Metabolomiikka on metaboliittien eli aineenvaihduntatuotteiden kokonaisvaltaista tutkimista. Koska aineenvaihduntaan vaikuttaa niin perimä, geenien luenta, proteiinien toiminta, elimistön mikrobisto kuin ympäristökin, metabolomiikalla on paljon käyttökohteita niin terveyden kuin sairaudenkin tutkimisessa. Metabolomiikka onkin osoittanut hyödynnettävyytensä muun muassa uusien diagnostisten merkkiaineiden löytämisessä, sairastumisriskin tunnistamisessa sekä lääkeaineiden vaikutusten tutkimisessa. Koiratutkimuksissa metabolomiikkaa on kuitenkin hyödynnetty varsin vähän. Koirille ei ole ollut olemassa niille optimoitua ja validoitua, helposti tulkittavaa, tarkkoja konsentraatioita mittaavaa metabolomiikkamenetelmää, estäen metabolomiikan laajamittaisen hyödyntämisen. Hypoteesinämme oli, että kattavan metabolomiikkamenetelmän avulla koirilta pystyttäisiin tunnistamaan terveyteen, sairauksiin ja lääkityksiin liittyviä aineenvaihdunnallisia muutoksia. Tämän asian tutkimiseksi asetettiin seuraavat tavoitteet: i) NMR-metabolomiikkamenetelmän validoiminen koirille ii) optimaalisten näytteiden käsittelytapojen määrittäminen iii) fysiologisten tekijöiden, kuten iän, rodun, sukupuolen, sterilaation ja ruokinnan aineenvaihdunnallisten vaikutusten tutkiminen iv) patologisten muutosten (veren korkea kreatiniinipitoisuus, korkea fruktosamiinipitoisuus ja matala tyrosiinipitoisuus) yhteydessä esiintyvien aineenvaihdunnallisten muutosten tutkiminen v) fenobarbitaalilääkityksen aineenvaihdunnallisten vaikutusten tutkiminen. Tässä väitöskirjassa validoimme NMR-metabolomiikkamenetelmän koirille noudattaen kansainvälisiä ohjeistuksia. Menetelmän tarkkuus on pääosin erinomainen ja alan tyypilliset ohjeistukset näytteiden käsittelyyn soveltuvat tämänkin menetelmän käytölle. Hyödynsimme yleistettyjä lineaarisia malleja tunnistamaan koirien fysiologisten erojen vaikutuksia aineenvaihduntaan. Nämä tulokset auttavat tulevien tutkimusten suunnittelussa ja tulosten tulkinnassa. Iällä ja rodulla havaittiin olevan suurin vaikutus aineenvaihduntaan. Näin ollen muodostettuja ikäryhmäkohtaisia viitearvoja suositellaan menetelmän kliiniseen käyttöön. Lisäksi vinttikoirien, etenkin englanninvinttikoirien, aineenvaihdunnan poikkeavuus tulisi pitää mielessä tulosten tulkinnassa. Veren korkean kreatiniinin, korkean fruktosamiinin, matalan tyroksiinin ja fenobarbitaalilääkityksen yhteydessä havaittiin esiintyvän useita aineenvaihdunnallisia muutoksia, joilla voi olla vaikutusta eläimen terveyteen. Nämä löydökset vahvistavat kehitytyn NMR-menetelmän käyttökelpoisuuden koirien sairauksien ja lääkitysten aineenvaihdunnallisten vaikutusten tutkimisessa ja muodostavat uusia hypoteeseja jatkotutkimuksia varten.

Reflux aspiration is considered as a potential cause or disease aggravating factor for several respiratory diseases in humans including idiopathic pulmonary fibrosis (IPF). Regarding dogs, this information is very limited. One method to detect reflux aspiration is to measure gastrointestinal components from airway samples. Canine idiopathic pulmonary fibrosis (CIPF) affects mainly West Highland white terriers (WHWTs) and shares many features with human IPF. Both CIPF and IPF are characterized by an accumulation of extracellular matrix (ECM) components, mainly collagen, in the lungs. Matrix metalloproteinases (MMPs) are endoproteinases capable of ECM remodeling and especially MMP-7 is considered as a potential disease biomarker for human IPF. In the first part of this thesis, we evaluated the presence of bile acids in bronchoalveolar lavage fluid (BALF) of dogs with various respiratory diseases. Bile acids were detected in all disease groups and bile acid concentrations were significantly higher in CIPF, healthy WHWTs, laryngeal dysfunction (LD), and chronic bronchitis (CB) groups compared to healthy Beagles. In the second part of this thesis, we compared MMP-2, -7 and -9 activities in blood and BALF samples of CIPF WHWTs with healthy dogs and dogs with other lung diseases. Significantly higher serum pro-MMP-7 activities were observed in CIPF WHWTs compared to groups of CB, eosinophilic bronchopneumopathy (EBP) and healthy dogs of other breeds. Both pro-MMP-9 and pro-MMP-2 activities were significantly higher in BALF of CIPF WHWTs compared to healthy WHWTs. The CIPF WHWTs had significantly higher activities of pro-MMP-9 compared to dogs with CB and additionally higher pro-MMP-2 activities compared to dogs with CB and EBP. In the third part of this thesis, we evaluated the BALF proteomic profile in CIPF and healthy WHWTs. Several inflammatory and fibrotic proteins were elevated in CIPF WHWTs. Additonally, we studied the proteome of canine gastric juice and vomitus in order to find protein biomarkers for reflux aspiration. Two potential biomarker proteins were detected. The finding, that aspiration occured in both CIPF and healthy WHWTs may indicate the role of reflux aspiration in the etiopathogenesis of CIPF. Measurement of certain proteins such as MMPs may provide practical tool to improve diagnostic work up of CIPF. Refluksin mikroaspiraatiolla (MA) tarkoitetaan pienten mahanestepisaroiden pääsyä hengitysteihin. Ihmisillä on havaittu MA:n olevan mahdollinen aiheuttaja tai oireita pahentava tekijä useissa hengitystiesairauksissa kuten keuhkofibroosissa (IPF). MA:n roolista koirien hengitystiesairauksissa on vain vähän tietoa. Yksi mahdollinen tapa tutkia MA:n esiintymistä on määrittää mahanesteen komponentteja hengitystienäytteistä. Myös koirilla esiintyy IPF:a, varsinkin valkoisilla länsiylämaanterriereillä (Westie) ja siinä on samankaltaisuuksia ihmisen sairauden kanssa. Useita sairauksia kuvaavia biologisia merkkiaineita, biomarkkereita, on tutkittu sekä ihmisten että koirien IPF:ssa. Tällaisia ovat esim. matriksin metalloproteinaasit (MMP), solunulkoista ainetta pilkkovat entsyymit, joista osalla on havaittu olevan rooli useiden ihmisten hengitystiesairauksien kehittymisessä. Ensimmäisessä osatyössä selvitettiin MA:n esiintymistä koirien hengitystiesairauksissa määrittämällä sappihappoja keuhkohuuhdenäytteistä. MA:ta esiintyi kaikissa tutkituissa koirien hengitystiesairauksissa, varsinkin IPF:a sairastavilla Westieillä. Terveillä koirilla MA:ta esiintyi vain IPF:lle altteilla Westieillä. Toisessa osatyössä tutkittiin veren ja keuhkohuuhdenäytteiden MMP-2, -7 ja -9 aktiivisuuksia samoissa hengitystiesairauksissa kuin ensimmäisessä osatyössä, keskittyen erityisesti IPF:a sairastaviin Westieihin. Havaitsimme, että nämä MMP:t ovat potentiaalisia sairautta kuvaavia biomarkkereita koirien IPF:ssa. Kolmannessa osatyössä tutkittiin keuhkohuuhdenäytteiden proteiinikoostumusta sekä IPF:a sairastavilla että terveillä Westieillä mahdollisten sairautta kuvaavien biomarkkereiden selvittämiseksi. Havaitsimme eroja näiden kahden ryhmän näytteiden proteiinikoostumuksessa. Tämän lisäksi tutkimme koiran mahanesteen ja oksennuksen proteiinikoostumusta ja löysimme kaksi potentiaalista MA:n biomarkkeriproteiinia. Tämän väitöskirjan tulokset antavat uutta tietoa refluksin aiheuttaman MA:n esiintymisestä koirien hengitystiesairauksissa. MA:n esiintyminen sekä terveillä että IPF:a sairastavilla Westieillä viittaa siihen, että sillä on rooli IPF:n kehittymisessä. Proteomiikka eli proteiinien määritys tarjoaa potentiaalisen tavan selvittää mahdollisia IPF:n biomarkkereita. Tällaisia ovat esimerkiksi MMP:t, joita voitaisiin käyttää osana koirien IPF:n diagnostiikkaa.

Infectious pancreatic necrosis (IPN) is a highly contagious viral disease of fish causing economic losses in farmed salmonid aquaculture worldwide. This research aimed to elucidate the epidemiological, pathological and genetic factors underlying IPNV infection occurring in farmed fish in Finland. The work was carried out by describing the epidemiology of an IPNV outbreak in Finnish inland waters in 2012–2014 and by characterizing the Finnish IPNV isolates occurring in inland waters using genetic, histopathological and immunological approaches. Furthermore, molecular characterization of Finnish IPNV isolates collected in 2000–2015 was performed. Finally, an infection trial was conducted to gather further information on the pathogenicity of three IPN genogroups in Finnish rainbow trout. IPNV genogroups 2, 5 and 6 have been found to occur in Finland. Of these, genogroup 2 is the most widespread. All three genogroups occur in the sea area. The IPNV epidemic starting in 2012 in inland waters was caused by genogroup 2. Retrospectively, a genetically similar viral strain to that of the inland strains was already found to occur in 2011 in the sea area, making it likely that the epidemic originated from the sea area. Molecular characterization of the isolated IPN viruses revealed little genetic variation within the Finnish genogroup 2 and 5 isolates. Finnish genogroup 2 isolates appeared to form their own subgroup, whereas genogroup 5 isolates formed a more consistent cluster with previously published isolates. Genogroup 6 consisted of two subgroups. The divergence of genogroup 6 IPNV within the aquabirnaviruses was further demonstrated by the sequence data from our studies. Prior to our studies, only partial VP1 genogroup 6 IPNV sequences were available at the NCBI GenBank. In our study, two IPNV genogroup 6 isolates were sequenced for the complete coding regions of viral genome segments A and B (polyprotein sequences). The Finnish IPNV isolates studied demonstrated virulence-associated amino acid patterns in the viral capsid protein (VP2) gene region previously associated with avirulence in genogroup 5, except for IPNV genogroup 6, which exhibits an amino acid pattern that has not been connected in the literature with either virulence or avirulence. In the infection trial, mortalities noted in all the treatment groups were only moderate at most. The highest mortalities were caused by the Finnish IPNV genogroup 5 (10.3% to 38.2%), whereas IPNV genogroup 2 caused variable mortalities (3.5% to 28.3%) and the Norwegian IPNV genogroup 5 virus used as a positive control caused only negligible mortalities. The IPNV genogroup 6 virus was not re-isolated in the infection trial, although some elevated mortalities were seen in one tank (8%), leaving the virulence of this genogroup still uncertain. Finnish inland waters harbour the most IPNV-susceptible life stages of fish, and here, an infection caused by a virulent strain of IPNV would thus potentially have the greatest negative economic impact on Finnish rainbow trout farming. Continuation of the legislative disease control of IPN genogroup 5 in Finnish inland waters is thus supported by this study. In general, IPN is considered a coldwater disease, with a peak in clinical disease and increased mortality at 10 °C. However, in Finland, the occurrence of virus at exceptionally high temperatures, with clinical signs of disease and histopathological changes typical of IPN, was noted at water temperatures as high as 21°C. The occurrence of IPNV in higher water temperatures has economic consequences, as it lengthens the susceptible time period for the disease. Moreover, rising water temperatures and longer warm water periods due to global warming may increase the disease-causing importance of this genogroup in the future. Tarttuva haimakuoliotauti IPN (Infectious Pancreatic Necrosis) on akvabirnaviruksen aiheuttama helposti leviävä kalatauti, joka aiheuttaa taloudellisia tappioita viljellyillä lohikaloilla maailmanlaajuisesti. Viruksesta esiintyy nykytietämyksen mukaan seitsemän eri taudinaiheuttamiskyvyltään vaihtelevaa genoryhmää (1–7), joista genoryhmään 5 kuuluvia viruksia on pidetty potentiaalisesti vakavimpina taudinaiheuttajina. Genoryhmän 5 IPN-virustartunta on Suomen sisävesialueilla lakisääteisesti vastustettava, valvottaviin eläintauteihin kuuluva kalatauti. Ruokaviraston Eläintautibakteriologian ja -patologian yksikössä sekä Eläintautivirologian yksikössä vuosina 2014-2021 tehdyssä tutkimuksessa selvitettiin suomalaisten IPN-virustartuntojen epidemiologiaa ja taudinaiheuttamiskykyä sekä viruskantojen geneettisiä ominaisuuksia. Tutkimuksen ensimmäisessä osa-alueessa kuvailtiin sisämaan vesistöissä vuosina 2012-2014 kalanviljelylaitoksilla todettua laajaa IPN-epidemiaa. Tutkimuksessa selvisi, että epidemian aiheutti IPNV genoryhmän 2 virus, joka geneettisen analyysin perusteella on todennäköisesti peräisin merialueelta. Virus aiheutti vähäistä kuolleisuutta, mutta taudille tyypillisiä kliinisiä muutoksia kaloissa. Lisäksi tautia todettiin esiintyvän myös kalojen virustaudeille epätyypillisen korkeissa veden lämpötiloissa, jopa 22 ⁰C. Tutkimuksen toisessa osa-alueessa selvitettiin vuosien 2000-2015 aikana kerättyjen IPN-viruskantojen perimää, etsien mahdollisia muutoksia viruskannoissa. Tutkimuksessa analysoitiin 88 viruskantaa viruskapsidiproteiini VP2 -geenin osalta. Lisäksi suoritettiin kokogenomisekvensointi 11 viruskannasta. Tutkimusten perusteella todettiin Suomessa esiintyvän kolmea IPNV-genoryhmää: genoryhmiä 2,5 ja 6. Genoryhmän 2 virusta esiintyy sisävesialueilla, kun taas merialueella esiintyy kaikkia kolmea genoryhmää. Genoryhmät 2 ja 5 osoittivat ainoastaan vähäistä ryhmien sisäistä perinnöllistä variaatiota, mutta genoryhmässä 6 todettiin kahta eriävää alaryhmää. Genoryhmä 6 suurempi geneettinen eroavuus muista genoryhmistä ilmeni kokogenomisekvensoinnissa. Kaikissa tutkituissa viruskannoissa todettiin sellaisia emäsyhdistelmiä viruksen kapsidiproteiinin (VP2) perimässä, joiden on aiempien tutkimusten perusteella todettu olevan yhteydessä vähäiseen taudinaiheuttamiskykyyn genoryhmän 5 IPN-tartunnoissa. Suomessa todetut genoryhmän 2 viruskannat olivat kuitenkin aiheuttaneet kaloissa IPN-taudin oireita sekä lisääntynyttä kuolleisuutta, ja tutkimuksen viimeisessä osa-alueessa tutkittiinkin tartuntakokeen avulla Suomessa esiintyvien kolmeen eri genoryhmään kuuluvien suomalaisten IPN-viruskantojen taudinaiheuttamiskykyä suomalaiselle kirjolohikannalle. Tartuntakokeessa todettiin genoryhmän 5 virusten aiheuttavan kohtalaista kuolleisuutta ja genoryhmän 2 vaihtelevaa, mutta vähäisempää kuolleisuutta kirjolohella. Genoryhmän 6 virusten taudinaiheuttamiskyky jäi tutkimuksessa epäselväksi. IPN on pääasiassa pienten kirjolohenpoikasten tauti. Suomalaisessa kirjolohenviljelyssä poikastuotanto on pääosin keskittynyt sisämaan kalanviljelylaitoksille. Korkean taudinaiheuttamiskyvyn omaavan viruskannan leviäminen poikaslaitoksille voisi aiheuttaa suuriakin tappioita, joten viruksen leviämisen ennaltaehkäisy on erittäin tärkeää. Taudin leviämisen ehkäisemistä voidaan edistää tehokkailla bioturvallisuustoimilla, lisäksi lakisääteinen genoryhmän 5 IPNV-tartuntojen torjunta on perusteltua myös jatkossa kotimaisen kirjolohen poikastuotannon turvaamiseksi.

Otitis externa (OE) is one of the most common diseases in dogs with multifactorial aetiology. OE, especially when severe, may cause marked discomfort, pain and hearing loss, substantially reducing animal welfare. American Cocker Spaniels (ACSs) have a breed predisposition to OE. They are over-represented among breeds that suffer from end-stage otitis, in which chronic proliferative changes of the ear canal prevent the resolution of OE. Histologically, in end-stage otitis, fibrosis of the ear canal skin is common in dogs of other breeds, whereas the majority of ACSs show ceruminous gland hyperplasia and ectasia. The reason for this difference remains unknown. This thesis aimed to characterise special features of OE in ACSs with retrospective and prospective methods. We aimed to describe the prevalence of OE in ACSs in Finland and the clinical, histopathological, and computed tomography (CT) characteristics of OE in ACSs. We also aimed to evaluate possible associated factors and genetic predisposition of breed-characteristic ceruminous glandular changes in this breed. A cross-sectional retrospective study exploring patient record data revealed that the prevalence of OE in ACSs, 27%, was higher than previously described for Cocker Spaniels. Compared to other spaniel breeds, OE in ACSs was more often recurrent and severe. Nine per cent of ACSs were treated with surgery compared with 1% of other spaniel breeds. An online questionnaire for ACS owners with 151 responses revealed that the first onset of OE frequently occurred at a young age, in 46% before the age of one year. The early onset of OE significantly increased the risk for end-stage otitis. Thirty-eight ACSs participated in prospective, observational, analytical studies performed at the Veterinary Teaching Hospital of University of Helsinki (VTHUH). The dogs were graded as clinically healthy or having OE based on video-otoscopic examination and scoring of the amount of erythema, oedema, erosions and exudate of the ear canals. Aural CT scanning was performed on 18 clinically healthy ACSs and 20 ACSs with OE, and the results were compared with 23 retrospectively collected healthy mesaticephalic dogs. The transverse area of the osseous and cartilaginous horizontal ear canal of clinically healthy ACSs was comparable to other similar-sized mesaticephalic dogs. In both healthy and otitic ACSs, the tympanic bulla wall was thicker and the tympanic cavity volume smaller in relation to body weight when compared to previous reports of mesaticephalic dogs. The tympanic bulla wall was thicker rostro-ventrally than caudo-ventrally in 44% of the ACSs, which is a typical finding in brachycephalic but not in mesaticephalic breeds. Histological examination of ear canal biopsies was performed on 13 clinically healthy ACSs and 15 ACSs with OE. Ceruminous gland hyperplasia and ectasia appeared in 87% of dogs with OE. A novel finding was that such histological findings appeared also in 46% of clinically healthy ACSs. The presence of OE was significantly associated with the presence of ceruminous gland hyperplasia and ectasia. Age, disease history, the presence of concurrent skin lesions or allergies showed no such associations. Pedigree analysis revealed that many histologically affected dogs were closely related, indicating a likely genetic background for the glandular changes. Genome-wide association study showed a tentative but not a statistically significant association in chromosome 31. Based on our results, the prevalence of OE in ACSs is high in Finland. ACSs have an increased risk for end-stage otitis, especially if the first OE episode occurs before one year of age. The anatomical morphology of the tympanic bulla appears slightly different in ACSs compared to other mesaticephalic dogs. A thick tympanic bulla wall may be a normal variation in this breed, which should be considered when interpreting CT-images. Ceruminous gland hyperplasia and ectasia appear to be a feature common to the breed. The finding that glandular changes may precede clinical signs of OE in this breed points to a possible genetic background for the condition. Further studies with a larger number of dogs are required to verify our genetic results. Ulkokorvantulehdus on koiralla hyvin yleinen, kipua aiheuttava, monitekijäinen sairaus. Kroonistuessaan se heikentää merkittävästi eläimen kuuloa ja hyvinvointia. Amerikancockerspanieleilla on alttius vakavalle, krooniselle ulkokorvantulehdukselle, jossa tulehdusta ylläpitävät tekijät estävät korvatulehduksen paranemisen. Kroonisessa korvatulehduksessa havaittava korvakäytävän ihon korvavahaa tuottavien apokriinisten hikirauhasten voimakas liikakasvu ja laajeneminen on tällä rodulla yleisempää kuin muilla, mutta syytä tähän eroon ei tiedetä. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli selvittää ulkokorvantulehduksen esiintyvyyttä ja erityispiirteitä amerikancockerspanieleilla Suomessa. Lisäksi tavoitteena oli selvittää rodulle tyypilliseen korvavaharauhasten liikakasvuun ja liikatoimintaan liittyviä tekijöitä ja mahdollista perinnöllistä alttiutta. Potilastietokantojen retrospektiivisessä tutkimuksessa havaittiin, että korvatulehduksen esiintyvyys Suomen amerikancockerspanieleilla oli 27 %. Esiintyvyys oli korkeampi kuin mitä cockerspanieleilla on aiemmin raportoitu (8–20 %). Muihin spanielirotuihin verrattuna korvatulehdus uusiutui tällä rodulla useammin ja myös kirurginen hoito oli yleisempää. Amerikancockerspanielien omistajille suunnatun kyselytutkimuksen 151 vastauksen perusteella ensimmäinen korvatulehdus esiintyi tällä rodulla usein varhain, 46 %:lla koirista alle yksivuotiaana. Varhainen alkamisikä lisäsi merkittävästi vakavan korvatulehduksen riskiä. Yliopistollisessa Eläinsairaalassa suoritettuun prospektiiviseen ja havainnoivaan tutkimukseen osallistui 18 kliinisesti tervettä ja 20 ulkokorvantulehdusta sairastavaa amerikancockerspanielia. Koirille suoritettiin tietokonetomografiakuvaus (TT) ja tuloksia verrattiin retrospektiivisesti tutkittuihin terveisiin, samankokoisiin, keskipitkäkuonoisiin koiriin (n=23). Vaakasuoran korvakäytävän poikkileikkauksen pinta-alassa ei ollut eroa terveiden amerikancockerpanielien ja kontrollikoirien välillä. Amerikancockerspanieleiden täryontelon tilavuus suhteessa koiran painoon oli pienempi ja täryontelon luisen seinämän paksuus suurempi kuin mitä muilla keskipitkäkuonoisilla koirilla on aikaisemmin raportoitu. Täryontelon seinämän paksuudessa oli piirteitä lyhytkuonoisille koirille tyypillisestä rakenteesta. Korvakäytäväbiopsian histologinen tutkimus suoritettiin 13:lle kliinisesti terveelle ja 15:lle ulkokorvantulehdusta sairastavalle koiralle. Korvavaharauhasten liikakasvu ja laajeneminen todettiin 87 %:lla sairaista koirista. Ulkokorvantulehduksen ja rauhasmuutosten välillä todettiin tilastollisesti merkitsevä yhteys. Koiran ikä, sairaushistoria, iho-oireiden esiintyminen tai allergia eivät vaikuttaneet rauhasmuutosten esiintymiseen. Korvavaharauhasten liikakasvu ja laajeneminen havaittiin myös lähes puolella kliinisesti terveistä koirista. Tätä ei ole aikaisemmin raportoitu. Tulos viittaa siihen, että amerikancockerspanieleilla rauhasmuutoksia voi esiintyä jo ennen korvatulehduksen ilmaantumista. Sukutaulututkimuksessa havaittiin, että moni rauhasmuutos-koirista oli sukua keskenään, mikä viittaa perinnölliseen alttiuteen. Perimänlaajuisessa assosiaatiotutkimuksessa löytyi alustava, ei kuitenkaan tilastollisesti merkitsevä, yhteys kromosomiin 31. Väitöskirjan tulosten perusteella ulkokorvantulehduksen esiintyvyys Suomen amerikancockerspanieleilla on korkea. Rodun yksilöillä on suurentunut riski vakavalle krooniselle ulkokorvantulehdukselle, erityisesti jos ensimmäinen korvatulehdus esiintyy alle vuoden ikäisenä. Amerikancockerspanielilla paksu täryontelon seinämä voi olla normaali löydös, mikä on otettava huomioon TT-kuvien tulkinnassa. Korvavaharauhasten liikakasvu ja laajeneminen on rodulle tyypillistä. Rauhasmuutoksen esiintyminen myös kliinisesti terveillä koirilla viittaa perinnölliseen taustatekijään. Perinnöllisyyden varmentaminen vaatii lisätutkimuksia suuremmalla koiramäärällä.

The European Union (EU) began to provide legislation on farm animal welfare four decades ago. Farmers working in the EU are required to comply with standards to ensure that the welfare of animals is managed, and no unnecessary pain, suffering or injury is inflicted on the animals. EU member states (MS), on the other hand, are obligated to control the compliance of the farmers. The competent authorities of the MS must conduct on-farm controls regularly, on a risk basis and with appropriate frequency, and apply appropriate enforcement measures to secure the rectification of non-compliance. Since official animal welfare control plays a pivotal role in the enforcement of animal welfare legislation, it is of the utmost importance that the control functions in practice. This research investigated how Finnish official animal welfare control appears at the farm level. Official veterinarians as enforcers and farmers as targets of the controls were surveyed to examine their views on the matter, and the reports from animal welfare inspections and court decisions regarding animal welfare crimes were analysed to explore the outcomes of the controls. Animal welfare control work caused stress to official veterinarians. High levels of stress were associated with threatening situations at work, the inconvenience of working alone, disrupted work–life balance, and a large amount of overtime work. The more stress the official veterinarians experienced, the more poorly they perceived their job satisfaction. Nevertheless, the job satisfaction was positively influenced by the provision of support and sufficient resources, an opportunity to work in pairs and well-functioning collaboration with other officials. Farmers experienced animal welfare inspections on their own farms negatively. Over half of the responding farmers saw the inspection as unnecessary and one in three considered it as violating their legal protection. Easy interaction with the visiting official veterinarian and the comprehensibility of inspection documents improved the attitude of the farmers towards the inspection. The farmers reported appreciating explicit reasons for the inspections, adequate reasoning for non-compliance detected, and the provision of appeal directions. Our results show that a quarter of cattle and pig farms inspected based on sampling was non-compliant during 2010-2015. The most frequently reported non-compliance on cattle farms included wet and dirty lying areas, inadequate weather protection and the deficient housing conditions of calves, while on pig farms they included the insufficient provision of enrichment material and incomplete records of medical treatments. Non-compliance was reported more frequently on cattle farms with small herds, tie-stall housing or outdoor rearing, and on pig farms with a farrow-to-finish unit. Our investigation identified slowness in criminal procedures and illogicality in penalties regarding animal welfare crimes during 2011-2016. In most cases, animal welfare violations had continued for a long time before the case was heard in court. The median span was nearly two years from the beginning of an offense to a conviction. Of the accused individuals, 96% were found guilty and punished for an animal welfare crime. The court frequently applied the lower end of penal scale; however, they still imposed a ban on animal keeping for every second perpetrator. Our research uncovered certain weaknesses in Finnish official animal welfare control, including unsuccessful targeting of animal welfare inspections, inadequate guidelines for ambiguous animal welfare standards, official veterinarians’ high workload and insufficient safety at work, limited collaboration between official veterinarians and officials for social and health welfare, and inefficiency in criminal procedure regarding animal welfare matters. The findings yield the following recommendations: i) Inspections should be more accurately targeted. ii) Official veterinarians should aim at a constructive dialogue with a farmer and ensure that they understand the outcome of an animal welfare inspection and the progress of the matter. iii) Guidelines for implementing ambiguous animal welfare standards should be improved. iv) Official veterinarians should be offered the opportunity to conduct controls with a partner, be strongly supported by their supervisors, and receive training in communication skills. v) Collaboration between official veterinarians and other officials, such as the police and social welfare and health officials, should be consolidated. vi) The official veterinarians’ role as an expert during criminal procedures should be strengthened. Suomessa eläinsuojelulainsäädäntö asettaa minimivaatimukset eläinten pidolle, hoidolle ja kohtelulle. Ensisijainen vastuu eläinten hyvinvoinnista kuuluu eläimen omistajalle tai haltijalle, mutta eläinsuojeluvalvonnan tehtävänä on varmistaa, että säädöksiä noudatetaan. Hyvin toimiva eläinsuojeluvalvonta palvelee ennen kaikkea eläinten etua, mutta myös valvontaviranomaisten ja -kohteiden, sillä yhdenvertaisella ja vaikuttavalla valvonnalla viranomaistyön kuormittavuus vähenee ja valvontakohteiden oikeusturva parantuu. Väitöskirjatutkimuksen tavoitteena oli tutkia, miten eläinsuojeluvalvonta toteutuu suomalaisilla nauta- ja sikatiloilla vuoden 2009 valvontauudistuksen jälkeen ja miten valvontaa voitaisiin edelleen kehittää. Tutkimuksessa selvitettiin virkaeläinlääkäreiden ja kotieläintuottajien näkemyksiä eläinsuojeluvalvonnan toteutumisesta sekä valvonnassa esille tulleita eläinten hyvinvoinnin laiminlyöntejä. Tulokset osoittivat, että suomalaisilla nauta- ja sikatiloilla esiintyy laiminlyöntejä, jotka vaarantavat eläinten hyvinvointia ja vaativat viranomaisten puuttumista. Nautatiloilla yleisimpiä laiminlyöntejä olivat märät ja likaiset makuupaikat sekä vasikoiden puutteelliset pito-olosuhteet. Sikatiloilla virikemateriaalin riittämätön tarjonta oli selkeästi useimmiten esille tuleva laiminlyönti. Vain harvat, tyypillisesti kaikkein vakavimmat, laiminlyönnit etenivät rikosprosessissa. Rangaistukset olivat pääsääntöisesti lieviä. Sekä virkaeläinlääkärit että tuottajat kokivat eläinsuojeluvalvonnan tärkeäksi, vaikka valvonta kuormitti kumpaakin osapuolta. Eläinlääkäreille stressiä aiheuttivat uhkaavat työtilanteet, suuri työmäärä ja yksintyöskentely, kun taas tuottajat kokivat omalla tilallaan tapahtuvan valvonnan tarpeettomaksi ja hyödyttömäksi. Tulokset toivat esille konkreettisia toimenpiteitä, joilla valvontaa voidaan kehittää. Vuorovaikutusta virkaeläinlääkäreiden ja tuottajien välillä tulisi parantaa ja lisäksi tulisi huolehtia, että käytössä on yhtenäiset tulkintaohjeet tulkinnanvaraisiin säädöksiin. Virkaeläinlääkärit hyötyisivät parityöskentelystä sekä hyvin toimivasta yhteistyöstä muiden viranomaisten kanssa.

α2-Adrenoceptor agonist drugs, such as medetomidine, are widely used in veterinary medicine for their sedative and analgesic effects. However, α2-adrenoceptor agonists have undesirable cardiovascular effects, most notably vasoconstriction and bradycardia. In view of this, vatinoxan (previously known as MK-467 and L-659’066) a peripherally acting α2-adrenoceptor antagonist has been investigated. Vatinoxan attenuates the negative cardiovascular effects of medetomidine in dogs while maintaining the sedative effects of the α2-adrenoceptor agonist. This thesis evaluated the effects of vatinoxan on the absorption and disposition of medetomidine and other selected drugs in laboratory and client-owned dogs following intramuscular administration; when the drugs were combined in the same syringe. The hypothesis was that vatinoxan would affect the plasma concentrations of concomitantly administered drugs, probably due to changes in tonus of the vasculature at the injection site. Furthermore, the distribution of vatinoxan and medetomidine into the central nervous system (CNS) was investigated. It was hypothesized that in dogs, vatinoxan would minimally enter the CNS, whereas the enantiomers of medetomidine would concentrate there. A group of six laboratory beagles participated in the preclinical studies, and 57 client-owned dogs were recruited into the clinical study. A randomized, clinical study was designed to investigate whether vatinoxan attenuates the bradycardic impact of medetomidine in client-owned dogs given medetomidine-butorphanol intramuscularly for minor diagnostic procedures. All analyses of drug concentrations were performed with liquid chromatography tandem mass spectrometry. Heart rates were monitored by auscultation and sedation was scored. Also, the degree of sedation was determined. It was hypothesized that vatinoxan would alleviate bradycardia without reducing the intensity of clinical sedation. Vatinoxan initially increased plasma concentrations of concomitantly administered drugs. Improved cardiovascular performance in α2-adrenoceptor agonist-medicated dogs probably affected the absorption via improved blood flow in the muscle. Furthermore, the distribution of enantiomers of medetomidine into the CNS appeared to be high whereas only about 2% of the vatinoxan plasma concentration was detected in the CNS. Vatinoxan ameliorated medetomidine-induced bradycardia, but adequate clinical sedation with a faster onset and shorter duration was achieved. In conclusion, the increased absorption of concomitantly administered drugs by vatinoxan resulted in a quicker onset and shortened duration of the sedation. When vatinoxan was combined with medetomidine and butorphanol, it alleviated bradycardia and provided reliable sedation in healthy client-owned dogs. Rauhoittavien vaikutustensa vuoksi eläinlääketieteessä käytössä olevan lääkeryhmän α2-adrenoseptoriagonistien käyttöä rajoittaa tähän lääkeryhmään liittyvät verenkiertoelimistön haitalliset vaikutukset, kuten verisuonten supistuminen sekä alhainen sydämen syke. Tämän vuoksi pääosin keskushermoston ulkopuolella vaikuttava vastavaikuttaja, α2-adrenoseptoriantagonisti vatinoksaani (joka on aikaisemmin tunnettu myös nimillä MK-467 sekä L659,066) on ollut tutkimusten kohteena. Vatinoksaanin on osoitettu koirilla lievittävän α2-adrenoseptoriagonistien negatiivisia verenkiertoelimistöön kohdistuvia vaikutuksia säilyttäen niiden aiheuttaman sedaation. Vatinoksaanin aiheuttamat muutokset muiden lääkeaineiden plasmapitoisuuksissa voivat olla kliinisesti merkityksellisiä, koska ne voivat vaikuttaa sekä sedaation syvyyteen että kestoon: kun koira saa vatinoksaania lihaksensisäisesti, se sedatoituu nopeammin, mutta sedaation kesto lyhenee. Tämä selittyy vatinoksaanin aiheuttamilla muutoksiin lääkeaineiden imeytymisessä: kun lääkkeet imeytyvät nopeammin, sedaatio saavutetaan aikaisemmin, mutta toisaalta myös lääkeaineen poistuminen elimistöstä nopeutuu.

Problems related to equine large colon sand accumulations have been known for at least a century, but evidence-based medicine on the subject remains scarce. The current medical treatments are largely based on case reports and small studies on research horses with artificial sand accumulation or without confirmed accumulation. Therefore, clinical studies on naturally acquired sand accumulation are needed. The main objectives of the present studies were to define clinical signs related to the presence and size of large colon sand accumulations and to determine the optimal way to medically treat horses with these accumulations. A questionnaire study was performed to determine whether certain clinical signs are linked to the amount of sand in the colon and to clarify associations between equine large colon sand accumulations and individual traits and management-related factors. Owners or caretakers of 447 horses that had been radiographed for suspected large colon sand accumulation, responded to an internet based survey on clinical signs and management of their horses. The most common clinical signs of large colon sand accumulation noted by the owner were colic, poor performance and changes in faecal consistency (diarrhoea, increased faecal water). Colic (odds ratio (OR) 2.03, confidence interval (CI) 1.42-2.91) and poor performance (OR 1.89, CI 1.33-2.68) alone were associated with the size of sand accumulation. Horses with combinations of clinical signs, such as diarrhoea and poor performance or colic and diarrhoea also had a higher probability of a large sand accumulation; OR 2.12, CI 1.42-3.44 for diarrhoea and poor performance, and OR 2.64, CI 1.69-4.13 for colic and diarrhoea. Dominant position in the herd was protective for large colon sand accumulation (Spearman rho 0.170, P=0.002), while greediness predisposed the horse to the condition (Spearman rho 0.184, P

Viral haemorrhagic septicaemia (VHS) was isolated for the first time in Finland in 2000 from a Finnish brackish water fish farm farming rainbow trout in net pens in the Province of Åland, Baltic Sea. The efforts to eradicate the disease from the Åland islands were not successful. Epidemical factors, needed for VHS management in viral haemorrhagic septicaemia virus (VHSV) positive brackish water fish farms, were studied in a 3-year project, the results of which are presented in this thesis. The study compared the ability of four different surveillance procedures and three diagnostic tests to reveal whether a fish population was infected with VHSV. The programme that was conducted as syndromic surveillance, where the farmers sent in samples for diagnostics if any signs of possible fish disease were noticed, clearly outperformed the other three programmes, which were based on active surveillance. A real-time reverse transcriptase polymerase chain reaction method proved to be at least as sensitive in detecting acute VHSV infections as virus isolation in cell culture, which is considered the gold-standard method for diagnosing VHSV. An ELISA method was used to test fish serums for antibodies against VHSV and was found to be a promising tool in VHSV eradication, particularly for screening populations during the follow-up period, before declaring an area free of infection. During the epidemics it was a common suspicion wild fish being the most likely source of the reinfections of VHSV in infected fish farms in the restriction area. Wild fish of 17 different species from VHS-positive fish farms were screened for VHSV during 2005-2008. In addition, uninfected wild perch, roach and farmed whitefish were introduced to a fish farm with rainbow trout experiencing a clinical outbreak of VHS. The wild fish did not test positive on any occasion, but whitefish were infected and started to replicate VHSV for a short time. The replication of the virus in whitefish was verified using a new qRT-PCR method that tests separately for positive- and negative-sense viral sequences in infected organ samples. The presence of VHSV in the environment on fish farms or processing plants farming or handling VHSV-positive fish was studied by testing samples for VHSV from wild blue mussels (Mytilus edulis) living in infected fish farms. Sea water and sediment from infected fish farms were also tested for VHSV. Wild uninfected blue mussels were also challenged with VHSV in two different challenge tests. Wastewater from a processing plant was tested before and after disinfection treatment. Blue mussels were not found to be carriers of VHSV on any occasion. Sea water tested positive for VHSV RNA more often during the wintertime when water temperature was close to 0°C and sunlight (UV light) sparse. Most wastewater samples collected before the disinfection treatment were positive for VHSV, but samples collected after disinfection were all negative regarding VHSV RNA. Contacts between the processing plants and the fish farms in the restriction area of VHS were very common during this study. Processing plants are usually the place where fish food and farming equipment are stored, including boats that are used for the daily servicing of the farming localities. According to the results of this study, this contact was considered a major risk for disease spread, especially during the cold part of the year when daylight is also short. Altogether, this thesis compiles the results of a series of studies targeting factors that could affect the infection pressure of VHSV. Kirjolohen verenvuotoseptikemia (VHS) -virus eristettiin ensimmäisen kerran Suomessa vuonna 2000 Ahvenanmaalaisen ruokakalaviljelylaitoksen kirjolohista. Alussa taudin hävitystoimet epäonnistuivat ja tauti levisi nopeasti lähes koko maakuntaan. Tilanteissa, joissa saneeratuissa kalanviljelylaitoksissa rajoitusalueella todettiin uusi taudinpurkaus, luonnonkalojen epäiltiin olevan tartunnan ylläpitäjiä. Nyt tehdyn tutkimuksen tarkoituksena oli kerätä tietoa taudin leviämiseen vaikuttavista epidemiologisista tekijöistä uutta taudinhävityksen suunnittelua varten. Tutkimuksessa tarkasteltiin neljän erilaisen seurantaohjelman kykyä löytää VHS tartunnan saaneita kirjolohipopulaatioita kahden rajoitusalueella toimivan vesiviljely-yrityksen kalaviljelmiltä. Lisäksi VHS-virusta etsittiin yhteensä 17 tartunnan saaneiden kalanviljelylaitoksien läheisyydessä elävältä luonnonkalalajilta. Luonnosta pyydetyillä ahvenilla ja särjillä sekä viljellyillä siioilla suoritettiin infektiokoe VHS positiivisella kalanviljelylaitoksella. Lisäksi kalaparvista tutkittiin VHS-virusinfektiossa syntyneitä vasta-aineita kalojen seerumeista ELISA-menetelmällä. VHS-virusta tutkittiin myös kalanviljelylaitosten sekä kalateurastamoiden ympäristöstä, joissa viljeltiin tai käsiteltiin tartunnan saaneita kalapopulaatioita. Virusta tutkittiin kalaviljelmillä elävistä sinisimpukoista, merivedestä, pohjasedimentistä sekä teurastusprosessin eri vaiheissa syntyvää jätevettä. Lisäksi sinisimpukoita altistettiin VHS-virukselle kahdessa infektiokokeessa. Seurantaohjelma, joka perustui oireidenmukaiseen seurantaan, jossa kalanviljelijät tutkituttivat näytteitä aina kuin he havaitsivat kaloissaan sairauden oireita, osoittautui parhaaksi. Reaaliaikainen PCR menetelmä osoittautui diagnostiikassa vähintään yhtä herkäksi todeta akuutti VHSV-tartunta kuin eristysviljely soluissa. Luonnonkalatutkimuksissa ei todettu VHS-virusta, mutta viljellyissä siioissa todettiin tartunta. Tulosten mukaan siikoja ei tulisi kasvattaa virukselle herkkien kalalajien, kuten kirjolohen kanssa tai niiden läheisyydessä. Sinisimpukoissa ei missään vaiheessa todettu VHS-virusta, joten nämä eivät todennäköisimmin ole merkittäviä taudin kantajia. Sedimentissä ei todettu VHS-viruksen perimää, mutta merivedessä virusta todettiin usein talviaikaan vedenlämpötilan ollessa lähes 0 °C ja auringon UV-valon ollessa vähäistä. Jätevesinäytteistä todettiin VHS-viruksen perimää ennen desinfektiokäsittelyä, mutta ei sen jälkeen. Kontaktit teurastamoiden ja viljelypaikkojen välillä on tulosten perusteella pidettävä merkittävänä riskinä taudin leviämiselle etenkin talvisaikaan.

Canine cognition has been widely studied especially with behavioral methods. Behavioral studies have shown that dog’s social cognitive abilities are similar to preverbal human infants, and that dogs are excellent readers of human communicative gestures. However, behavioral studies cannot determine the cognitive processes and neuronal functions underlying the behavior. In addition, direct comparisons between humans and dogs have been rarely used in previous studies. The aim of this thesis was to evaluate the feasibility of two novel non-invasive methods of examining dog social cognitive functions, and also to compare human and dog cognitive abilities with eye gaze tracking. The feasibility of non-invasive electroencephalography (EEG) and eye gaze tracking in dog cognitive studies were studied in experiments I–IV. In an EEG experiment, the visual event-related potentials (ERPs) were measured while dogs were watching human and canine facial images. In the eye tracking experiments fixations and saccades towards the stimulus images were measured. Experiment I confirmed, for the first time, the usability of completely non-invasive EEG measurement in intact fully alert dogs. The early visual ERPs were detected at 75–100 ms from the stimulus onset. Experiments II–IV verified the feasibility of the eye tracking method in dogs. Experiment II showed that dogs preferred facial images of dogs and humans over inanimate objects. In experiment III, comparisons between the eye movements of humans and dogs revealed that both dogs and humans gazed longer social interaction images than non-social images. However, dogs gazed longer human interaction images and humans gazed longer at dog interaction images, which indicates that processing social interaction of another species might take more time. Also, family dogs gazed at images longer than kennel dogs, suggesting that kennel dogs’ limited social environment might have affected their processing of social stimuli. Experiment IV explored dogs’ gazing behavior towards images containing dogs, humans and wild animals. This study showed that dogs focused their gaze at living creatures and especially gazed at the biologically informative areas in the images, such as the head area. In conclusion, EEG and eye tracking are promising methods for studying dog cognition, and eye tracking can be used to compare responses between humans and dogs. EEG and eye tracking studies showed that dogs were focusing on the objects in the images and their gazing behavior depended on the image category. These studies highlight the importance of facial information to dogs, and also reflect their excellent skills in comprehending social and emotional cues in both conspecifics and non-conspecifics. Koirien kognitiivisia kykyjä on laajasti tutkittu erityisesti käyttäytymiseen perustuvilla menetelmillä. Käyttäytymistutkimukset ovat osoittaneet, että koirien kognitiiviset kyvyt ovat samankaltaisia kuin pikkulapsilla, ja että koirat ovat erinomaisia tulkitsemaan ihmisten eleitä. Käyttäytymistutkimukset eivät kuitenkaan kerro taustalla olevista kognitiivisista prosesseista ja neuronaalisista toiminnoista. Lisäksi suoria vertailututkimuksia ihmisten ja koirien välillä on vielä vähän. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli arvioida kahden uuden eläinystävällisen menetelmän soveltuvuutta koirien sosiaalisen kognition tutkimiseen, ja lisäksi verrata ihmisten ja koirien kognitiivisia kykyjä silmänliiketutkimuksen avulla. Tutkimuksissa I–IV tarkasteltiin kajoamattoman elektroenkefalografian (EEG) ja silmänliiketutkimuksen soveltuvuutta koirien kognition tutkimiseen. Tutkimus I vahvisti ensimmäistä kertaa täysin kajoamattoman EEG-menetelmän käyttävyyden koirilla. Varhaiset herätevasteet havaittiin 75–100 ms kuvien esittämisen jälkeen. Tutkimukset II-IV vahvistivat, että koirien silmänliikkeet on mahdollista rekisteröidä kuivien katsomisen aikana, ja että koirien huomio kiinnittyi kuvissa informatiivisille alueille. Tutkimus II osoitti, että koirat katsoivat enemmän koirien kuin ihmisten kasvokuvia tai esineiden kuvia. Tutkimuksessa III ihmiset ja koirat katsoivat sosiaalista vuorovaikutusta sisältäviä kuvia enemmän kuin kuvia, joissa ei ollut sosiaalista vuorovaikutusta. Koirat kuitenkin katsoivat pidempään ihmisten vuorovaikutuskuvia ja ihmiset koirien vuorovaikutuskuvia, mikä viittaa siihen, että toisen eläinlajin sosiaalisen vuorovaikutuksen prosessointi on hitaampaa. Lisäksi tutkimuksessa III, kotikoirat katsoivat kuvia pidempään kuin kennelissä eläneet koirat, mikä viittaa siihen, että kennelkoirien rajoitettu sosiaalinen ympäristö on saattanut vaikuttaa sosiaalisten kuvien prosessointiin. Tutkimuksessa IV koirille näytettiin koirien, ihmisten ja villieläinten kuvia. Tutkimus osoitti, että koirat kiinnittivät huomionsa eläviin olentoihin ja katsoivat erityisesti biologisesti informatiivisimpia alueita kuten pään aluetta kuvissa. Johtopäätöksenä voidaan sanoa, että EEG ja silmänliiketutkimus ovat lupaavia menetelmiä koirien kognitiivisten kykyjen tutkimiseen, ja että silmänliiketutkimusta voidaan käyttää vertailtaessa ihmisiä ja koiria. EEG ja silmänliiketutkimukset osoittivat, että koirat kohdistivat huomionsa kuvissa oleviin objekteihin, ja että katselukäytös riippui kuvakategoriasta. Tutkimukset myös osoittavat, että kasvojen alueen informaatio on tärkeää koirille, ja että koirat ovat taitavia lukemaan sosiaalisia ja emotionaalisia vihjeitä.

The main function of vitamin D is the maintenance of serum calcium concentration and skeletal calcium balance. Diet, vitamin D supplements, and endogenous synthesis are possible sources of vitamin D in pet rabbits, but studies regarding the vitamin D concentrations, main sources of vitamin D, and vitamin D deficiency levels in rabbits are lacking. Vitamin D deficiency and the existence of metabolic bone diseases in pet rabbits are topics of intermittent debate. The question regarding the existence of metabolic bone diseases in rabbits arose 20 years ago, after decreased bone density was observed in prepared skulls and radiographs of pet rabbits with advanced stages of dental disease. Dental disease is still one of the most common health disorders in pet rabbits. Observations that rabbits with dental disease had higher parathyroid hormone and lower total calcium concentrations compared to rabbits in free-range conditions, and that pet rabbits housed in hutches had low 1,25-dihydroxyvitamin D3 concentrations, were associated with the theory of vitamin D and calcium deficiency as a common problem in pet rabbits, and a possible predisposing factor for dental disease. This thesis aimed to study serum 25-hydroxyvitamin D (25(OH)D) concentrations and sources of vitamin D in 140 pet rabbits aged 0.1 to 9.3 years. Several tibial bone parameters, including cortical bone density, were measured in 87 rabbits using peripheral quantitative computed tomography. Possible breakpoints were searched in 139 rabbits for serum 25(OH)D concentration when compared to parathyroid hormone concentration and cortical bone density, which indicates a threshold for vitamin D deficiency. Dental disease was diagnosed after examination of the oral cavity and a lateral skull radiograph. Association between dental disease and serum 25(OH)D concentration and tibial bone parameters were compared. Serum 25(OH)D concentration varied from 4.5 to 67.5 ng/ml (mean 26.0 ng/ml). According to GLM analysis adjusted for body weight, age, and season of sample collection, diet was significantly associated with serum 25(OH)D concentration, but outdoor access was not. Serum 25(OH)D concentration was higher in rabbits that received diets with lots of hay and commercial rabbit food, >1dl daily, compared to rabbits with lower amounts of these vitamin D–containing diets. The suppression of parathyroid hormone concentration occurred at a serum 25(OH)D concentration of 17 ng/ml, whereas the breakpoint for cortical bone density occurred at a serum 25(OH)D concentration of 19 ng/ml. No breakpoints were found for ionised calcium, total calcium, or phosphorus. Results suggest a serum 25-hydroxyvitamin D concentration of 17 ng/ml as a threshold for vitamin D deficiency in pet rabbits. One-third of the rabbits participating in this study had serum 25(OH)D concentrations below this threshold, which raises concern regarding the high prevalence of vitamin D deficiency in Finnish pet rabbits. The mean diaphyseal tibial cortical density in rabbits was high (about 1400 mg/cm3). There was no tendency for an age-related decrease in trabecular or cortical bone density, at least up to six years of age. No statistically significant group differences were observed in bone parameters between intact females and males or between intact and castrated males after controlling for body weight and age. Of 140 rabbits, 47 (33.6%, 95% CI: 25.5-41.7) were diagnosed with dental disease. Bone parameters were measured from 87 rabbits, of which 26 rabbits (29.9%, 95% CI 20.3-39.5) had dental disease. After controlling for body weight, age, and season of sample collection, no differences existed in serum 25(OH)D concentrations between healthy rabbits and rabbits with dental disease. Additionally, no statistically significant group differences in tibial bone parameters occurred between healthy rabbits and rabbits with dental disease after controlling for body weight and age. Our results conclude that vitamin D deficiency, diagnosed as serum 25(OH)D concentration below 17 ng/ml, is common in Finnish pet rabbits. Diet is the main source of vitamin D, as outdoor access is too limited to provide them with adequate vitamin D synthesis. Vitamin D deficiency may increase their risk for metabolic bone disease and other health disorders. This study failed to support the theory of vitamin D deficiency as a predisposing factor for dental disease. The results of this study should be used to increase pet rabbits’ health and well-being by preventing vitamin D deficiency and should advocate for further studies regarding the supply of adequate concentrations of vitamin D and consequences of chronic vitamin D deficiency in pet rabbits. Further prospective case-control studies are needed to evaluate the aetiology of dental disease. Tässä tutkimuksessa selvitettiin D-vitamiinin ja luustoterveyden yhteyttä suomalaisilla lemmikkikaniineilla. D-vitamiinin tärkein tehtävä on ylläpitää elimistön kalsiumtasapainoa ja sen puutos on ihmisillä yhdistetty moneen yleiseen sairauteen, kuten osteoporoosiin. Kaniineilla ravinto, D-vitamiinilisät sekä iholla tapahtuva synteesi auringonvalon tai keinotekoisen ultraviolettivalon vaikutuksesta ovat mahdollisia D-vitamiininlähteitä, mutta toistaiseksi ei ole selvitetty, mikä näistä on lemmikkikaniinien tärkein D-vitamiinin lähde. Myöskään kaniinien seerumin D-vitamiinipitoisuuksia tai D-vitamiinipuutoksen raja-arvoa ei ole tutkittu. Sisätiloissa elävillä lemmikkikaniineilla on epäilty esiintyvän yleisesti D-vitamiinin puutosta ja siihen liittyvää aineenvaihdunnallista luustosairautta. Jo yli 20 vuotta sitten havaittiin kallon luiden haurastumista kaniineilla, joilla oli pitkälle edennyt hammassairaus. Hammassairaus on edelleen yksi kaniinien yleisimmistä sairauksista. Lisäksi havaittiin, että näillä kaniineilla oli korkeampi lisäkilpirauhashormonipitoisuus ja alhaisempi kokonaiskalsiumpitoisuus. Häkeissä elävillä kaniineilla oli matalammat 1,25-dihydroksivitamiini D3 -pitoisuudet kuin vapaasti ulkona liikkuvilla lemmikkikaniineilla. Näiden löydösten perusteella epäiltiin D-vitamiinipuutoksen ja aineenvaihdunnallisten luustosairauksien olevan yleisiä lemmikkikaniineilla ja altistavan ne mahdolliselle hammassairaudelle. Tässä väitöstutkimuksessa selvitettiin 25-hydroksi-D-vitamiinin (25(OH)D) pitoisuuksia sekä D-vitamiinilähteitä 140 lemmikkikaniinilla, jotka olivat iältään 0,1 – 9,3 -vuotiaita. Sääriluun tiheys mitattiin perifeerisellä kvantitatiivisella tietokonetomografialla 87 kaniinilta. D-vitamiinipuutoksen raja-arvoa tutkittiin etsimällä matalin 25(OH)D -pitoisuus, joka pitää lisäkilpirauhashormonipitoisuuden normaalirajoissa. Hammassairauden esiintyvyyttä kartoitettiin suun yleistutkimuksella sekä sivuttaisella kallon röntgenkuvauksella. Tutkimuksessa selvitettiin myös hammassairauden, D-vitamiinipitoisuuden ja luuntiheyden välisiä yhteyksiä. Seerumin 25(OH)D -pitoisuus vaihteli välillä 4,5 - 67,5 ng/ml (keskiarvo 26,0 ng/ml). Painolla, iällä ja näytteenottokuukaudella vakioidun yleistetyn lineaarisen mallin perusteella ruokavalio vaikutti merkittävästi 25(OH)D-pitoisuuteen, mutta ulkoilu kesäaikaan ei. Seerumin 25(OH)D -pitoisuus oli korkeampi niillä kaniineilla, jotka saivat runsaasti heinää ja kaupallista kaniininruokaa yli 1 dl päivittäin, kuin kaniineilla, jotka saivat vähemmän näitä D-vitamiinia sisältäviä ruoka-aineita. Lisäkilpirauhashormonipitoisuuden normaalirajoissa pysymistä ennustava käännepiste havaittiin tilastollisesti 25(OH)D -pitoisuudessa 17 ng/ml. Sääriluun kuoriluun tiheyden alenemista ennustava käännepiste havaittiin 25(OH)D –pitoisuudessa 19 ng/ml. Vastaavia käännepisteitä ei havaittu 25(OH)D -pitoisuuden ja kalsiumin, ionisoidun kalsiumin tai fosfaatin pitoisuuksien välillä. Näiden tulosten perusteella D-vitamiinipuutoksen raja lemmikkikaniinien luuston terveyden kannalta on 17 ng/ml. Kolmasosalla tutkimukseen osallistuneista kaniineista seerumin 25(OH)D-pitoisuus oli alle tämän raja-arvon. Sääriluun varren keskimääräinen kuoriluuntiheys oli korkea (noin 1400 mg/cm3) eikä kuori- tai hohkaluun tiheyksissä havaittu ikään liittyvää alenemista ainakaan 6 ikävuoteen mennessä. Sukupuolella tai urosten kastraatiolla ei havaittu olevan merkitystä sääriluun tiheyteen, kun paino ja ikä otettiin tilastollisesti huomioon. Kolmanneksella tutkituista kaniineista todettiin hammassairaus. Terveiden ja hammassairaiden kaniinien välillä ei havaittu eroja seerumin 25(OH)D pitoisuudessa, kun tulos vakioitiin painolla, iällä ja näytteenottokuukaudella. Myöskään ikä- ja painovakioiduissa luuntiheyksissä ei ollut eroja terveiden ja hammassairaiden välillä. Tämän väitöstutkimuksen perusteella D-vitamiinin puute on yleistä suomalaisilla lemmikkikaniineilla. Ruokavalio on niiden tärkein D-vitamiinin lähde, sillä suurimmalla osalla kaniineista ulkoilu on kesäaikaan liian rajoitettua, jotta se riittäisi D-vitamiinin synteesiin iholla. Tämän tutkimuksen tulokset eivät tukeneet aiempaa epäilyä D-vitamiinin puutteesta hammassairauden taustalla. Hammassairaudelle altistavien tekijöiden tutkiminen edellyttäisi prospektiivista tapaus-verrokki -tutkimusta.

Lameness of sows is a very common problem in the modern pig industry. It impairs both health and welfare of sows and production economics of farms. Lameness is a clinical sign caused by various problems associated with the locomotor system. However, the exact cause of lameness often remains undetermined and lame sows do not always get the necessary attention and treatment. The overall aim of this thesis was to gather information and add to the scientific knowledge on sow lameness. The specific aims of the studies were to investigate pathological-anatomical findings in the locomotor system of euthanized and spontaneously dead sows, to examine the effect of oral ketoprofen in treatment of lameness, and to study the effect of lameness on behavior of the sows. The pathological-anatomical findings in the locomotor system were examined in a descriptive study. The convenience sample consisted of 38 euthanized and 27 spontaneously dead sows from 15 Finnish farms. The majority (91%) of sows had one or more lesions in their locomotor system. The most common primary pathological-anatomical diagnosis (PAD) was inflammatory arthritis, with a prevalence of 9%. Degenerative joint disease (DJD) was diagnosed in 71% of the animals. DJD was the most frequent incidental finding, and its association with lameness remains in question. Lameness was however the most commonly reported clinical sign observed by the farmer within 30 days preceding death. The effect of oral ketoprofen in treatment of non-infectious lameness was evaluated in a randomized, double-blinded, controlled field trial. Altogether 141 lame sows were allocated to three groups: two dose rates of oral ketoprofen (2 mg/kg and 4 mg/kg) were compared with placebo treatment over five consecutive days. Lameness was assessed using a five-grade scoring system prior to and on the last day of the treatment. Treatment of lameness was considered successful for 54% of the sows in the ketoprofen 4 mg/kg group, for 53% in the ketoprofen 2 mg/kg group and for 21% of the sows in the placebo group. Parallel with the above-mentioned study, a randomized, double-blinded, controlled field trial was conducted to evaluate the effects of lameness and ketoprofen treatment on behavior of sows. Thirteen lame sows were allocated to treatment groups and paired with a healthy, non-lame control sows. Behavior was observed using a scan-sampling method prior to and after the treatment. Before the treatment on day 0, lame sows were observed to be more passive, lie down more and stand and explore pen fixtures less than the healthy control sows. On day 5 of the treatment, the behavior of sows with relieved lameness did not differ from that of healthy control sows, indicating that these sows had most likely been in pain before treatment. Some behavioral differences were apparent between sows with relieved and non-relieved lameness, showing that the latter sows were still in pain. The sows with non-relieved lameness were in contact with the wall and lay down significantly more often and moved and stood less than healthy control sows on day 5 of the treatment. In conclusion, pathological-anatomical findings in the locomotor system were very common in on-farm-dead sows. In future, more research is needed to evaluate the clinical relevance of these diagnoses and their association to lameness. Oral ketoprofen proved to be an effective treatment in alleviating the non-infectious lameness of sows. The differences in behavior between lame and healthy control sows and also between the ones with relieved and non-relieved lameness indicated that most of the lame sows were in pain and that the treatment of lameness is important from the animal welfare point of view. Ontuminen on yksi yleisimmistä emakoiden terveyttä ja hyvinvointia heikentävistä ongelmista nykypäivän sikaloissa. Ontuminen huonontaa myös sianlihan tuotannon kannattavuutta, sillä se on lisääntymisongelmien ohella yleisin syy emakoiden ennenaikaisiin poistoihin. Niin kustannustehokkuuden kuin eettisyydenkin kannalta emakoiden tulisi olla mahdollisimman terveitä ja pitkäikäisiä ja porsia mahdollisimman monta kertaa. Ontuminen on tuki- ja liikuntaelinten sairauksien oire. Emakon ontumisen tarkka syy jää usein selvittämättä, koska diagnostiikka on vaikeaa. Osin sen seurauksena ontuvat emakot eivät välttämättä saa ansaitsemaansa huomiota ja hoitoa. Tämän väitöskirjan tavoite oli koota yhteen ja tuottaa uutta tieteellistä tietoa emakoiden ontumisesta. Osatutkimusten tavoitteina oli selvittää tilalla kuolleiden ja lopetettujen emakoiden tuki- ja liikuntaelinten patologis-anatomisia löydöksiä, tutkia oraalisen eli suun kautta annetun ketoprofeenin tehoa emakoiden ei-infektiivisen ontuman hoidossa sekä tutkia ontumisen vaikutusta emakoiden käyttäytymiseen. Tuki- ja liikuntaelinten patologis-anatomisia löydöksiä selvitettiin kuvailevassa tutkimuksessa, jossa oli mukana 38 lopetettua ja 27 itsestään kuollutta emakkoa 15 suomalaiselta tilalta. Valtaosalla emakoista (91%) oli löydöksiä tuki- ja liikuntaelimissä. Tavallisin kuolinsyy tai välitön syy lopetukseen oli niveltulehdus, jonka esiintyvyys oli 9%. Degeneratiivinen nivelsairaus todettiin 71%:lla eläimistä. Degeneratiivinen nivelsairaus oli tavallisin sivulöydös, mutta sen yhteys ontumiseen jää epäselväksi. Ontuminen oli kuitenkin yleisin oire, jonka eläintenomistajat olivat tutkimuksen emakoilla havainneet 30 päivän sisällä ennen niiden kuolemaa. Oraalisen ketoprofeeenin tehoa emakoiden ei-infektiivisen ontumisen hoidossa tutkittiin satunnaistetussa, kaksois-sokkoutetussa, kontrolloidussa kenttäkokeessa. Tutkimukseen valittujen emakoiden ontuman haluttiin olevan ei-infektiivinen eli muun syyn kuin infektion aiheuttama sen vuoksi, ettei niillä olisi eläinlääketieteellistä perustetta muuhun lääkitykseen kuin kivunlievitykseen. Yhteensä 141 ontuvaa emakkoa jaettiin kolmeen ryhmään, ja ketoprofeenin kahta annosta (2 ja 4 mg/kg) verrattiin plaseboon. Emakot saivat lääkkeen kerran päivässä viiden päivän ajan. Ontuminen arvioitiin visuaalisesti käyttäen viisiportaista asteikkoa ennen lääkitystä ja viimeisen lääkityksen jälkeen. Tutkimukseen valittujen emakoiden ontuma-aste oli 2–4 eli lievä, kohtalainen tai vakava. Hoito määriteltiin onnistuneeksi, jos ontuma-aste lääkityksen jälkeen oli 0–1 eli ei ontumaa tai vähäinen ontuma. Hoito todettiin onnistuneeksi hiukan yli puolella emakoista molemmilla ketoprofeenin annoksilla (54 %:lla ketoprofeeni 4 mg/kg -ryhmässä ja 53 %:lla 2 mg/kg -ryhmässä). Plasebo-ryhmässä hoito onnistui 21 %:lla emakoista. Ketoprofeenin ja plasebon välillä hoidon tehossa oli tilastollisesti merkitsevä ero, mutta ketoprofeenin eri annoksilla ei havaittu eroa. Kolmas osatyö oli satunnaistettu, kaksois-sokkoutettu, havainnoiva tutkimus ontumisen ja ketoprofeeni-hoidon vaikutuksesta emakoiden käyttäytymiseen. Kolmetoista ontuvaa emakkoa jaettiin lääkitysryhmiin (ketoprofeeni 2 ja 4 mg sekä plasebo), ja niille valittiin samasta karsinasta terve kontrolliemakko. Emakoiden käyttäytymistä havainnoitiin viiden minuutin välein kahden tunnin ajan sekä ennen lääkitystä että viiden päivän lääkityksen jälkeen. Ontuvat emakot olivat passiivisempia, makasivat useammin ja seisoivat ja tutkivat karsinarakenteita vähemmän kuin terveet kontrolliemakot. Viiden päivän lääkityksen jälkeen alun perin ontuvista emakoista seitsemän oli parantunut eli ne eivät enää ontuneet. Parantuneiden emakoiden käyttäytyminen ei eronnut terveiden kontrolliemakoiden käyttäytymisestä. Ne emakot, jotka ontuivat edelleen, liikkuivat ja seisoivat vähemmän ja makasivat ja olivat kosketuksissa karsinan seinään useammin kuin terveet kontrolliemakot. Väitöstyön johtopäätöksinä voidaan todeta, että tilalla kuolleiden emakoiden tuki- ja liikuntaelimissä on paljon patologis-anatomisia muutoksia. Suurin osa muutoksista on ei-infektiivisiä, esimerkiksi degeneratiivisen nivelsairauden aiheuttamia. Toisessa osatyössä osoitettiin, että ketoprofeeni on tehokas lääke emakoiden ei-infektiivisen ontuman lievittämisessä. Kolmas osatyö osoitti, että ontuva emakko on usein myös kipeä, sillä kipulääkityksen myötä ontuvien emakoiden poikkeava käytös normalisoitui. Tulokset kannustavat kipulääkityksen käyttöön ontuvien emakoiden hoidossa ja huomioimaan vähentyneen aktiivisuuden, lisääntyneen makaamisen sekä mieltymyksen olla karsinan seinän vieressä sairaskarsinoiden suunnittelussa. Tuki- ja liikuntaelinten patologis-anatomisten muutoksien merkityksestä ja yhteydestä ontumiseen tarvitaan jatkossa lisää tutkimusta. Emakoiden ontumisen tutkimusta tulisi tulevaisuudessa kohdentaa erityisesti muihin kuin infektiivisiin ontumisen aiheuttajiin.

Cats are increasingly popular companion animals, and their owners are willing to provide good-quality health care for their pets. However, while cats are considered to be difficult to medicate with orally administered pharmaceuticals at home, studies on medication compliance in cats have been scarce. Palatable pharmaceuticals would most likely increase compliance in feline medication, and the pharmaceutical industry would prefer synthetic flavours over organic ones. Cats’ taste receptors are sensitive to amino acids, and certain amino acids are considered to be palatable to cats. The methods of testing the palatability of pharmaceuticals in cats have varied. The objective of the present thesis was, firstly, to investigate the difficulties encountered by owners when medicating their cats with orally administered pharmaceuticals at home. Secondly, the aim was to find solutions for making feline oral medication easier by focusing on the development of methods for testing the palatability of pharmaceutical products in cats, in addition to screening synthetic flavours for future taste masking of feline pharmaceuticals. Furthermore, behavioural indicators were investigated to distinguish between a palatable food item, an unpalatable food item, and a palatable food item containing a pharmaceutically inactive placebo mini-tablet in pet cats. As a result of the included online survey, the compliance in feline medication was 76%, and most of the difficulties seemed to be related to the aversive taste of the pharmaceutical. Off-label use of pharmaceuticals was common, as approximately half of the medications were registered for use in cats. Pharmaceuticals registered for feline medication were significantly easier to administer to the cats than other pharmaceuticals. However, the voluntary acceptance rate was low. Most of the owners preferred a solid formulation for medicating their cat, and a mini-tablet was therefore selected to be used in the palatability trials. The acceptability of flavoured, pharmaceutically inactive mini-tablets was tested in pet cats with a rapid three-portal acceptance test. If the mini-tablets were not accepted voluntarily from a table or a hand, they were offered to the cat hidden inside a palatable food item. The acceptance of a placebo mini-tablet was also tested as administered inside a palatable food item. The synthetic flavours tested included amino acids, which were chosen based on the literature and because they are meat precursors, as well as synthetic meat aromas and d-(+)-maltose monohydrate, which is the predominant sugar in Cat Malt -products, in addition to thiamine hydrochloride, which is found in large amounts in yeast. The synthetically flavoured mini-tablets were not palatable to the cats, as the cats refused to consume the mini-tablets if the tablets were not hidden inside a palatable food item. Five behavioural patterns differentiated palatable food from unpalatable food: 'flick ears backwards', 'lick nose, not eaten', 'flick tail' and 'groom body' were more frequent with unpalatable food, whereas 'lick lips' was more frequent with palatable food. One indicator, 'drop item', was more frequent with palatable food containing the mini-tablet than with palatable food alone, indicating that the mini-tablet was not fully acceptable to the cats; or it is possible that the mini-tablet fell out more easily from some types of food. The feasibility of the palatability tests carried out with pet cats in their home environments was verified by the high inter-observer agreement. In conclusion, palatable and easily administered oral pharmaceuticals are needed for feline medication. Unfortunately, no promising synthetic flavours were identified for the taste masking of feline pharmaceuticals, and more investigations are required to discover synthetic flavours that are palatable to cats. The results of the palatability trials differed from the earlier literature as regards the taste preferences of cats concerning amino acids. However, the mini-tablets were acceptable by most of the cats when hidden inside a palatable food item. The investigated behavioural indicators and methods for testing palatability could be used in future palatability studies carried out in pet cats. Kissa on suosittu lemmikkieläin, jota pidetään yleisesti perheenjäsenen asemassa. Kissaa halutaan hoitaa hyvin sen sairastuttua, mutta lääkitys suun kautta saattaa olla haasteellista etenkin, jos lääkevalmiste on pahanmakuinen. Lääketeollisuus arvostaisi keinotekoisia makuaineita, sillä luontaiset makuaineet voivat olla haastavia muun muassa hygieenisistä syistä. Kissan makuaisti on herkkä aminohapoille. Lääkeaineiden maittavuuden testaamisessa kissoilla on käytetty erilaisia menetelmiä, ja myös maittavuuden määritelmä on vaihdellut kirjallisuudessa. Väitöskirjan tavoitteena oli selvittää minkälaisia haasteita omistajat kokevat lääkitessään kissaansa suun kautta annosteltavilla lääkevalmisteilla sekä kehittää menetelmää testaamaan lääkevalmisteiden maittavuutta kissoilla. Lisäksi tarkoitus oli tutkia kissan käyttäytymistä syömistilanteessa, löytää maittavia keinotekoisia makuaineita sekä tutkia pienen minitabletin hyväksyttävyyttä kissoille. Ensimmäisessä osatyössä selvitettiin omistajille suunnatussa Internet-kyselyssä kissojen kotilääkityksen haasteita. Tutkimukseen osallistui 46 kissaa, joille oli määrätty yhteensä 67 suun kautta annettavaa lääkevalmistetta. Lääkehoidoista 76 % annettiin, kuten oli tarkoitettu. Suurin osa kotilääkityksen haasteista liittyi lääkeaineen pahaan makuun. Kissoille rekisteröidyt lääkevalmisteet olivat merkitsevästi helpompia antaa kuin koirille tai ihmisille rekisteröidyt lääkevalmisteet. Kuitenkin vain hyvin harva kissa otti lääkevalmisteen vapaaehtoisesti sellaisenaan. Toisessa osatyössä selvitettiin tutkimusta varten kehitettyjen minitablettien hyväksyttävyyttä lemmikkikissoilla kolmivaiheisella hyväksymistestillä. Omistaja tarjosi minitabletit kissalle ensin pöydältä, sitten kädestä, ja jos kissa ei syönyt minitablettia sellaisenaan, se annettiin piilotettuna herkkupalan sisälle. Kissoja oli pääsääntöisesti 10 testiä kohden, ja testit suoritettiin kissojen omissa kodeissa. Minitabletit sisälsivät keinotekoisia makuaineita ja tablettien apuaineita, mutta eivät vaikuttavia lääkeaineita. Testattavat makuaineet olivat aminohappoja, keinotekoisia liha-aromeja, mallassokeria ja tiamiinia. Ne eivät kuitenkaan olleet sellaisenaan maittavia kissoille, sillä kissat hyväksyivät minitabletit vain piilotettuna herkkuruokaan. Kolmannessa osatyössä etsittiin käyttäytymisindikaattoreita kissoille erottelemaan hyvän- ja pahanmakuista ruokaa toisistaan. Lemmikkikissoja oli yhteensä 34, ja omistajat tarjosivat kissoille niiden lempiruokaa, epämiellyttävää ruokaa sekä lempiruokaa, jonka sisään oli piilotettu pelkkiä apuaineita sisältävä minitabletti. Testit videoitiin analyysia varten. Viisi käyttäytymisindikaattoria erotteli hyvää ja pahaa makua toisistaan: korvien taakse kääntäminen, nenän nuolaisu ilman syömistä, hännän heiluttaminen ja kehon nuoleminen olivat yleisempiä pahanmakuisen ruuan yhteydessä, kun taas huulten nuolemista esiintyi hyvän ruuan yhteydessä. Testatun tuotteen pudottamista esiintyi enemmän, kun herkkuruokaan oli piilotettu minitabletti. Tulosten perusteella hyvänmakuisia lääkevalmisteita tarvitaan kissojen lääkintään, mutta lisää tutkimuksia tarvittaisiin löytämään kissoille maittavia keinotekoisia makuaineita. Aiemmasta kirjallisuudesta poiketen kissat eivät pitäneet aminohapoista. Minitabletit oli yleensä helppo antaa kissalle herkkupalan sisälle piilotettuna. Omistajien suorittama ja videoima testi vaikutti toimivalta menetelmältä testaamaan tuotteiden maittavuutta kissoilla, joten käytettyjä menetelmiä ja löydettyjä käyttäytymisindikaattoreita voidaan käyttää jatkossakin maittavuustutkimuksissa lemmikkikissoilla.

Interdigital phlegmon (IP) is an infectious hoof disease of cattle. Typically, it causes severe clinical signs, such as lameness, and hence impacts cattle welfare. IP has been a well-known disease of both dairy and beef cattle all over the world for decades. In general, IP occurs as sporadic infections. Lately however, outbreaks of IP have been detected in dairy herds in Finland. Most of these outbreaks have occurred in recently built or renovated free stall barns. In these outbreaks morbidity in IP has been substantial, which has led to the extensive use of antimicrobials and heavy financial losses associated with affected herds. The aim of this thesis was to investigate the characteristics of the IP outbreaks in Finnish dairy herds and to explore the morbidity, clinical manifestation and degree of inflammation of the affected animals in these outbreaks. Moreover, we aimed to investigate the bacteriology in IP, i.e. to investigate several bacteria detected earlier from hoof diseases. An additional objective was to identify herd level risk factors behind these outbreaks. This thesis is based on three studies. The first two were observational, cross-sectional studies, which were performed on commercial free stall dairy herds. The majority of the herds suffered from an outbreak of IP and three herds were unaffected control herds. Altogether 100 cows with IP were clinically checked, diagnosed, and sampled for the bacteriological culture and PCR, and analysis of acute phase proteins; serum amyloid A, haptoglobin and albumin. Cows with other hoof diseases and control cows were sampled similarly for comparison. The third study was a survey of free stall dairy herds of ≥50 cows. We sought general herd data, barn characteristics, herd management details, and asked questions about leg and claw health of the herd. Based on the replies, the risk factors for an outbreak of IP to occur were investigated among farms that had experienced an outbreak and farms that had not. Fusobacterium necrophorum ssp. necrophorum is the main IP pathogen. The most common finding in IP samples in the early, acute stage was a combination of F. necrophorum and Dichelobacter nodosus. Trueperella pyogenes was frequently associated with IP at the later, healing stage. However, various bacterial combinations existed in IP samples. In outbreak herds, the morbidity was either high (≥50%), or moderate (9 – 33%), and no herd had intermediate morbidity. Strong acute phase response was detected among IP cows in the early stage of the disease; the values for serum amyloid A and haptoglobin were clearly elevated, and albumin decreased in comparison with the case for other hoof diseases or control cows in our study. The acute phase response was even greater in herds of high morbidity and with a bacterial combination of F. necrophorum and D. nodosus. The possible herd level risk factors for an outbreak of IP to occur were animal movement between herds, i.e. animal purchase or contract heifer rearing, enlargement of the barn within three years, and fields under organic farming. Mechanical ventilation in the barn seemed to lower the risk. Moreover, herds that had experienced an IP outbreak more often had other infectious hoof diseases. Based on our study results, the same cow may have several hoof diseases and a thorough clinical inspection is essential in diagnosing IP, also during an IP outbreak. Furthermore, IP causes severe clinical signs and a very strong APR. Thus, an anti-inflammatory should be included in the treatment of affected animals. Even though F. necrophorum is the key pathogen in IP, in the disease process several other bacteria play a role, such as D. nodosus, which may affect the severity of IP. To lower the risk of an IP outbreak, new cattle should be purchased very cautiously, if at all, and enlargement of the barn should be constructed without undue restrictions being placed on time and labour inputs. Sorkkavälin ajotulehdusta on esiintynyt naudoilla ympäri maailmaa jo vuosikymmeniä. Yleensä vain yksittäiset eläimet sairastuvat, mutta viime vuosina Suomessa on todettu taudinpurkauksia etenkin uusissa lypsykarjapihatoissa. Ajotulehdus aiheuttaa voimakkaita oireita, kuten ontumista ja heikentää siten eläinten hyvinvointia. Koska sairastuneet hoidetaan antibiooteilla, aiheutuu epidemiasta isoja taloudellisia tappioita tiloille. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia ajotulehdusepidemioita, kuten eläinten sairastuvuutta, taudin kliinistä kuvaa, sairastuneiden tulehdusvastetta ja ajotulehduksen bakteriologiaa. Lisäksi tavoitteena oli löytää epidemioiden riskitekijöitä. Tämä väitöskirjaa koostuu 3 osatyöstä. Kaksi osatyötä toteutettiin lypsykarjatiloilla, joilla oli äskettäin puhjennut ajotulehdusepidemia. Lehmät tutkittiin ja niiden sorkkavälistä otettiin bakteriologisia näytteitä. Lisäksi verinäytteistä analysoitiin tulehdusta ilmentäviä akuutin vaiheen proteiineja. Ajotulehduslehmien lisäksi näytteitä otettiin terveiltä verrokkilehmiltä ja muita sorkkasairauksia sairastavilta lehmiltä. Kolmas osatyö oli kaikille lypsykarjatuottajille (lehmämäärä ≥50) lähetetty kyselytutkimus. Kysyimme tietoja karjasta, navetan ominaisuuksista, tilan toimintatavoista ja karjan sorkka- ja jalkaterveydestä. Epidemiatiloilla sairastuvuus oli korkea (≥50 %) tai keskinkertainen (9–33 %). Ajotulehduksen pääaiheuttaja on Fusobacterium necrophorum ssp. necrophorum –bakteeri, mutta näytteistä todettiin myös muita bakteereita ja bakteeriyhdistelmiä. Tyypillisin yhdistelmä ajotulehduksen alkuvaiheessa oli F. necrophorum ja Dichelobacter nodosus. Trueperella pyogenes todettiin usein ajotulehduksen myöhemmässä vaiheessa. Ajotulehduksen alkuvaiheessa havaittiin verinäytteiden perusteella voimakas akuutin vaiheen tulehdusvaste, joka oli voimakkaampi korkean sairastuvuuden tiloilla ja eläimillä, joilla todettiin bakteeriyhdistelmä F. necrophorum ja D. nodosus. Karjatason riskitekijöinä havaittiin tilojen välinen eläinliikenne, äskettäin tehty navettalaajennus ja peltojen luomuviljely. Toisaalta koneellinen ilmanvaihto navetassa vähensi riskiä epidemialle. Lisäksi havaittiin, että ajotulehdustiloilla oli useammin muita tarttuvia sorkkasairauksia. Tulosten perusteella voidaan todeta, että ajotulehdus aiheuttaa vakavat oireet ja voimakkaan akuutin vaiheen vasteen, joten sairastuneille tulee antaa myös kipulääkitys. F. necrophorum on ajotulehduksen pääpatogeeni, mutta myös muilla bakteereilla on rooli taudinkuvassa. Uusia eläimiä tulisi ostaa harkitusti ja mieluummin miettiä vaihtoehtoisia menetelmiä karjan laajentamiseksi.

This thesis addresses the genetic background of hip dysplasia, a complex hereditary disorder common in many species, including dogs and humans. The highly polygenic nature of hip dysplasia has become evident after many years of arduous research conducted in numerous studies that have explained only a small proportion of the disease heritability in dogs. The studies included in this thesis revealed multiple new loci, a novel regulatory variant for a gene that is imperative to normal joint development and validated numerous loci that have been associated with the disorder. In Study I, genome-wide association analyses uncovered four loci that associated with the disorder with either protective or risk effects. A subsequent targeted resequencing and variant analysis found disease associated variants for multiple genes. Deletion variants in the putative regulatory region of the gene NOG were found to protect against moderate-to-severe hip dysplasia. These variants were shown to downregulate reporter gene expression in vitro. In Study II, different hip dysplasia and osteoarthritis phenotypes were investigated. The genome-wide association analyses revealed three novel loci associated with hip joint incongruity and osteoarthritis. New candidate genes were identified: NOG and NANOS1 for hip joint incongruity and NOX3 and ARID1B for osteoarthritis. In Study III, a total of 21 loci on 14 different chromosomes were validated in across- and within-breed association analyses in a large cohort of dogs comprised of 10 breeds. One locus was specific to the across-breed data. Neddylation-pathway was found to be significantly enriched in a candidate gene set that included 254 genes from the 21 validated loci. These studies have generated new, long-awaited knowledge about the complex genetic background of hip dysplasia and related osteoarthritis in dogs. They also highlighted that mild hip dysplasia and the more severe disease forms may be induced by partially different genetic factors. Validation of associated loci for hip dysplasia has not been conducted to this extent before these studies, so an important step forward was taken in our latest study. Finally, finding causal variants has been uncommon. The regulatory NOG variants were an exciting finding, although their causality in hip dysplasia is yet to be revealed. Overall, our studies emphasise the complexity of the genetic background of hip dysplasia. Tässä väitöskirjatutkimuksessa selvitettiin lonkkaniveldysplasian geneettistä taustaa. Lonkkaniveldysplasia on yleinen monitekijäinen sairaus, jota esiintyy kaikilla nisäkkäillä, kuten koirilla ja ihmisillä. Tämän sairauden perinnöllistä taustaa on selvitetty monissa eri tutkimuksessa lähes kahden vuosikymmenen ajan, mutta tulokset ovat selittäneet vain pienen osan sairauden periytymisasteesta. Tutkimuksemme toi esiin useita uusia perimän alueita, jotka liittyvät sairauteen. Löysimme myös uuden perimän muutoksen, joka sijaistee nivelten normaalille kehitykselle oleellisen geenin mahdollisella säätelyalueella. Lisäksi vahvistimme useita aiemmin julkaistuja perimän alueita. Ensimmäisessä osatyössä löysimme neljä perimän aluetta kahdessa eri kromosomissa, jotka liittyivät lonkkaniveldysplasiaan, ja joilla oli joko lonkkaniveldysplasialta suojaavia tai sairastumisriskiä lisääviä vaikutuksia. Yhden tällaisen alueen kohdennettu sekvensointi ja varianttianalyysi paljasti useita muutoksia koirien perimässä, jotka liittyivät lonkkaniveldysplasian ilmiasuun. NOG-geenin mahdollisella säätelyalueella olevat 24-27 emäksen häviämien havaittiin suojaavan koiria vakavammilta lonkkaniveldysplasian muodoilta. Osoitimme, että nämä häviämät vähensivät reportterigeenin ekspressiota in vitro. Toisessa osatyössä tutkimme erilaisia lonkkaniveldysplasiaa kuvaavia ilmiasuja sekä nivelrikkoa. Perimänlaajuinen assosiaatioanalyysi paljasti kolme perimän aluetta kolmesta eri kromosomista, jotka liittyivät eri lonkkanivelen epäyhdenmukaisuutta eli inkongruenssia kuvaavaan ilmiasuun sekä nivelrikkoon. Löysimme näiltä perimän alueilta useita kandidaattigeenejä. Geenit NOG ja NANOS1 sijaitsivat lonkan inkongruenssiin liittyvällä alueella, kun taas geenit NOX3 ja ARID1B olivat nivelrikkoon liittyvällä perimän alueella. Kolmannessa osatyössä käytimme suurta, kymmenen eri rotua sisältävää, aineistoa ja suoritimme analyysit sekä rotujen välillä että niiden sisällä. Vahvistimme yhteensä 21 perimän aluetta neljässätoista eri kromosomissa. Yksi näistä alueista ilmeni vain analyysissä, joka tehtiin yli rotujen. Vahvistetuilta perimän alueilta kootuista 254 kandidaattigeenistä tehtiin vuorovaikutusanalyysi, jossa havaitiin, että neddylaatio-polku oli rikastunut tässä geenisarjassa. Tämä väitöskirjatutkimus on tuottanut merkittävää uutta tietoa lonkkaniveldysplasian sekä nivelrikon perinnöllisestä taustasta. Tuloksemme korostavat, että lievä lonkkaniveldysplasia eroaa tämän sairauden vakavammista muodoista perimän tasolla. Lonkkaniveldysplasiaan liittyvien perimän alueiden validointi on ollut harvinaista ennen tätä tutkimusta, joten useiden perimän alueiden vahvistaminen tässä väitöskirjatutkimuksessa oli huomattava edistysaskel tutkimusalalle. Myös kausaalisten perimän muutosten löytäminen on ollut hidasta. NOG-geenin häviämä-muutosten löytäminen ja niiden funktionaalisen merkityksen osoittaminen oli erityisen arvokasta, vaikka niiden kausaalisuus lonkkaniveldysplasiaan on vielä osoittamatta. Kaikkiaan tässä väitöskirjatutkimuksessa tuotettu tieto korostaa sitä, kuinka monimutkainen lonkkaniveldysplasian perinnöllinen tausta oikeasti on.

α₂-Adrenoceptor agonists, such as medetomidine and dexmedetomidine are considered to produce reliable sedation, muscle relaxation, and antinociception when used as sedatives or preanaesthetics. One important advantage is that their effects can be reversed with an α₂-adrenoceptor antagonist, atipamezole. However, notable cardiovascular depression associated with α₂-adrenoceptor agonists limit their use to healthy animals. A peripheral α₂-adrenoceptor antagonist vatinoxan (also known as MK-467 and L 659´066) has been shown to reduce these cardiovascular disturbances, without markedly affecting sedation after concomitant use with dexmedetomidine or medetomidine. Vatinoxan is therefore proposed to improve the clinical utility of α₂-adrenoceptor agonists in dogs. The main aim of this series of experiments was to investigate the reduction of medetomidine-induced cardiovascular changes with vatinoxan, atipamezole and ketamine, not only in laboratory dogs, but also in healthy client-owned dogs of various breeds in a clinical environment. The secondary aim was to assess the quality of sedation, hypnosis and recovery when these drugs interacted together. Two of the studies were performed under laboratory conditions with eight purpose-bred beagle dogs that were instrumented prior to each experiment. Heart rate, mean arterial pressure, central venous pressure, cardiac output and arterial blood gas partial pressures were measured and sedation was assessed. Blood samples were collected for plasma drug concentration analyses. Study Ⅰ aimed to investigate the ability of atipamezole to reverse the cardiovascular and sedative effects of medetomidine in the presence or absence of vatinoxan. Study Ⅱ aimed to explore the influence of vatinoxan on the cardiovascular function and quality of anaesthesia and recovery, when the dogs were premedicated with medetomidine and butorphanol, followed by ketamine, and subsequent reversal with atipamezole. In study Ⅲ the clinical utility of vatinoxan was then evaluated in client-owned dogs, sedated with medetomidine and butorphanol combination for non-invasive diagnostic imaging. The need for atipamezole reversal was also monitored. Plasma concentrations of the studied drugs were determined in each study to detect the influence of vatinoxan. In study Ⅰ, atipamezole failed to permanently increase heart rate or cardiac index without the presence of vatinoxan when administered intramuscularly 30 minutes after medetomidine. Momentary decrease in mean arterial pressure was observed shortly after atipamezole administration with and without vatinoxan. However, no clinically relevant hypotension was detected. Atipamezole reversed the sedative effect of medetomidine more efficiently with than without vatinoxan, probably due to increased plasma clearance of medetomidine. Relapse into sedation after intial arousal was observed during recovery when vatinoxan was not included in the treatment. The medetomidine-induced increase in systemic vascular resistance index was attenuated by vatinoxan, with significantly lower values observed throughout the studies Ⅰ and Ⅱ in its presence. Medetomidine-evoked bradycardia and decrease in cardiac index were similarly mitigated by vatinoxan in all of the present studies. In study Ⅱ, heart rate and cardiac index increased temporarily after ketamine administration and the effect was potentiated by vatinoxan. Ketamine decreased mean arterial pressure and mild hypotension was detected in two out of eight laboratory dogs that were given vatinoxan premedication. Hypotension was abolished by atipamezole administration at 60 minutes following ketamine. Vatinoxan reduced the exposure to ketamine. Therefore, the duration of anaesthesia was shorter in the presence of vatinoxan. The quality of recovery after atipamezole was impaired by nausea and increased need to defaecate with and without vatinoxan. In study Ⅲ, intramuscular medetomidine-butorphanol combination with and without vatinoxan provided reliable sedation for diagnostic imaging procedure. Vatinoxan hastened and increased the peak plasma concentrations of intramuscularly co-administered medetomidine and butorphanol. The clinically observed benefit was a faster onset of deeper sedation. Mean heart rate in the treatment group with vatinoxan during the study was approximately 50% higher than in the group without vatinoxan. Atipamezole was required less frequently to reverse medetomidine-evoked sedation when vatinoxan was included in the treatment because of shorter duration of sedation. To conclude, the two α₂-adrenoceptor antagonists, vatinoxan and atipamezole, interacted favourably in medetomidine-sedated dogs. Together they provided more complete reversal of medetomidine’s effects. While medetomidine-induced cardiovascular changes were transiently attenuated by ketamine and atipamezole, more complete improvement in haemodynamics was observed only in the presence of vatinoxan. Although vatinoxan premedicated dogs were more prone to hypotension during ketamine anaesthesia, heart rate and cardiac index were well maintained. The clinical utility of vatinoxan with medetomidine and butorphanol was demonstrated in a clinical trial. Vatinoxan alleviated the medetomidine-induced bradycardia and the drug combination including vatinoxan provided adequate sedation to complete short, non-invasive procedures. Faster decline in the plasma concentrations of co-administered drugs in the presence of vatinoxan was clinically manifested as shorter duration of sedation and anaesthesia when compared to treatment without vatinoxan. Koirien rauhoituksessa ja anestesian esilääkityksessä yleisesti käytetyllä medetomidiini lääkeaineella on hyödyllisen, rauhoittavan ja lihaksia rentouttavan sekä kivun tuntemusta lievittävän ominaisuuden lisäksi haitallinen sydämen ja verenkiertoelimistön toimintaa heikentävä vaikutus. Tutkimusten tarkoituksena oli selvittää, miten medetomidiinin aiheuttamia haittavaikutuksia voitaisiin vähentää vastavaikuttavilla lääkeaineilla, vatinoksaanilla ja atipametsolilla, sekä sydän- ja verenkiertoelimistön toimintaa stimuloivalla anestesialääkkeellä, ketamiinilla. Vatinoksaani lievittää medetomidiinin ääreiskudoksissa aikaansaamaa verisuonten supistumista, verenpaineen nousua ja sydämen sykkeen sekä minuuttitilavuuden laskua. Vatinoksaani ei läpäise merkittävissä määrin veriaivoestettä, joten se ei kumoa medetomidiinin keskushermostovaikutuksia. Atipametsoli puolestaan kumoaa samanaikaisesti sekä medetomidiinin sydän- ja verenkiertoelimistöön kohdistuvat haitat, että keskushermoston kautta välittyvän rauhoitusvaikutuksen. Vatinoksaanin ja atipametsolin yhteisvaikutuksia tutkivassa kokeessa havaittiin, että atipametsoli ei pystynyt kumoamaan medetomidiinin sydän- ja verenkiertovaikutuksia. Yhdessä vatinoksaanin kanssa medetomidiinin epätoivotut vaikutukset sen sijaan kumoutuivat merkittävästi paremmin ja atipametsolin rauhoittumisen kumoava vaikutus oli täydellisempi. Sydän- ja verenkiertoelimistön toiminta tehostui merkittävästi, kun ketamiinia annosteltiin suonensisäisesti anestesian aikaansaamiseksi lihakseen annetun medetomidiini-butorfanoli esirauhoituksen jälkeen. Vatinoksaani voimisti ketamiinin hyödyllisiä, sydämen sykettä ja minuuttitilavuutta kohottavia vaikutuksia, vaikkakin kahdella kahdeksasta koirasta havaittiin matala verenpaine. Ketamiinin aikaansaaman anestesian kesto jäi lyhyemmäksi vatinoksaania esirauhoituksen yhteydessä saaneilla koirilla. Tämä oli todennäköisesti seurausta sydän- ja verenkiertoelimistön parantuneesta toiminnasta ja sen seurauksena ketamiinin kiihtyneestä poistumisesta. Kliinisessä kenttäkokeessa potilaskoirilla havaittiin, että vatinoksaani tehosti sen kanssa yhdessä lihakseen annetun medetomidiini-butorfanoli esilääkitykseen imeytymistä ja nopeutti täten rauhoitusvaikutuksen alkua. Rauhoituksen kokonaiskesto oli vatinoksaanin vuoksi lyhyempi ja rauhoitus täytyi harvemmin kumota atipametsolilla. Vatinoksaani nosti koirien keskimääräistä syketasoa merkittävästi, noin 50 prosentilla, rauhoituksen aikana. Vatinoksaani vaikuttaisi lisäävän medetomidiinin kliinistä käyttökelpoisuutta koirilla sen sydän- ja verenkiertoelimistön toimintaa parantavan vaikutuksen vuoksi.

Detomidine and medetomidine are α2-adrenoceptor agonists that are used in equine medicine for sedation and analgesia. These drugs, however, also influence the cardiopulmonary and gastrointestinal system, mainly by increasing systemic vascular resistance and decreasing cardiac performance and intestinal motility. Vatinoxan, in turn, is primarily a peripherally acting α2-adrenoceptor antagonist that has been demonstrated to attenuate some of the undesired effects of α2-adrenoceptor agonists with no major influence on the level of sedation in many species. One aim of the present studies was to evaluate the effects of vatinoxan with a constant rate infusion (CRI) of medetomidine in standing and anesthetized healthy horses. Another aim was to evaluate the effects of vatinoxan when it is administered after detomidine in standing healthy horses. We hypothesized that vatinoxan would alleviate the cardiopulmonary and gastrointestinal effects of these α2-adrenoceptor agonists, while preserving their sedative effects under these experimental conditions. The horses received, in a cross-over design in three separate studies, an α2-adrenoceptor agonist either alone or with vatinoxan for sedation or for premedication before general anesthesia. To evaluate the cardiopulmonary function, the heart rate, respiratory rate, cardiac output, arterial blood pressures, central venous pressure, and pulmonary arterial pressures (this last one in two of the studies) were recorded. Additionally, arterial and venous blood gases were analyzed. Systemic vascular resistance, oxygen delivery, and other selected cardiopulmonary parameters were calculated afterwards. The effects of the drugs on intestinal motility were evaluated by auscultation of the borborygmi or by determining the amount of fecal output. The level of sedation was scored, and the recovery times were recorded in anesthetized horses. Finally, the drug concentrations in plasma were determined. In standing horses receiving a CRI of medetomidine, vatinoxan attenuated the early, although minor, cardiopulmonary changes induced by medetomidine. Furthermore, the intestinal motility was markedly improved by vatinoxan. In anesthetized horses receiving an adjunctive CRI of medetomidine, premedication with vatinoxan induced significant hypotension. Despite this hypotension, which was successfully treated with dobutamine, the cardiac performance and tissue oxygen delivery were better maintained in these horses than in those receiving the adjunctive medetomidine CRI without vatinoxan. The fecal output decreased after general anesthesia, and this decrease was not influenced by vatinoxan. Finally, vatinoxan, administered after detomidine, partially reversed the cardiopulmonary effects and intestinal hypomotility induced by detomidine. Vatinoxan decreased the level of sedation at the beginning of the CRI of medetomidine in standing horses, but not when administered with a single dose of medetomidine before general anesthesia or after detomidine in standing horses. The recovery times with or without vatinoxan also did not differ from each other. The plasma concentration of both enantiomers of medetomidine mostly correlated with the level of sedation, being lower in the presence of vatinoxan when the level of sedation was reduced. To conclude, vatinoxan attenuated the cardiopulmonary changes and intestinal hypomotility induced by detomidine or a CRI of medetomidine in standing horses. The effects of vatinoxan on the level of sedation could be considered relatively minor. With the dosing used in this study, vatinoxan induced marked hypotension in anesthetized horses and did not influence the intestinal hypomotility associated with general anesthesia. Thus, vatinoxan represents a potential drug for alleviating or reversing the undesired effects of medetomidine and detomidine in standing horses. Its hypotensive effects, however, warrant more research before it could be usable in anesthetized horse. Detomidiini ja medetomidiini ovat α2-reseptoreihin vaikuttavia lääkeaineita, joita käytetään hevosten rauhoittamiseen ja kivunlievitykseen. Ne heikentävät kuitenkin verenkiertoelimistön ja ruoansulatuskanavan toimintaa, pääasiassa keskushermoston ulkopuolella sijaitsevien reseptoreiden välityksellä. Ääreisverenkierron vastus lisääntyy sekä sydämen toiminta ja suoliston liikkuvuus hidastuvat. Vatinoksaani on ensisijaisesti keskushermoston ulkopuolinen α2-reseptoreiden vastavaikuttaja. Tässä kokeellisessa tutkimuksessa selvitettiin vatinoksaanin vaikutuksia medetomidiini-infuusion aikana seisovilla ja nukutetuilla hevosilla sekä detomidiini-annoksen jälkeen seisovilla hevosilla. Verenkiertoelimistön ja keuhkojen toimintaa arvioitiin mittaamalla sydämen lyöntitiheys ja minuuttitilavuus, hengitystiheys, valtimopaineet, keskuslaskimopaine ja keuhkovaltimopaineet. Lisäksi mitattiin valtimo- ja laskimoverikaasut. Jälkikäteen laskettiin mm. ääreisverenkierron vastus ja kudosten hapensaanti. Ruoansulatuskanavan toiminta arvioitiin pisteyttämällä suolistoäänet ja mittaamalla ulostemäärä. Rauhoituksen taso pisteytettiin ja veren lääkeainepitoisuudet mitattiin. Seisovilla hevosilla, joille annettiin medetomidiini-infuusio, vatinoksaani lievitti varhaisia, joskin lieviä, verenkiertoelimistön muutoksia. Lisäksi suoliston toiminta parantui huomattavasti vatinoksaanin vaikutuksesta. Nukutetuilla hevosilla esilääkitys vatinoksaanilla aiheutti merkittävän verenpaineiden laskun, joka vastasi dobutamiini-hoitoon. Verenpaineiden laskusta huolimatta sydämen toiminta ja kudosten hapensaanti olivat nukutuksessa annetun medetomidiini-infuusion aikana paremmat, kun oli annettu vatinoksaani-esilääkitys. Vatinoksaani ei vaikuttanut nukutuksen aiheuttamaan ruoansulatuskanavan toiminnan hidastumiseen. Seisovilla hevosilla vatinoksaani kumosi detomidiinin aiheuttamat verenkiertovaikutukset ja hidastuneen suoliston toiminnan. Rauhoituksen syvyys keveni vatinoksaanin vaikutuksesta vain ohimenevästi medetomidiini-infuusion alussa. Veren lääkeainepitoisuudet korreloivat enimmäkseen rauhoituksen syvyyden kanssa. Tutkimuksista voidaan päätellä, että vatinoksaani lievitti seisovilla hevosilla medetomidiini-infuusion ja yksittäisen detomidiiniannoksen aiheuttamia verenkiertoelimistön sekä ruoansulatuskanavan sivuvaikutuksia. Vaikutukset rauhoituksen tasoon voidaan katsoa vähäisiksi. Tässä tutkimuksessa käytetyllä annoksella vatinoksaani aiheutti huomattavan verenpaineiden laskun nukutetuille hevosille eikä vaikuttanut nukutuksen aiheuttamaan suoliston toiminnan hidastumiseen. Vatinoksaani voi siis olla mahdollinen lääke medetomidiinin ja detomidiinin sivuvaikutusten vähentämiseen seisovilla hevosilla, mutta käyttö nukutetuilla hevosilla vaatii lisätutkimuksia.

Intra-articular (IA) inflammation resulting in lameness is a common health problem in horses. Exogenous IA hyaluronic acid has been shown to provide an analgesic effect in equine and human osteoarthritis. High molecular weight non-animal stabilized hyaluronic acid (NASHA) has gained popularity in the treatment of human arthritic conditions due to its long-acting pain-relieving effects. In animal models, hyaluronan has been demonstrated to reduce pain by protecting nociceptive nerve endings and blocking pain receptor channels. Inflammatory and degenerative activity inside the joint can be studied in vivo by analysis of synovial fluid (SF) biomarkers. In addition to pro-inflammatory mediators, several anabolic and anti-inflammatory substances are produced during the disease process. The response of SF biomarkers after IA hyaluronan injection, alone or in combination with other substances, has been examined only in a few equine studies. Aim of the studies was to examine the efficacy of IA NASHA in relieving lameness and related signs of IA inflammation in clinical and experimental studies. We also investigated the effect of NASHA on various SF biomarkers. In addition, we explored possible adverse effects of NASHA on clinical signs of IA inflammation and SF. In the clinical study, we compared the response to treatment of lameness localized in the equine metacarpophalangeal joint injected with NASHA or placebo (saline). We also investigated the response of SF prostaglandin E2 (PGE2), substance P, aggrecan chondroitin sulphate 846 epitope (CS846), and carboxypeptide of type II collagen (CPII) concentrations to the NASHA and placebo treatments. After collection of baseline SF samples followed by IA diagnostic anaesthesia, horses in the treatment group received 3 ml of a NASHA product (20 mg/ml) intra-articularly, and those in the placebo group received an equivalent volume of sterile 0.9% saline solution. The horses were re-evaluated and a second SF sample was obtained after a two-week period. In the experimental study, the aim was to measure the SF interleukin-1 receptor antagonist (IL-1ra), platelet-derived growth factor BB (PDGF-BB), transforming growth factor beta 1 (TGF-β1), and tumour necrosis factor alpha (TNF-α) concentrations before and after surgically induced cartilage defect and sham operation as a control in horses. We also investigated whether the concentrations of selected biomarkers in SF changed following NASHA injection. Results of the clinical study indicate that a single IA NASHA injection is not better than a single saline injection for reducing lameness in horses with synovitis or mild osteoarthritis. However, IA NASHA may have some beneficial effects in modifying mild clinical signs. The decrease in the SF concentration of the cartilage-derived biomarker CS846 only in the NASHA group suggests that less damage and hence less repair to the cartilage has occurred post-injection. Creation of the cartilage defect and sham operation lead to an increase of synovial fluid IL-1ra and TNF-α concentrations in the experimental study, but NASHA failed to produce changes in SF biomarkers.The significant increase in SF white blood cell count after IA NASHA may indicate a mild inflammatory response. However, as no clinical adverse effects were observed, IA NASHA appeared to be well tolerated. Nivelperäinen kipu ja sen aiheuttama ontuma on yleinen terveysvaiva hevosilla. Nivelensisäisen hyaluronihappohoidon on osoitettu lievittävän oireita sekä ihmisen että hevosen osteoartiitissa. Nivelen tulehdus- ja rappeutumisprosessia voidaan tutkia nivelnesteen sisältämien merkkiaineiden avulla. Näiden vastetta nivelensisäiseen hyaluronihappohoitoon on raportoitu ainoastaan muutamassa hevostutkimuksessa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää suurimolekyylisen ei-eläinperäisen stabiloidun hyaluronihapon (high molecular weight non-animal stabilized hyaluronic acid, NASHA) tehoa hevosen ontumaan ja muihin nivelensisäisen tulehduksen aiheuttamiin oireisiin kliinisessä kaksoissokkoutetussa lumekontrolloidussa potilastutkimuksessa ja kokeellisessa tutkimuksessa. Lisäksi tutkittiin nivelnesteen solu- ja proteiinipitoisuuden sekä valikoitujen nivelnesteen biomerkkiaineiden (PGE2, substance P, CS846, CPII, IL-1ra, PDGF-BB, TGF-β1, TNF-α) vastetta hoitoon. Tulokset osoittavat ettei NASHA nivelensisäisesti annosteltuna ole tehokkaampi kuin fysiologinen suolaliuos lyhyellä aikavälillä (kaksi viikkoa) ontuman lievittämisessä. Hoito voi kuitenkin lievittää muita nivelkivun oireita. Myöskään nivelnesteen merkkiainepitoisuudet eivät eronneet merkittävästi NASHA- ja lumehoidon tai NASHA-hoidon ja ilman hoitoa olleiden nivelten (kokeellinen tutkimus) välillä. Nivelensisäinen NASHA-hoito indusoi nivelnesteessä lievästä tulehdusreaktiosta kertovan valkosolujen nousun, joka ei kuitenkaan heijastunut kliinisiin oireisiin, eli kliinisesti nivelensisäisen NASHA-hoidon ei todettu aiheuttavan lainkaan haittavaikutuksia.

In sow farms, animals are actively removed and replaced to maintain target efficiency levels, herd health status and a static herd size. Sow removal has a critical effect on pig farm functionality and profitability. Excessive removal decreases lifetime production and especially during periods of small profit margins, becomes burdensome. It is also recognized as a welfare issue. The overall aim of this thesis was to investigate the current reality of piglet production in the rapidly changing Finnish production conditions with special emphasis on removal. The thesis is based on three individual studies which utilize diverse data from real commercial piglet producing farms. The types of data collected for each are different and the methods used reflect the differences. We showed systematic and temporal differences in removal between individuals, parities, farms and replacement circumstances in Finland. The results also demonstrated the economic value of improved animal health and removal. We benchmarked national culling and mortality rates retrieved from mandatory registrations. Especially, the average on-farm mortality may be considered relatively high although the rates accorded with published literature. However, the large differences between farms and several farms succeeding in obtaining low levels of removal imply that it is conceivable to strive for and reach certain special targets. Unfortunately, we demonstrated that optimal lifetime of a sow is not a fixed number and as such, no generally applicable policy for replacing sows can be determined. Neither can excessive removal be improved by single improvements only, because of limited resource reserves and other shortages within the individual farm. However, a few factors were found to be linked with an increased risk for removal and higher removal levels in these studies: e.g. the smallest litter sizes and the number of stillborn piglets at the sow level, and features indicative of semi-intensive or intensive farming compared with a combination of environmental animal welfare indicators (mortality) and a non-intensified farming style (culling) at the farm level. Traditional production approach of maximizing the net monetary income or quantitative measures in piglet production is likely to be changed in response to consumer’s increasing concerns around animal well-being, environmental sustainability and one health. We introduced an empirical base that could be used to motivate debate on future development of piglet production systems and delivered useful evidence relevant for stakeholders to engage in and promote research into identification, monitoring and management of sow removal and health. It may be more motivating for Finnish piglet producers, herd advisers and the industry to have specified removal levels to work towards. Our study can also be considered valid for emphasizing awareness of multidisciplinary approaches in integrating accurate epidemiological livestock data into larger frameworks as well as identifying current bottlenecks in available data and modelling methodology. Maatalous on tärkeä elinkeino, ruoantuotannon perusta ja välttämättömyys huoltovarmuuden turvaamiseksi sekä iso osa kulttuuria ja maisemaa. Suomalaisen sikatalouden kokonaiskuva on talouden tunnuslukujen valossa ollut vuosikausia kuitenkin hyvin heikko. Markkinat ovat porsastuottajille ankarat. Eläimiltäkin vaaditaan paljon: emakko synnyttää yhä enemmän porsaita, sen on imetettävä tehokkaasti, tultava viiveettä vieroituksen jälkeen kiimaan sekä pysyttävä terveenä ja tuottavana mahdollisimman pitkään. Tavoitetehokkuuden ja kannattavuuden ylläpitämiseksi sekä riskien hallitsemiseksi eläinainesta on myös uudistettava jatkuvasti. Yrittäjä voi omilla toimillaan emakoiden poistopolitiikkaa hallitsemalla vaikuttaa merkittävästi porsastuotantotilan toimivuuteen ja kustannustehokkuuteen. Varhaiset poistot estävät biologisen tuotoshuipun saavuttamisen, pienentävät elinikäistuotosta, vääristävät karjan ikärakennetta ja etenkin taloudellisesti haastavina aikoina ovat erityisen kuormittavia. Korkeat poistoprosentit voivat myös viitata hyvinvointiongelmiin. Väitöstutkimuksen yleisenä tavoitteena oli kartoittaa ja kuvata suomalaisen porsastuotannon nykytilaa ja erityisesti emakoiden poistoja maatalouden rakennemuutoksessa. Ensimmäisessä ja toisessa osatutkimuksessa selvitettiin monipuolisin kenttäaineistoin yksilö- ja tilatason riskitekijöitä poistoille. Samalla saatiin tieto tämänhetkisestä poistoprosentista ja miten se jakautuu teurastusten ja kuolleisuuden välillä. Kolmannessa osatyössä mallinnettiin taloudellisesti optimaalisinta poistotapaa ja erityisesti merkittävimpien tuotossairauksien vaikutusta siihen. Emakoiden poistoriskiin vaikuttivat yksilön ominaisuudet, tuotantokierron vaihe ja porsimakerta. Varhaiset poistot olivat edelleen yleisiä ja vain noin 60% emakoista selvisi kolmanteen porsimiseen saakka. Tilojen välillä havaittiin eroja teuraspoistoprosenteissa ja emakkokuolleisuudessa riippuen noudatetusta tuotantostrategiasta. Osoitimme lisäksi, että parempi eläinten terveys ja tuotantokestävyys parantavat taloudellista tulosta. Eläinyksilöt, maatilan fyysiset rakenteet, tuotannon laajuus ja malli muodostavat puitteet sikalan perustoiminnalle, jota edelleen ohjaavat taloudelliset seikat ja päätöksenteon perusteet. Tässä tutkimuksessa todettu hajonta tilojen välillä kertoo osaltaan siitä, että poistoja on mahdollista hallita. Toisaalta lähtökohtaisista eroista johtuen yleispätevä ohjeistus optimaalisista teurastuksista ei ole määriteltävissä. Selkeät kansalliset vertailuarvot voivat kuitenkin helpottaa asettamaan tilakohtaisia tavoitteita. Kehitetty optimointimalli havainnollistaa erilaisten eläinten terveyttä ja tuotantokestävyyttä parantavien muutosten taloudellista potentiaalia ja voi osaltaan motivoida tuottajia käytännön päätöksenteon tukena. Osoitimme lisäksi, että myös Suomessa porsastuotos on lisääntynyt viime vuosina nopeasti. Tutkimuksessa mukana olleet emakot porsivat keskimäärin jo lähes 15 porsasta kerrallaan. Pahnuekoon lisäksi yksittäisen tilan lopulliseen tehokkuuteen ja kilpailukykyyn vaikuttavat kuitenkin monet yksityiskohdat. Viime vuosina kuluttajien kiinnostus maataloustuotteiden laatuun, eettisyyteen ja turvallisuuteen on lisääntynyt. Yhteiskunta on asettanut tiukempia vaatimuksia niin tuotannon kuin ympäristönkin suhteen. Tulevaisuuden ratkaisuja kokonaiskannattavuuden heikkenemisen kompensointiin ja suomalaisen raaka-aineen saatavuuden turvaamiseen on edelleen etsittävä huomioimalla monipuolisesti eläimet yksilöinä,tilojen olosuhteet, resurssit ja tuotantostrategia sekä taloustieteelliset tekijät ja ympäristönäkökohdat monitieteellisessä viitekehyksessä.

Human noroviruses (HuNoVs) are yearly responsible for a large number of acute human gastroenteritis cases globally in all age groups. Typically, the virus transmits via the fecal-oral route from person to person, causing strong symptoms such as nausea, vomiting, and diarrhea, which usually disappear in a few days. However, HuNoVs cause also numerous food-related illnesses in developed countries, including Finland, inducing gastroenteritis outbreaks through contaminated water and foodstuffs. According to the reports of the European Commission, both in Europe and in Finland the most common foods causing HuNoV outbreaks are shellfish, berries (especially frozen raspberries), vegetables, and mixed foods, which most likely became contaminated by a sick food handler. Noroviruses belong to the Caliciviridae family and are classified into seven genogroups. HuNoVs belong to genogroups I (GI), II (GII), and IV (GIV). Other genogroups contain only animal noroviruses. Noroviruses are generally regarded as host-species-specific, but the possibility of zoonotic transmission and infections has been discussed for over a decade for several genotypes. The purpose of this study was to develop a simple and rapid method for detection of HuNoVs in food. The potential zoonotic nature of HuNoVs, particularly whether animals can serve as transmitters for these viruses, was also investigated. In the past two decades, numerous methods for detecting HuNoVs in food have been developed. However, many of these are time-consuming and the sensitivity of the methods has been highly variable. In this work, four published extraction methods for detection of HuNoV in food (lettuce, ham, and frozen berries) were compared. The method based on alkaline elution and polyethylene glycol (PEG) precipitation was found to be the most reliable detection method for all three food matrices tested. The recovery efficiency of the method with frozen raspberries was on average 28%. Two rapid methods for detection of HuNoV in frozen raspberries were also presented. The rapid method based on direct RNA extraction yielded the same recovery levels (32%) as the PEG precipitation method. The method proved to be sensitive because it detected HuNoV also with a virus level of 100 genome copies in a 25 g sample. Moreover, the method detected HuNoV in naturally contaminated berry samples that were linked to outbreaks of disease. A treatment with either a chloroform-butanol mixture or dilution of the food samples for the RT-PCR reaction was efficient in reducing the effect of PCR inhibitors. The same effect was achieved with PEG as a supplement in the food samples. Thirty-nine frozen berry samples purchased from local stores in 2010, 2014, and 2017 were screened. All berries tested negative for HuNoVs GI and GII. HuNoV genome was detected in the feces of 31 birds, two rats, and four pet dogs. The genotypes found in six bird samples and all dog samples were the same as those commonly found in human samples at the time of sampling. HuNoVs can be detected in food samples also in small numbers using the rapid method presented in this study. The use of PEG as a supplement was found to reduce inhibition of the RT-PCR reaction in the two rapid methods, and therefore, the commonly used chloroform-butanol treatment, which easily loses viruses during processing, could be omitted. The results of animal samples strongly indicate that wild birds, pet dogs, and possibly also rats may be involved in the transmission of HuNoVs to food, water, and surfaces Norovirus (Human norovirus) on ollut jo vuosien ajan maailmanlaajuisesti yksi tärkeimmistä vatsatautien aiheuttajista kaikenikäisillä ihmisillä. Tartunnan saanut henkilö erittää virusta runsaita määriä ulosteeseensa, josta virus leviää herkästi ympäristöön ja toisiin ihmisiin. Päädyttyään suun kautta ihmisen ruuansulatuskanavaan virus aiheuttaa 1-2 päivän itämisajan jälkeen äkillisinä oireina oksentelua, ripulia ja pahoinvointia, jotka yleensä paranevat itsestään parissa päivässä. Norovirus aiheuttaa useissa maissa, Suomi mukaan lukien, vuosittain myös lukuisia sairastumisia saastuneiden elintarvikkeiden ja veden välityksellä. Määrällisesti eniten elintarvikevälitteisiä norovirusepidemioita ovat aiheuttaneet simpukat, marjat, vihannekset ja erilaiset buffet-ruokailut, joissa virusta kantava ruuan käsittelijä on todennäköisimmin saastuttanut tarjolla olleen elintarvikkeen. Norovirukset luokitellaan kalikiviruksiin ja jaetaan seitsemään eri genoryhmään. Ihmisen norovirukset kuuluvat genoryhmiin GI, GII ja GIV. Muissa genoryhmissä on ainoastaan eläinten noroviruksia. Lähtökohtaisesti norovirusten oletetaan infektoivan vain omaa isäntälajiaan, mutta ihmisten ja eläinten välisen leviämisen mahdollisuutta on pohdittu useissa eri julkaisuissa. Parin viime vuosikymmenen aikana noroviruksen osoittamiselle elintarvikkeista on kehitetty monia erilaisia menetelmiä, jotka pääsääntöisesti vievät paljon aikaa ja niiden herkkyys on hyvin vaihteleva. Tässä väitöskirjatutkimuksessa vertailtiin neljää aiemmin julkaistua viruseristysmenetelmää noroviruksen osoittamiseksi salaatista, leikkelekinkusta ja pakastemarjoista. Menetelmä, joka perustuu elintarvikkeen huuhteluun emäksisellä liuoksella ja viruksen konsentrointiin polyetyleeniglykolilla (PEG), osoittautui sopivimmaksi menetelmäksi kaikille testatuille elintarvikkeille. Vertailun tulosten perusteella kehitettiin ja julkaistiin kaksi uutta nopeaa menetelmää, joita testattiin pakastemarjoille, joihin oli lisätty ihmisen norovirusta. Molempien uusien nopeiden menetelmien todettiin olevan herkkyydeltään samaa tasoa kuin PEG konsentrointiin perustuvan menetelmän. Uusista menetelmistä nopeampi, joka perustui suoraan nukleiinihappoeristykseen, pystyi osoittamaan noroviruksen myös sellaisista marjanäytteistä, joiden oli todettu aiemmin aiheuttaneen epidemian. Eläinten merkitystä noroviruksen levittäjinä tutkittiin etsimällä ihmisen norovirusta lintujen, hiirien, rottien ja lemmikkikoirien ulosteista. Ihmisen noroviruksen genomia löydettiin 31 lintunäytteestä, kahdesta rottanäytteestä ja neljästä koiranäytteestä. Nämä löydökset viittaavat siihen, että ihmisen noroviruksen leviäminen eläinten välityksellä voisi ainakin teoriassa olla mahdollista.

Salmonella spp., Yersinia enterocolitica, Toxoplasma gondii and Trichinella spp. are the most relevant biological hazards in the context of meat inspection of pigs in the European Union (EU). These zoonotic pathogens show no clinical symptoms or gross pathological lesions in pigs, and thus are not detectable with current meat inspection procedures, except Trichinella spp. by laboratory analysis. In this study, we analysed the serological prevalence of these pathogens in Finnish fattening pigs and evaluated serological monitoring as a control method. In total, we studied 1353 meat juice samples and 1793 serum samples of fattening pigs using commercial ELISA kits. The seroprevalence of pathogenic Yersinia spp. was the highest of the studied pathogens, and Yersinia antibodies were detected in 57% and 66% of the meat juice and serum samples at the end of the fattening period, respectively. The seroprevalences of Salmonella spp. and T. gondii were low. Salmonella antibodies were detected in 3% of the meat juice samples and in 18% of the serum samples at the end of fattening. T. gondii antibodies were detected in 3% of meat juice samples and 1% of serum samples. Trichinella spp. antibodies were not detected. The seroprevalences at the end of the fattening or at slaughter were not associated with post-mortem findings of the current batch, which was expected. This indicates that we need new tools to control these public health hazards in pork. Meat juice serology at slaughter was feasible and easy to perform. We observed huge differences between farms considering Salmonella spp., Yersinia spp. and T. gondii seroprevalences. This shows that farm-level serological data could be used as part of the food chain information (FCI) for risk-based decisions to improve food safety. Risk-based decisions include slaughtering arrangements, additional carcass processing, targeted sampling at the slaughterhouse and improved biosecurity measures at the farm. However, risk mitigation targets and procedures must be carefully adjusted for each pathogen. With targeted serological monitoring of T. gondii we could effectively target control measures and diminish the pathogen in pork. Serological monitoring of pathogenic Yersinia spp. could be the first step in the huge challenge of Y. enterocolitica in pigs, allowing for the possibility of slaughtering pigs from high-risk farms at the end of the day. Serological monitoring of Salmonella spp. would be beneficial, but would only have a limited positive impact on food safety, because the current situation is already excellent. Serosurveillance of Trichinella spp. would become meaningful, if current testing is to be diminished. In addition to food safety issues, FCI could be useful for visual-only inspection, which should be the most common inspection method. We analysed authentic FCIs and meat inspection findings of 85 slaughter batches of fattening pigs. In addition, we analysed on-farm health status indicators, assessed by a veterinarian, and the meat inspection findings of another 57 slaughter batches. The partial carcass condemnation rate of the current batch was best predicted by the partial carcass condemnation rate of the pigs from the same farm within one year. Constant coughing and tail biting at a farm were associated with partial carcass condemnations. On-farm health indicators (such as the healed tail biting rate at the end of fattening and constant coughing during fattening) together with previous meat inspection results could be used as part of the FCI to make decisions regarding the meat inspection procedure: visual-only or additional inspections. However, farmers must be properly advised to carefully report this information. Tärkeimmät sianlihan välityksellä ihmisiin tarttuvat taudinaiheuttajat EU:n alueella ovat salmonellat, Yersinia enterocolitica, Toxoplasma gondii ja trikiinit. Tyypillisesti ne eivät aiheuta sioille oireita tai näkyviä muutoksia ruhoihin tai elimiin. Tämän vuoksi näitä taudinaiheuttajia ei pystytä havaitsemaan nykyisen lihantarkastuksen yhteydessä, lukuun ottamatta trikiinejä, jotka tutkitaan toistaiseksi rutiinisti laboratoriotutkimuksin. Tässä tutkimuksessa selvitimme salmonella-, yersinia-, toksoplasma- ja trikinellavasta-aineiden esiintyvyyttä suomalaisilla lihasioilla. Lisäksi arvioimme tulosten käytettävyyttä osana riskiperusteista lihantarkastusta. Tutkimme 1353 lihasnestenäytettä ja 1793 seeruminäytettä lihasioilta. Ihmisille tautia aiheuttavien yersiniabakteerien vasta-aineita esiintyi sioilla yleisesti, 57-66 prosentilla tutkituista lihasioista. Salmonella- ja toksoplasmavasta-aineita esiintyi harvoin. Salmonellavasta-aineita todettiin 3-18 prosentilla ja toksoplasmavasta-aineita 1-3 prosentilla tutkituista lihasioista. Trikiinivasta-aineita ei todettu lainkaan. Tilojen välillä havaittiin suuria eroja salmonella-, yersinia- ja toksoplasmavasta-aineiden esiintyvyydessä. Tulokset osoittavat, että tilatason tietoa vasta-aineiden esiintyvyydestä voitaisiin käyttää lihantarkastuksessa osana elintarvikeketjutietoja. Yersiniavasta-aineiden kattava seuranta mahdollistaisi korkean riskin tiloilta peräisin olevien sikojen teurastamisen päivän viimeisenä. Toksoplasmavasta-aineita esiintyi yleisesti vain muutamalla tilalla. Riskiperusteisesti kohdennetulla vasta-aineseurannalla olisi mahdollista ohjata näiltä tiloilta peräisin oleva liha pakastukseen ja parantaa tilan tautisuojausta. Salmonellavasta-aineiden seurannasta saatava tieto olisi hyödyllinen, mutta vaikutus elintarviketurvallisuuteen olisi vähäinen, koska nykyinen tilanne on jo erittäin hyvä. Trikinellojen osalta seuranta voisi tuoda tarpeellista tietoa tulevaisuudessa, jos nykyisestä jokaiselle ruholle tehtävästä trikiinitestauksesta luovutaan. Riskinhallinnan tavoitteet ja keinot tulee tarkoin määrittää jokaiselle taudinaiheuttajalle erikseen huomioiden myös kustannus-hyöty. Elintarviketurvallisuusnäkökohtien lisäksi elintarvikeketjutietoja voitaisiin käyttää ennakoimaan sikaerien lihantarkastustuloksia. Analysoimme 85 lihasikaerän elintarvikeketjutiedot ja lihantarkastustulokset. Lisäksi vertasimme 57 lihasikaerän lihantarkastustuloksia eläinlääkärin tilalla tekemiin arvioihin eläinten terveydentilasta. Tulokset osoittivat, että indikaattoreita, kuten aiemmat lihantarkastustulokset, yskä ja hännänpurenta, voitaisiin käyttää osana elintarvikeketjutietoja. Tietojen avulla voitaisiin etukäteen jaotella sikaerät, jotka todennäköisesti soveltuvat visuaaliseen lihantarkastukseen ja sikaerät, joille tarvitaan lisätarkastuksia.

Alpha2-adrenoceptor agonists detomidine and romifidine are used in equine medicine for sedation and analgesia. Vatinoxan is an α2-adrenoceptor antagonist that has poor ability to cross the blood-brain barrier, limiting its actions to peripheral α2-adrenoceptors. The main objective of these studies was to evaluate the effect of vatinoxan in preventing the adverse effects, such as cardiovascular compromise, decreased intestinal motility and changes in plasma glucose concentrations, of detomidine and romifidine, while sparing the sedative action in horses. Plasma drug concentrations were investigated to elucidate the pharmacokinetic agonist-antagonist interactions. To assess cardiovascular effects of the drugs, heart rate and blood pressures were measured in horses treated with α2-adrenoceptor agonists and vatinoxan. In horses under general anaesthesia, premedicated with either detomidine alone or with vatinoxan, cardiac index and systemic vascular resistance and tissue oxygen delivery were investigated. Sedation and intestinal borborygmi were scored after treatment with detomidine, romifidine and vatinoxan. Glucose, insulin, ACTH, lactate, FFA, cortisol, triglyceride, and potassium and sodium were analysed from blood samples. Vatinoxan attenuated the bradycardia, hypertension and intestinal hypomotility induced by detomidine and romifidine, while the effect on sedation was minor. Vatinoxan alone increased heart rate, but had no effect on mean arterial blood pressure. Premedication with vatinoxan and detomidine resulted in severe hypotension in anaesthetized horses, and high doses of dobutamine were required for blood pressure support. Combined premedication also resulted in decreased systemic vascular resistance and increased cardiac index and tissue oxygen delivery. The latter two might, at least partly, be related to high doses of dobutamine. Vatinoxan increased volume of distribution and decreased plasma concentration of α2-adrenoceptor agonists. Romifidine induced hyperglycaemia in horses, which vatinoxan alleviated. Vatinoxan alone had no effect on plasma glucose concentration. Serum FFA was significantly higher after vatinoxan alone than after romifidine alone or combined with vatinoxan. In conclusion, vatinoxan alleviated the cardiovascular and intestinal effects of detomidine and romifidine in horses, while no clinically relevant effect occurred on sedation. When vatinoxan was administered before general anaesthesia, marked hypotension followed. Romifidine-induced hyperglycaemia was attenuated by vatinoxan. Vatinoxan increased the volume of distribution and decreased plasma concentrations of detomidine and romifidine. Romifidine had no significant impact on plasma concentration of vatinoxan. Detomidiini ja romifidiini ovat α2-reseptoriagonisteja, joita käytetään hevosten rauhoittamiseen. Vatinoksaani puolestaan on α2-reseptoriantagonisti, joka läpäisee heikosti veriaivoesteen. Tämän vuoksi se vaikuttaa lähinnä perifeerisiin α2-reseptoreihin. Tutkimuksissa selvitettiin hevosilla vatinoksaanin vaikutuksia detomidiinin ja romifidiinin haittavaikutuksiin, (verenkiertoelimistön ja suoliston lamaan sekä verensokerin nousuun), jotka välittyvät pääasiassa perifeeristen α2-reseptorien kautta. Lisäksi mitattiin anestesian esilääkkeenä käytettyjen detomidiinin ja vatinoksaanin vaikutuksia kudosten hapensaantiin ja sydän- ja verenkiertoelimistön toimintaan. Verinäytteistä tutkittiin glukoosi, insuliini, ACTH, laktaatti, FFA, kortisoli, triglyseridi, kalium ja natriumpitoisuuksia. Myös lääkkeiden plasmapitoisuuksia mitattiin. Tutkimuksissa α2-reseptoriagonistien ja vatinoksaanin vaikutuksia sydän- ja verenkiertoelimistön toimintaan arvioitiin mittaamalla sydämen lyöntitiheyttä ja verenpaineita. Vatinoksaani vähensi detomidiinin ja romifidiinin aiheuttamaa sydämen syketiheyden ja suolistoäänten hidastumista sekä verenpaineen nousua, mutta ei vaikuttanut merkittävästi sedaatioon. Yksin annosteltuna vatinoksaani nosti sydämen syketiheyttä mutta ei vaikuttanut verenpaineeseen. Anestesian esilääkkeenä detomidiinin ja vatinoksaanin yhdistelmä johti voimakkaaseen verenpaineen laskuun, minkä vuoksi hevosille jouduttiin antamaan suuria määriä dobutamiinia. Yhdistelmäesilääkitys aiheutti myös systeemisen verisuonivastuksen laskun, kudosten käytössä olevan hapen määrän ja sydänindeksin nousun, mutta osa näistä vaikutuksista saattoi olla dobutamiinin aiheuttamia. Vatinoksaani lisäsi α2-reseptoriagonistien jakautumistilavuutta ja pienensi plasmapitoisuuksia. Vatinoksaani lievitti myös romifidiinin aiheuttamaa hyperglykemiaa, mutta yksin annosteltuna se ei vaikuttanut veren glukoosipitoisuuteen. Veren FFA-pitoisuus oli merkitsevästi korkeampi vatinoksaanilla, kuin yksin romifidiinilla tai näiden yhdistelmällä lääkityillä hevosilla. Yhteenvetona voidaan todeta, että vatinoksaani vähensi detomidiinin ja romifidiinin lamaavia vaikutuksia sydän- ja verenkiertoelimistön sekä suoliston toimintaan mutta ei vaikuttanut merkittävästi sedaatioon. Anestesian esilääkkeenä vatinoksaani aiheutti merkittävän verenpaineen laskun. Vatinoksaani lievitti myös romifidiinin aiheuttamaan hyperglykemiaa. Detomidiinin ja romifidiinin jakautumistilavuus suureni ja plasmapitoisuus pieneni vatinoksaanin vaikutuksesta. Romifidiini ei vaikuttanut merkittävästi vatinoksaanin plasmapitoisuuteen.

There is an increasing interest in keeping backyard poultry in many countries, including Finland. However, several studies in Western Europe and North America have identified the involvement of backyard poultry flocks in avian influenza virus outbreaks occurring in commercial poultry. In addition, commonly without any signs of illness, poultry can be carriers of enteric bacterial agents that are human pathogens. Farm management and biosecurity practices among 178 backyard poultry flocks were investigated using a questionnaire. Furthermore, the main causes of mortality of backyard chickens were studied through a retrospective study of necropsy data from the Finnish Food Safety Authority Evira from 2000 to 2011. In addition, voluntary backyard poultry farms were visited during October 2012 and January 2013, and blood samples, individual cloacal samples as well as environmental boot sock samples were collected from 51 farms and 457 chickens. The results of the questionnaire study revealed that the backyard poultry farms in Finland were mainly small (91 % ≤ 50 birds) and most flocks (98 %) had access to outdoors. Biosecurity practices, such as hand washing and changing shoes after bird contact were rare, 35 % and 13 % respectively. The farms were mainly located distantly (94 % > 3 km) from commercial poultry farms. The subjectively reported flock health was good (96 %). The most common postmortem diagnosis were Marek s disease (27 %) and colibacillosis (17 %). Of the zoonotic bacterial pathogens, Campylobacter jejuni and Listeria monocytogenes were frequently detected on the farms, 45 % and 33 %, respectively. Yersinia enterocolitica was also often isolated on the farms (31 %); however, all isolates were yadA negative, i.e. non-pathogenic. C. coli, Y. pseudotuberculosis and Salmonella enterica were rarely detected (2 %). All enteric bacteria were highly susceptible to most of the antimicrobials studied and only few AmpC- and no ESBL-producing E. coli were found. Avian encephalomyelitis virus, chicken infectious anemia virus and infectious bronchitis virus (IBV) antibodies were commonly found from the studied flocks, 86 %, 86 % and 47 %, respectively. The IBV detected from backyard poultry flocks were QX-type IBV strains differing from the strains found from commercial farms, suggesting different routes of infection for commercial and backyard poultry. The results indicated that among backyard poultry flocks pathogens circulate posing a risk to transmit infection to commercial poultry in Finland, but because of the distant locations and small flock sizes, the risk is relatively small. Notifiable avian diseases that also are of zoonotic potential (AIV and NDV) are very rare. Backyard chickens are a reservoir of C. jejuni strains and thus a potential source of C. jejuni infection for humans. Because of the lack of good hygiene after bird contact, the risk of transmission of the pathogen from birds to humans exists Harrastesiipikarjan suosio Suomessa, kuten myös muualla Euroopassa, on lisääntynyt viime vuosina. Harrastesiipikarjanpito on helppoa; muutaman kanan ylläpito ei vaadi suuria tiloja tai taloudellisia panostuksia. Toukokuusta 2011 lähtien kaikkien harrastesiipikarjaparvien rekisteröinti kansalliseen eläinrekisteriin on ollut pakollista. Vuonna 2012 rekisterissä oli 365 harrastesiipikarjaksi luokiteltavaa parvea, mikä kuitenkin todennäköisesti on vain pieni osa todellisesta parvien määrästä. Kyselytutkimus liittyen tilanhoitoon ja tautisuojaukseen lähetettiin postitse 378 harrastesiipikarjan omistajalle keväällä 2012 ja 178 vastausta hyväksyttiin mukaan tutkimukseen. Tutkimuksen perusteella harrastesiipikarjatilat Suomessa ovat pieniä; 91 % tiloista oli alle 51 lintua. Lähes kaikilla parvilla (98 %) oli pääsy ulos ainakin osan aikaa vuodesta. Tilatason tautisuojaustoimenpiteet olivat pääosin puutteelliset; 13 % vaihtoi kanalasaappaat mennessään kanalaan, kolmasosalla (35 %) oli mahdollisuus käsien pesuun kanalasta lähtiessään ja suurin osa (84 %) päästi vierailijat kanalaan. Pääosin (94 %) harrastekanalat sijaitsivat vähintään kolmen kilometrin etäisyydellä tuotantokanaloista ja kontaktit tuotantosiipikarjaan olivat harvinaisia. Omistajat itse arvioivat lintujensa terveydentilan hyväksi tai erinomaiseksi (96 %). Vuonna 2000 2011 Elintarviketurvallisuusvirastossa (Helsinki) tehtyjen tutkimusten perusteella yleisimmät syyt harrastekanojen kuolleisuudelle olivat Marekin tauti (27 %) ja Escherichia coli -bakteerin aiheuttama kolibasilloosi (17 %). Näytteitä oli kuitenkin lähetetty näinä vuosina tutkimuksiin vain hyvin vähän, yhteensä 132 kpl. Lokakuun 2012 ja tammikuun 2013 välillä uloste- ja verinäytteitä otettiin yhteensä 478 linnulta, jotka olivat peräisin 51 harrastesiipikarjatilalta. Lisäksi tiloilta otettiin tossunäytteet ympäristöstä kaksi kertaa: talvella 2012/2013 ja keväällä 2013. Uloste- ja ympäristönäytteistä havaittiin yleisesti ruokamyrkytystä aiheuttavaa Campylobacter jejuni (45 %) ja Listeria monocytogenes (33 %) -bakteeria. Salmonella ja Yersinia pseudotuberculosis -bakteeria löytyi yhdeltä tilalta. Verinäytetulosten perusteella harrasteparvilla oli yleisesti vasta-aineita sinisiipitautia (86 %), tarttuvaa aivo- ja selkäydintulehdusta (86 %) ja tarttuvaa keuhkoputkentulehdusta (47 %) vastaan. Newcastlen tautivirusta tai lintuinfluenssavirusta ei havaittu. Tarttuvaa keuhkoputkentulehdusta aiheuttavaa IB-virusta löytyi viideltä tilalta ja kaikki virukset olivat QX-tyyppiä. Tutkimuksen perusteella harrastesiipikarjalla esiintyy virustauteja, joita ei ole tuotantosiipikarjalla ja joita vastaan tuotantosiipikarjaa ei rokoteta. Koska harrastesiipikarjaparvet ovat pääsääntöisesti kooltaan pieniä ja sijaitsevat etäällä tuotantosiipikarjatiloista, on riski tautien siirtymiselle kuitenkin pieni. Harrastesiipikarja kantaa C. jejuni -bakteeria yleisesti suolistossaan ja siten toimii mahdollisena tartuntalähteenä ihmiselle. Koska lintukontaktin jälkeiset hygieniatoimenpiteet, kuten käsienpesu, ovat yleisesti puutteelliset, riski taudin siirtymisestä on olemassa.

Bacterial pneumonia (BP) is an acquired inflammation of the lower airways and lung parenchyma secondary to bacterial infection. BP is difficult to induce experimentally in healthy dogs; the pathogenesis is therefore considered complex, involving several underlying mechanisms. BP was first described in dogs decades ago, but it is still one of the most common systemic bacterial infections in dogs, with a significant morbidity and mortality. Several aspects of BP, including the applicability of inflammatory biomarkers in its diagnosis and follow-up as well as the role of respiratory viruses in its clinical picture and development, warrant further studies. This thesis aimed to describe clinical findings during the disease and recovery periods in dogs with BP and to evaluate the applicability of acute-phase proteins as diagnostic and follow-up markers in BP. The prevalence and role of viral co-infections in dogs with BP were also investigated. We evaluated the diagnostic applicability of serum C-reactive protein (CRP) and noted that CRP is significantly elevated in BP relative to dogs with other lower respiratory tract diseases, such as chronic bronchitis, bacterial tracheobronchitis, canine idiopathic pulmonary fibrosis, and eosinophilic bronchopneumopathy, as well as in cardiogenic pulmonary edema. Our results indicate that serum CRP concentration may be used as an additional biomarker in the diagnosis of canine BP. Serum CRP, serum amyloid A (SAA), and haptoglobin (Hp) were followed during the disease and recovery periods. The follow-up study showed that serum CRP and SAA reflected well the recovery process and declined rapidly after initiation of successful therapy and could therefore be used as markers of treatment response in dogs with BP. Currently, markedly longer antibiotic courses are recommended in dogs with BP than in humans with pneumonia. Since serum CRP is a sensitive inflammatory biomarker, it was hypothesized that normalization of serum CRP could be used as an indicator for the cessation of antimicrobial therapy. In our study, we treated a group of dogs according to conventional recommendations. In another group, antimicrobial therapy was ended 5-7 days after CRP normalization. When the normalization of CRP was used to guide antimicrobial therapy, treatment length was significantly reduced without increasing the number of relapses. According to these results, normalization of serum CRP may be applied to guide the length of antimicrobial therapy in dogs with BP. Respiratory viruses, primarily canine parainfluenza virus, were found frequently in lower respiratory tract samples in dogs with BP. This indicates that viruses may play an important role in the etiology and pathogenesis of BP. Viral co-infections did not affect disease severity or clinical variables. Our findings add new knowledge about the natural course of BP as well as about the possible applications of acute phase protein measurements in the diagnosis and follow-up of BP. The utilization of acute phase protein measurements may allow a more precise diagnosis of BP, enable the early identification of patients with a poor response to treatment, and diminish the use of antimicrobial drugs. Bakteeriperäinen keuhkokuume on koirien yksi yleisimmistä vakavista bakteeri-infektioista. Keuhkokuume on hyvin tunnettu sairaus koirilla ja ensimmäiset kuvaukset sairaudesta koirilla löytyvätkin jo 1910 luvulta. Tästä huolimatta koirien diagnostiikka- ja hoitosuosituksien pohjaksi ei ole tehty kliinisiä tutkimuksia. Erityisesti viime vuosina moniresistenttien bakteerien lisääntyminen, niin koirilla kuin ihmisilläkin, on lisännyt tarvetta tarkentaa lemmikkien bakteeriperäisten infektioiden toteamista ja hoitoa niin, että tarpeettomalta antibioottien käytöltä vältyttäisiin. Tämä väitöskirjatyö on selvittänyt erityisesti koirien keuhkokuumeen toteamisessa ja seurannassa käytettäviä biomarkkereita, sekä tarttuvien hengitystievirusten merkitystä koirien keuhkokuumeen synnyssä. Väitöskirjassa selvitettiin seerumin akuutin faasin proteiinin, C-reaktiivisen proteiinin (CRP), käyttökelpoisuutta bakteeriperäisen keuhkokuumeen toteamisessa. Tutkimuksessa todettiin, että seerumin CRP pitoisuus on merkittävästi korkeampi koirilla, joilla on bakteeriperäinen keuhkokuume verrattuna koiriin, joilla oli muita ei bakteeriperäisiä hengitystiesairauksia (eosinofiilinen keuhkotulehdus, krooninen bronkiitti l. keuhkoputkentulehdus tai idiopaattinen keuhkofibroosi) tai sydämen vajaatoiminnasta johtuva keuhkoödeemi. CRP määritys näinollen edesauttoi merkittävästi ei-bakteeriperäisten hengitystiesairauksien ja sydänperäisen keuhkoödeemin erottamista bakteeriperäisestä keuhkokuumeesta. Tutkimustulokset osoittivat, että CRP määritystä voidaan käyttää keuhkokuumeen toteamisessa ja samalla vähentää tarpeetonta antibiottien käyttöä muissa saman tyyppisiä hengitystieoireita aiheuttavissa ei bakteeriperäisissä sairauksissa. Lisäksi tutkimuksen aikana seurattiin akuutin faasin proteiinien pitoisuuksia seerumissa keuhkokuumeen sairaalahoidon sekä paranemisvaiheen aikana kotona. Seurantatutkimuksen aikana todettiin, että seerumin CRP ja SAA (seerumin amyloidi A) pitoisuudet heijastelivat hyvin paranemisprosessia ja laskivat nopeasti hoidon aloittamisen jälkeen. Näinollen seerumin CRP ja SAA pitoisuuksien seurantaa voidaan käyttää apuna kun arvioidaan keuhkokuumepotilaan vastetta annettuun hoitoon. Koirien keuhkokuumetta on yleisesti hoidettu huomattavasti pidemmillä antibiottikuureilla kuin ihmisillä. Kirjallisuudessa suositellaan koirille jopa usean kuukauden antibiottihoitoa, kun ihmisillä komplisoitumatonta keuhkokuumetta hoidetaan 5-7 päivän kuurilla. Riittävän kuurin pituuden selvittämiseksi koirille ei ole tehty tutkimuksia ja onkin todennäköistä, että nykysuositukset yliarvioivat kuurin pituutta erityisesti lieväoireisilla keuhkokuumepotilailla. Keuhkokuumeen parantumista on aikaisemmin seurattu keuhkojen röntgenkuvien avulla, mutta paranemisen arvioiminen keuhkokuvista ei ole ongelmatonta ja usein muutokset parantuvat vasta viiveellä tulehdusmuutoksen päättymisen jälkeen. Koska seerumin CRP pitoisuus nousee herkästi tulehduksen yhteydessä, mutta myös laskee nopeasti tehokkaan hoidon aloituksen jälkeen, väitöskirjassa haluttiin selvittää, voidaanko CRP pitoisuuden palaamista normaaliin käyttää merkkinä siitä, että antibiootin käytön voisi turvallisesti lopettaa. Kun tutkimuksessa hoidettiin osa koirista perinteisten suositusten mukaisesti ja osalla koirista lääkitys lopetettiin 5-7 vrk sen jälkeen kun seerumin CRP oli palannut normaaliin, todettiin että CRP määrityksen käyttö lyhensi tilastollisesti merkittävästi antibiottikuurin pituutta. Tässä osatutkimuksessa ryhmäkoko oli kohtalaisen pieni (yhteensä 17 koiraa), mutta tutkimustulokset ovat erittäin lupaavia; seerumin CRP pitoisuuden seuraaminen tarjoaa eläinlääkäreille uuden keinon arvioida tulehduksen päättymistä ja tällä tavalla lyhentää merkittävästi antibiottikuurien pituuksia keuhkokuumepotilailla. Väitöskirjan kolmannessa osatyössä selvitettiin virusperäisten hengitystieinfektioiden merkitystä keuhkokuumeeseen sairastuneilla kotikoirilla. Tutkimuksessa todettiin, että kennelyskäkompleksiin kuuluvia viruksia todettiin usein keuhkokuumeeseen sairastuneiden koirien hengitysteistä otetuissa näytteissä. Parainfluenssavirus todettiin 35 prosentilla tutkituista keuhkokuumepotilaista ja respiratorinen koronavirus 5 prosentilla potilaista. Tulosten perusteella voitiin todeta, että tarttuvat hengitystievirukset olivat yleisiä bakteeriperäiseen keuhkokuumeeseen sairastuneilla koirilla ja virusinfektioilla on todennäköisesti merkittävä rooli altistavana tekijänä keuhkokuumeen synnylle. Virusperäisellä infektiolla ei ollut tässä tutkimuksessa vaikutusta keuhkokuumeen vakavuuteen, verinäyte- tai röntgenlöydöksiin.

Crayfish plague is a severe disease of European crayfish species and has rendered the indigenous crayfish populations vulnerable, endangered or even extinct in the most of Europe. Crayfish plague is caused by an oomycete Aphanomyces astaci, a fungal-like water mould that lives its vegetative life in the cuticle of crayfish and infects other crayfish by producing zoospores. Zoospores swim around for a few days in search of crayfish, and when they find one they attach onto its surface, encyst and germinate to start a new growth cycle as new growing hyphae penetrate the crayfish tissues. Unrestricted growth of A. astaci leads to the death of the infected animal in just a few weeks. Crayfish plague induced mortalities started in Italy around 1860. Although the disease was known about since 1860 its cause remained unknown for several decades. Little was done to prevent the spread of the disease. A lively crayfish trade probably facilitated the spread of the crayfish plague, which reached Finland in 1893. The crayfish plague has remained the most important disease problem of the Finnish noble crayfish Astacus astacus, since then. The consensus was that the disease killed all infected animals in a short time, and it appeared almost impossible to restore the flourishing crayfish populations to the levels that existed before. Following the example of neighbouring Sweden, a North American crayfish species, the signal crayfish Pacifastacus leniusculus that appeared resistant to crayfish plague was introduced to Finland in 1960s. As expected, the signal crayfish slowly started to replace the lost populations of the noble crayfish to become an important part of the crayfish fisheries. The introduction of the signal crayfish significantly added to the management problems of the noble crayfish stocks left. Signal crayfish appeared to be a chronic carrier of the crayfish plague agent, and spread the disease to the dwindling vulnerable noble crayfish populations. Later research showed that the crayfish plague agent is a parasite of North American crayfish that in normal circumstances does not harm the host animal. Intriguingly, the crayfish plague agent carried by the signal crayfish, genotype Ps1, is different from the pathogen originally introduced into Europe, genotype As. The diagnosis of crayfish plague especially when based on the isolation of the pathogen is challenging and accordingly the genotype difference was mostly unrecognized until recently. In this study we determined the genotype of the causative agent from most of the detected Finnish crayfish plague cases between 1996 -2006. It appeared that most of the epidemics in the immediate vicinity of signal crayfish populations were caused by genotype Ps1, whereas genotype As was more prevalent in the noble crayfish areas. Interestingly, a difference was seen in the outcome of the infection. The Ps1 infection was always associated with acute mortalities, while As infections were also frequently found in existing but weak populations. The persistent nature of an As infection could be verified in noble crayfish from a small lake in southern Finland. This finding explained why many of the efforts to introduce a new noble crayfish population into a water body after a crayfish plague induced mortality were futile. The main conclusion from the field study data of this research was the difference in virulence between the Ps1 and As genotype strains. This was also verified in a challenge trial with noble crayfish. While the Ps1 strains did not show much variation in their growth behaviour or virulence, there was much more variation in the As strains. The As genotype arrived in Finland more than 100 years ago, and since that date it seems to have adapted to the novel host, the noble crayfish, to some extent. In order to gain insight into a possible vector of this genotype, we studied another North American crayfish species present in Europe, the spiny-cheek crayfish Orconectes limosus from a Czech pond. This crayfish species appeared to carry a novel genotype of A. astaci, named Orconectes genotype, designated Or . It seems possible that many of the North American crayfish species carry their own type of crayfish plague agent, with variable features such as virulence. These differences should be further tested in the future. The results of this study alleviate the necessity to study the noble crayfish mortalities for the verification of crayfish plague, including the study for the genotype of the A. astaci strain. Crayfish fisheries and conservation management decisions should not be made without a prior control of the donating population and the receiving water body for the eventual presence of a low-virulent A. astaci. Rapurutto on eurooppalaisten rapulajien vakavin tautiongelma, joka on saattanut kotoperäiset rapulajit uhanalaisiksi lähes kaikkialla Euroopassa. Rapuruton aiheuttaa leväsieni Aphanomyces astaci, joka elää sienenkaltaisena rihmastona ravun kuoressa, ja siirtyy isäntäeläimestä toiseen siimallisten uimaitiöiden välityksellä. Taudille herkät rapulajit eivät pysty rajoittamaan rihmaston kasvua tehokkaasti ja kuolevat yleensä tartuntaan parissa viikossa. Ensimmäiset rapujen joukkokuolemat raportoitiin Italiassa 1860-luvulla, ja Suomeen tartunta levisi 1893. Siitä lähtien rapurutto on tuhonnut merkittävän osan Suomen alkuperäisen rapulajin jokiravun (Astacus astacus) kannoista. Tuhoutuneita kantoja korvaamaan tuotiin Pohjois-Amerikasta täplärapuja, jotka eivät olleet herkkiä taudille. Ne kuitenkin kantoivat taudinaiheuttajaa kuoressaan ja tartuttivat sitä edelleen jokirapuihin. Geneettisesti täplärapujen kantama rapurutto, genotyyppi Ps1, eroaa alun perin Suomeen tulleesta taudinaiheuttajasta, genotyypistä As. Tässä tutkimuksessa määritettiin Suomessa vuosina 1996-2006 todettujen rapuruttotapausten genotyyppi. Täplärapujen esiintymisalueen läheisyydessä Etelä-Suomessa jokiravuilla esiintyi yleensä Ps1-tyypin aiheuttamia tartuntoja, kun taas muualla Suomessa As-tyypin rapurutto oli yleisempi. Ps1-tyyppi aiheutti aina rapukuolemia, kun taas As-tyyppiä löytyi usein myös heikoista jokirapukannoista. Rapukuoleman jälkeen heikkoon rapukantaan piileväksi jäänyt As-tyypin rapuruttotartunta todennettiin pienessä eteläsuomalaisessa järvessä. Genotyyppien välinen taudinaiheutuskyvyn ero todettiin myös kokeellisesti. Ps1-rapuruttokantojen välillä ei ollut merkittäviä eroja taudinaiheutuskyvyssä tai kasvunopeudessa, toisin kuin As-kannoilla. As-tyypin rapurutto näyttää sopeutuneen jossakin määrin uuteen isäntälajiinsa jokirapuun. Sen alkuperäistä isäntälajia ei tunneta. Tutkimme sen selvittämiseksi Eurooppaan tuotua toista rapulajia amerikkalaista kääpiörapua (Orconectes limosus), joka kuitenkin osoittautui aiemmin kuvaamattoman rapuruttotyypin Or kantajaksi. On mahdollista, että pohjoisamerikkalaisilla rapulajeilla esiintyy paljon enemmänkin lajinomaisia rapuruttotyyppejä, joiden ominaisuudet kuten taudinaiheutuskyky voivat poiketa toisistaan. Tämä tutkimus osoitti, että rapuruttotapaukset on varmistettava laboratoriotutkimuksella, joka sisältää myös rapuruton tyypin määrittämisen. Jokirapukantojen hoidossa on otettava huomioon piilevän rapuruton mahdollisuus. Siksi istutussuunnitelmiin täytyy aina sisällyttää sekä istukkaiden että vastaanottavan vesistön rapuruttotilanteen tutkiminen.

After a series of food incidents in the 1990s, the food business sector has become one of the most heavily regulated sectors in the European Union (EU), with ever-evolving regulations regarding both official food control and food business operators (FBOs). The regulatory framework is meaningless if the regulation is not implemented promptly according to transitional provisions and in a unified way. Dissenting implementation of food safety legislation may also endanger the equal treatment of FBOs and the principle of free trade of foodstuff in the EU. This research provides a new perspective on the challenges of implementing food legislation, with the phenomenon surveyed from the viewpoints of both control officials and FBOs. Resources and organization of food control affect actual control work and were thus included. Varying ways of reporting and handling food frauds on the local, national and EU levels were also investigated. Fulfilling food control requirements set in food legislation necessitates an adequate quantity and quality of personnel, whereas organization of food control can differ between countries or areas depending on socio-economic and political factors. In Finland, municipalities alone or as a joint control unit are responsible for local food control in their respective areas. According to the results, this may lead to varying implementation and interpretation of food legislation, endangering equal treatment of FBOs. There is an alarming shortage of food control personnel in some regions in Finland. Even when food safety is the responsibility of FBOs, scarce resources in food control result in a lower percentage of approved in-house control systems among FBOs. This research revealed a connection between the number of approved in-house control systems and the number of reported food- or waterborne outbreaks in the area, especially in regions with inadequate food control resources. EU legislation concerning quality systems, food control plans and food control fees are implemented in Finland at regionally different time points and with different contents directly influencing FBOs in regionally variable ways. Control officials support larger control units, with the rationale that they will increase equal treatment of FBOs. Both control officials and FBOs have problems in implementation of food legislation, and FBOs are also challenged with varying interpretation of legislation and requirements of control officials. As food safety is the responsibility of the FBOs, they need to understand and carefully comply with legislation. The challenges of fish and meat FBOs in implementation of legislation were therefore evaluated. According to this study, the most common problems concerning food safety legislation are related to layout of production premises and transport routes, control fees, requirements concerning in-house control and structures and maintenance of premises. Risk evaluation is problematic for both control officers and FBOs. Traditional food control measures are challenged, when requirements set by law are intentionally violated for financial gain by FBOs, with food deliberately placed on the market with the intention of deceiving the consumer (food fraud). Uniform methods to detect and report food fraud are needed. Hence patterns of food frauds published in the EU Rapid Alert System for Food and Feed (RASFF) in 2008-2012, recalls of notifications published by the Finnish Food Safety Authority Evira in 2008-2012 and local Finnish food fraud cases in 2003-2012 were analysed. Patterns of food fraud and manners of reporting frauds at the local, national and EU levels differ significantly. If the detection and reporting of frauds and the legal consequences incurred by FBOs for frauds differ among member states, it may create distortion of competition. Useat elintarvikekriisit 1990-luvulla aiheuttivat sen, että elintarvikesektorista on tullut yksi eniten säännellyistä aloista Euroopan unionissa (EU). Jatkuvasti kehittyvät ja uudistuvat säädökset koskevat sekä virallista elintarvikevalvontaa että elintarvikealan toimijoita. Säädösten toimivuus edellyttää, että sekä valvojat että toimijat alkavat soveltaa säädöksiä viipymättä ja samalla tavalla. Säädösten erilainen toimeenpano tai soveltaminen voi vaarantaa toimijoiden yhdenvertaisen kohtelun, aiheuttaa kilpailun vääristymistä tai vaikeuttaa elintarvikkeiden vapaata liikkuvuutta EU:n alueella. Tässä tutkimuksessa tutkittiin elintarvikelainsäädännön toimeenpanoon ja soveltamiseen liittyviä haasteita sekä elintarvikevalvojien että elintarvikealan toimijoiden näkökulmasta. Elintarvikevalvonnan resurssit ja organisointi vaikuttavat suoraan valvontatyöhön ja ovat siksi tutkimuksessa mukana. Tutkimus käsitteli myös elintarvikkeisiin liittyviä petoksia ja niiden vaihtelevia raportointi- ja käsittelytapoja paikallisella, kansallisella ja EU-tasolla. Elintarvikevalvonnalle asetettujen vaatimusten täyttäminen edellyttää riittävää henkilöstöä. Suomessa paikallisesta elintarvikevalvonnasta vastaavat kunnat tai kuntien yhteiset suuremmat valvontayksiköt. Suomessa elintarvikevalvonnan henkilöstön määrä vaihtelee alueittain ja joillain alueilla on huomattava henkilöstövaje. Valvojien mukaan henkilöstövaje huonontaa elintarvikevalvonnan laatua. Tutkimuksessa paljastui yhteys elintarvikevalvonnan rajallisten resurssien ja toimijoiden hyväksyttyjen omavalvontasuunnitelmien sekä raportoitujen elintarvike- ja vesivälitteisten epidemioiden määrässä. EU:n lainsäädännön määräykset elintarvikevalvonnan laatujärjestelmistä, valvontasuunnitelmista ja valvontamaksuista on otettu Suomessa käyttöön alueellisesti eri ajankohtina ja sisällöltään erilaisina, mikä aiheuttaa elintarviketoimijoiden alueellisen kohtelun vaihtelua. Valvojat kannattavat suuria valvontayksiköitä ja katsovat niiden lisäävän toimijoiden tasapuolista kohtelua ja yhdenmukaista lainsäädännön soveltamista. Sekä valvojilla että toimijoilla on vaikeuksia elintarvikelainsäädännön soveltamisessa. Valvojien vaihtelevat tulkinnat lainsäädännön vaatimuksista aiheuttavat toimijoille vaikeuksia. Elintarvikealan toimijat vastaavat käsittelemiensä elintarvikkeiden turvallisuudesta ja heidän täytyy tuntea lainsäädäntö ja osata soveltaa sitä. Tutkimuksessa selvitettiin liha- ja kala-alan toimijoiden suurimmat lainsäädännön vaatimuksia koskevat ongelmat. Suurimmat ongelmat liittyivät tuotantotilojen asetteluun, kuljetusreitteihin, valvontamaksuihin, omavalvonnan vaatimuksiin sekä tilojen rakenteisiin. Riskien arviointi oli vaikeaa niin valvojille kuin toimijoillekin. Perinteiset valvontakeinot ovat riittämättömiä, jos elintarvikealan toimija jättää tietoisesti noudattamatta lain vaatimuksia tai harhauttaa kuluttajia saadakseen taloudellista hyötyä. Tutkimuksessa analysoitiin EU:n elintarvikkeita ja rehuja koskevaan nopeaan hälytysjärjestelmään (RASFF) tehdyt elintarvikepetokset, Eviran julkaisemat vastaavat elintarvikkeiden takaisinvedot 2008-2012 sekä Suomessa havaittuja elintarvikepetoksia 2003-2012. Tulosten mukaan elintarvikepetoksia tutkitaan, raportoidaan ja sanktioidaan hyvin vaihtelevilla tavoilla EU:ssa. Elintarvikepetosten torjunta vaatii yhdenmukaisia menettelytapoja ja sääntöjä. Vaihteleva suhtautuminen elintarvikepetoksiin voi pahimmillaan aiheuttaa kilpailun vääristymistä.

Campylobacteriosis is the most common cause of human bacterial gastroenteritis in the developed world. The most often isolated causative agent from diseased humans is C. jejuni, but also C. coli and C. upsaliensis, common colonizers of pigs and dogs, respectively, are known to cause disease. Campylobacteriosis is usually self-limiting but antimicrobial treatment is warranted in severe cases, with macrolides and fluoroquinolones being the first and second options, respectively. Intravenous aminoglycosides are indicated in Campylobacter bacteraemia. However, high rates of fluoroquinolone-resistant Campylobacter spp. have emerged in many parts of the world. Also, in several studies, high proportions of streptomycin-resistant C. coli or C. upsaliensis, have been found. Yet, the mechanisms of STR resistance have been only partially characterized in C. jejuni and C. coli and completely ignored in C. upsaliensis. The primary aim of this thesis was to investigate the molecular mechanisms of STR resistance in porcine C. coli and canine C. upsaliensis isolates. We were able to associate high level of STR resistance in porcine C. coli to mutations in the rpsL gene. In C. upsaliensis, a mutation in rpsL was also noted in all the low- and high-level STR-resistant isolates. All highly STR-resistant C. upsaliensis isolates had, in addition to the rpsL mutation, significant truncation of rsmG, encoding a conserved methyltransferase responsible for methylation of the ribosomal STR binding site. Even though STR resistance conferring mutations in rpsL and rsmG have been well documented in other bacterial species, they were first time described in Campylobacter spp. in the present study. Further, using genomics and insertional mutagenesis, a novel STR resistance-conferring gene was identified in the intermediately STR-resistant C. coli isolates. This gene is homologous, albeit at a low level, to other previously described aminoglycoside 6-adenylyltransferase encoding genes, and does not appear to originate from Gram-positive bacterial species. Based on our findings, we hypothesize that this gene could have evolved from a proto-resistance element in Campylobacter spp. Altogether these results provide a significant advance in understanding the mechanisms of STR resistance in Campylobacter spp. and will aid in predicting the phenotypic resistance from genome data. Fluoroquinolone resistance-associated mutations in the DNA gyrase-encoding gene gyrA were characterized in porcine C. coli treated with danofloxacin as well as among canine C. upsaliensis. The commonly described C257T mutation was found in both species. In C. coli this caused the amino acid change T86I in DNA gyrase and high levels of ciprofloxacin resistance, while in C. upsaliensis the predicted amino acid change was T86M causing only minor increase in CIP MIC but a high level of nalidixic acid resistance. Therefore, danofloxacin does not seem to induce novel mutations in C. coli in vivo but the same mutation appears not to be sufficient to cause a high level of fluoroquinolone resistance in C. upsaliensis. Kampylobakteerit ovat yleisimpiä bakteeriperäisiä ihmisten suolistotulehdusten aiheuttajia. Kampylobakterioosi on zoonoosi, eli se tarttuu eläinten ja ihmisten välillä. Ihmisillä yleisin taudinaiheuttaja on C. jejuni mutta myös sioilla yleisesti esiintyvä C. coli ja koirilla yleinen C. upsaliensis aiheuttavat sairastumisia. Kampylobakterioosia ei yleensä hoideta antibiooteilla mutta vakavissa infektioissa antibioottihoito on tarpeen, ja tällöin käytetään yleensä makrolidi- ja fluorokinoloniryhmien antibiootteja. Verenmyrkytystapauksissa hoito aminoglykosidiryhmän antibiooteilla on indikoitua. Viime vuosina C. jejuni ja C. coli bakteerien vastustuskyky eli resistenssi fluorokinoloneille on kuitenkin yleistynyt monissa maissa. Useissa tutkimuksissa on lisäksi havaittu että resistenssi aminoglykosideihin kuuluvalle streptomysiinille (STR) on varsin tavallista C. coli- ja C. upsaliensis-bakteereilla. Aminoglykosidiresistenssimekanismeja on karakterisoitu kuitenkin vain osittain C. jejuni ja C. coli-bakteereilla eikä lainkaan C. upsaliensis-isolaateilla. Väitöstutkimukseni ensisijainen tavoite oli tutkia sioista eristettyjen C. coli ja koirien C. upsaliensis-bakteerien streptomysiiniresistenssin geneettisiä mekanismeja. Tutkimuksessamme löytyi yhteys C. coli-bakteerin korkean tason STR-resistenssin ja kromosomaalisen rpsL-geenin mutaatioiden välillä. C. upsaliensis-bakteerilla mutaatioita rpsL-geenissä löytyi sekä matalalla että korkealla tasolla streptomysiinille resistenteiltä isolaateilta, ja lisäksi kaikilta korkeasti streptomysiinille resistenteiltä C. upsaliensis-bakteereilta löytyi mutaatioita rsmG-geenissä. Vaikka rpsL- ja rsmG-geenien mutaatioiden yhteys STR resistenssiin tunnetaan useilla muilla bakteerilajeilla, kuvasimme ne ensimmäistä kertaa kampylobakteereilla. Lisäksi löysimme uuden STR resistenssiä aiheuttavan geenin sikojen C. coli isolaateilta. Kyseinen geeni muistuttaa etäisesti aiemmin löydettyjä STR-resistenssigeenejä, mutta, toisin kuin ne, se ei näytä olevan peräisin grampositiivisista bakteerilajeista. Löydösten perusteella oletamme kyseisen geenin kehittyneen resistenssigeeniksi kampylobakteereissa. Tulokset syventävät huomattavasti ymmärrystä kampylobakteerien STR resistenssimekanismeista ja auttavat ennustamaan bakteerien fenotyyppistä resistenssiä genomisekvensointidataan perustuen. Tutkimme myös fluorokinoloniresistenssimekanismeja danofloksasiinilla hoidettujen sikojen C. coli sekä koirien C. upsaliensis bakteereilla. Molemmilla lajeilla löytyi sama mutaatio DNA gyraasia koodaavasta geenistä gyrA, mutta johtuen geenisekvenssien eroista, kyseinen mutaatio johti C. coli ja C. upsaliensis bakteereilla eri aminohappomuutoksiin. C. coli bakteereilla todettiin korkean tason resistenssi fluorokinoloneille kun taas C. upsaliensis bakteereilla resistenssi oli vain matalalla tasolla. Kuvattu mutaatio on yleisin fluorokinoloniresistenssiin johtava mutaatio C. coli ja C. jejuni bakteereilla kun taas C. upsaliensis isolaateilla mekanismeja ei ole aiemmin juuri tutkittu. Tutkimuksen perusteella danofloksasiini ei aiheuta uusia mutaatioita gyrA geeniin C. coli bakteereilla, kun taas sama mutaatio ei riitä korkean tason fluorokinoloniresistenssiin C. upsaliensis bakteereilla.

Laminitis is a common, debilitating condition of equids that may have substantial effects on animal welfare. Laminitis may be related to endocrinopathic or inflammatory diseases, as well as uneven weight distribution. Until recently, research into the prevalence of endocrine disease amongst horses with laminitis has been overlooked, although it was anecdotally thought to be high. Most histological studies have been conducted on experimental carbohydrate overload or inflammatory models. However, more recently the histology of a hyperinsulinaemic model of laminitis was described with important differences apparent from the previous inflammatory models however, a more detailed study had not been performed. Furthermore, the histology of chronic, naturally occurring endocrinopathic laminitis has not been described and compared to that of healthy animals. The research presented in this thesis aimed to investigate endocrinopathic laminitis. In Study I, the prevalence of endocrine disease (either basal hyperinsulinemia or pituitary pars intermedia dysfunction, PPID) among horses that presented for laminitis at a first-opinion/referral equine hospital was shown to be 89%. In Study II, secondary epidermal lamellar elongation, narrowing and alteration in orientation were shown to be largely attributable to cell stretching in ponies with insulin-induced experimental laminitis (rather than proliferation as had been hypothesised), that occurred at the same time as an accelerated cell death-proliferation cycle. In Study III, the histomorphometry and pathological lesions of endocrinopathic laminitis were shown to be largely localized abaxially within the lamellar tissue including increased lamellar length and width, chronic abnormal keratinization, interlamellar epidermal bridging and apoptotic cell death with more acute lamellar tearing in some cases. Additionally, in all the laminitis cases, there were macroscopic pathological changes (divergent rings on the outer hoof wall and/or rotation of distal phalanx). However, both lamellar and macroscopic pathology varied in severity and were unrelated to the reported duration of laminitis. In Study IV, PPID animals with and without laminitis were compared. All the laminitic PPID animals also had hyperinsulinemia whereas all of the non-laminitic PPID animals were normoinsulinemic. In addition, all the PPID animals with laminitis had histological lesions in the lamellar region, but the lamellae of PPID animals without laminitis were normal when compared to the control group. In conclusion, endocrinopathic laminitis is by far the most common type of naturally occurring laminitis in horses and hyperinsulinemia is likely to be the primary cause in those horses, including those with PPID. In the acute phase, the pathophysiology behind the key lesion, SEL elongation, is proposed to be cellular (mechanical) compromise resulting in epidermal cellular stretching. In the chronic phase, the lamellar lesions are variable in severity in many cases allowing for a prolonged subclinical phase, and they are located predominantly abaxially close to the hoof wall. Kaviokuume eli kavion lamellikerroksen sairaus on yksi hevosen kivuliaimmista sairauksista, joka saattaa johtaa voimakkaaseen tai pitkittyneeseen kipuun ja jopa hevosen eutanasiaan. Kaviokuume voidaan jakaa syntymekanisminsa perusteella hormoniperäiseen ja tulehdukselliseen muotoon sekä tukeutumiskaviokuumeeseen, joka on kuitenkin hyvin harvinainen. Hormoniperäisen kaviokuumeen aiheuttajia voivat olla joko ylipainoisilla hevosilla esiintyvä metabolinen syndrooma (EMS, equine metabolic syndrome) tai vanhoilla hevosilla esiintyvä aivolisäkkeen toimintahäiriö (PPID, pituitary pars intermedia dysfunction). Tulehduksellinen kaviokuume voi puolestaan aiheutua esimerkiksi suolistotulehduksen tai muun vakavan tulehduksen seurauksena, kun taas tukeutumiskaviokuume on yleensä seurausta epätasaisesta painon jakautumisesta esimerkiksi vastakkaisen raajan murtuman vuoksi. Aiemmin tulehduksellista muotoa on pidetty yleisimpänä, minkä vuoksi kaviokuumetutkimukset ovat keskittyneet tämän muodon tutkimiseen. Tutkimukset on tehty pääosin kokeellisilla malleilla, mutta luonnostaan esiintyvää kaviokuumetta on tutkittu hyvin vähän. Tämän väitöskirjatyön tarkoituksena oli tutkia hormoniperäistä kaviokuumetta. Ensimmäisenä tavoitteena oli selvittää, kuinka yleisiä hormonaaliset syyt, EMS ja/tai PPID, ovat luonnostaan esiintyvän kaviokuumeen aiheuttajina. Yliopistolliseen eläinsairaalaan kaviokuumeen vuoksi vuosina 2007 ja 2008 tuoduista hevosista 89 % sairasti hormonaalista muotoa. Näistä kahdella kolmasosalla oli metabolinen syndrooma ja yhdellä kolmasosalla PPID. Toisena tavoitteena oli kuvailla hormoniperäisen kaviokuumeen aiheuttamia muutoksia kavioissa, etenkin niiden lamellikerroksessa. Sekä lamellikerroksen muutokset että kavion ulospäin näkyvät muutokset (rengasmuodostus kavion seinämässä ja/tai kavioluun kiertyminen) vaihtelivat vakavuudeltaan eikä niillä ollut yhteyttä kaviokuumeen kestoon. Osassa kavioita renkaat olivat todennäköisesti muodostuneet ennen oireiden alkamista, mikä viittaa oireettomiin kaviokuume-episodeihin ennen varsinaista sairautta. Väitöskirjan viimeisenä tavoitteena oli verrata kaviokuumetta sairastavien ja kavioistaan terveiden PPID-hevosten veren hormonipitoisuuksia sekä muutoksia kavioissa. Kaikilla kaviokuumetta sairastavilla PPID-hevosilla oli kohonnut veren insuliinipitoisuus, kun taas kavioistaan terveillä PPID-hevosilla ja kontrollihevosilla insuliinipitoisuus oli normaali. Lisäksi vain kaviokuumetta sairastavien PPID-hevosten kavioissa todettiin patologisia muutoksia, kun taas kavioistaan terveiden PPID-hevosten kaviot eivät poikenneet kontrollihevosten kavioista. Tämän perusteella ehdotamme, että myös PPID-hevosilla (kuten EMS-hevosilla) kaviokuumeen aiheuttaa veren kohonnut insuliinipitoisuus. Yhteenvetona tämän väitöskirjatutkimuksen pohjalta voidaan todeta, että hevosen luonnostaan esiintyvän kaviokuumeen taustalla ovat yleisimmin hormoniperäiset syyt, etenkin kohonnut veren insuliinipitoisuus. Koska kaviokuumeeseen ei ole olemassa tehokasta täsmähoitoa, tulee eläinlääkäreiden ja hevosten omistajien pyrkiä ehkäisemään kaviokuumeen synty. Etenkin lihavien hevosten sekä hevosten, joiden kavioissa on rengasmuodostusta, insuliinipitoisuutta tulee tarkkailla säännöllisesti. Mikäli herkkyys kaviokuumeelle havaitaan riittävän aikaisin, kliininen kaviokuume saatetaan pystyä ennaltaehkäisemään.

Although the immature brain reportedly is more prone to seizure activity than the mature brain, there are no previous reports on well-defined juvenile epilepsy syndromes in dogs. This study describes a novel juvenile epilepsy syndrome in Lagotto Romagnolo (LR) dogs, namely benign familial juvenile epilepsy (BFJE). We studied the clinical characteristics of this novel syndrome in 25 affected dogs, while healthy littermates of the affected dogs served as controls. The mean age at onset of focal seizures is 6 weeks, and spontaneous remission of seizures usually occurs by the age of 4 months. Between the seizure episodes, most of the affected puppies are neurologically normal, but puppies with the most severe seizure episodes exhibit some neurological deficits interictally. These deficits also resolve with remission of seizures. Interictal electroencephalography (EEG) shows focal abnormalities, including sharp waves and spikes, in most (88%) of the affected dogs. Conventional imaging examinations, including magnetic resonance imaging (MRI), show no remarkable focal abnormalities in dogs with BFJE. Positron emission tomography (PET) is a nuclear neuroimaging modality that is able to detect abnormal metabolism in the epileptic focus of the brain. We investigated glucose metabolism of the brain in 6 affected and 5 control dogs using radiolabeled glucose, namely 2-[18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose (FDG), as a tracer. In dogs with BFJE, FDG-PET shows areas of hypometabolism with good correspondence to focal EEG findings, thus supporting the area of abnormal metabolism being the epileptic zone. Furthermore, we performed a follow-up study by utilizing two previously validated questionnaires on impulsivity and activity levels in dogs, and additionally, we telephone-interviewed the owners of the affected dogs. We evaluated the results based on the data collected for 25 dogs with a history of BFJE and 91 control dogs. We utilized principal component analysis to explore the factorial structure of the questionnaire. Although the life span of affected dogs seems to be comparable with that of healthy control dogs and recurrence of seizures after remission is rare, the dogs with a history of BFJE exhibit abnormalities in behavior reminiscent of attention deficit hyperactivity disorder (ADHD) in humans. This study also reveals the mode of inheritance and the genetic defect behind BFJE. Based on pedigree analysis, we found that BFJE is inherited in a recessive Mendelian form. We further found that a mutation in the gene encoding for protein LGI2 is responsible for BFJE. LGI2, as well as LGI1, interacts with neuronal membrane proteins, namely ADAM22 and ADAM23, in synaptic transmission. LGI1, ADAM22, and ADAM23 have previously been shown to be important in the development of epilepsy, and this study reveals the importance of LGI2 in epileptogenesis of BFJE. Vaikka epäkypsien aivojen tiedetään olevan täysikasvuisen yksilön aivoja alttiimpia kohtauksille, koirilla ei ole koskaan aiemmin raportoitu nuoruusiän epilepsiaoireyhtymää. Tämä tutkimus kuvaa uudenlaisen nuoruusiän epilepsiaoireyhtymän, benignin familiaalisen juveniilin epilepsian (BFJE), lagotto romagnolo rotuisilla koirilla. Tutkimme uudentyyppisen oireyhtymän kliinistä kuvaa 25 sairaan koiran avulla terveiden pentuesisarusten toimiessa kontrollikoirina. Paikallisalkuiset kohtaukset alkoivat keskimäärin 6 viikon iässä ja loppuivat itsestään 4 kuukauden ikään mennessä. Useimmat sairastuneet koirat olivat kohtausten välillä normaaleja, mutta yksilöillä, joilla kohtaukset olivat vakavampia, oli kohtausten välillä neurologisia puutoksia. Nämä puutokset hävisivät itsestään kohtausten loppuessa. Useimmilla sairailla koirilla (88%:lla) havaittiin kohtausten välillä tehdyssä aivosähkökäyrätutkimuksessa (EEG) paikallisia muutoksia, teräviä aaltoja ja piikkejä. Perinteisillä kuvantamismenetelmillä, kuten magneettikuvauksella, ei nähdä merkittäviä muutoksia koirilla, joilla on BFJE. Positroniemissiotomografia (PET) on isotooppikuvantamismenetelmä, jonka avulla voidaan havaita aivojen epilepsiakeskuksen epänormaali aineenvaihdunta. Tutkimme aivojen glukoosin aineenvaihduntaa 6 sairaan ja 5 kontrollikoiran avulla hyödyntäen merkkiaineena radioaktiivista glukoosia, 2-[18F]fluoro-2-deoksi-D-glukoosia (FDG). Koirilla, joilla on BFJE, havaitaan FDG-PET tutkimuksen avulla alentuneen aineenvaihdunnan alueita, jotka vastaavat hyvin paikallisia EEG -löydöksiä. Tämä tukee siten käsitystä, että epänormaalin aineenvaihdunnan alueet edustavat epilepsiakeskusta. Lisäksi teimme seurantatutkimuksen hyödyntäen kahta aiemmin validoitua kyselyä, jotka mittaavat koirien impulsiivisuus- ja aktiivisuustasoa. Teimme myös puhelinhaastattelun sairaiden koirien omistajille. Analysoimme tulokset perustuen tietoihin, jotka saatiin 25 koiralta, joilla oli ollut BFJE, sekä 91 kontrollikoiralta. Käytimme pääkomponenttianalyysiä selvittääksemme kyselytutkimuksen pääkomponentit. Sairaiden koirien elinkaari näyttää vastaavan terveiden kontrollikoirien elinkaarta ja kohtausten esiintyminen myöhemmin aikuisiällä on harvinaista. Silti koirilla, joilla on ollut pentuiässä BFJE, havaitaan käytöksessä poikkeavuuksia, jotka ovat verrattavissa ihmisten ADHD syndroomaan. Tämä tutkimus paljastaa myös BFJE:n periytymismallin ja sairauden taustalla olevan geenimutaation. Totesimme sukutaulua analysoimalla BFJE:n perityvän resessiivisesti. Lisäksi selvitimme, että mutaatio LGI2 proteiinia koodaavassa geenissä aiheuttaa BFJE:n. LGI1 tavoin LGI2 on vuorovaikutuksessa hermosolujen solukalvoproteiinien, ADAM22 ja ADAM23, kanssa hermosolujen välisessä tiedonvälityksessä. LGI1, ADAM22 ja ADAM23 on aiemmin todettu olevan tärkeitä epilepsian kehittymisessä, ja tämä tutkimus osoittaa LGI2 proteiinin merkityksen BFJE:n epileptogeneesissä.

Canine idiopathic pulmonary fibrosis (CIPF) is a chronic interstitial lung disease of unknown origin mainly affecting West Highland white terriers (WHWT). No curative treatment exists. Differentiating CIPF from other chronic respiratory diseases is difficult. Therefore, a measurable biomarker would be helpful. CIPF shares clinical features with human idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), but the histopathological resemblance of the two diseases has been unclear. We described the clinicopathological and diagnostic imaging findings in dogs with CIPF and compared them with those of healthy WHWTs. The most typical clinical signs were cough and exercise intolerance. Inspiratory Velcro crackles were characteristic and an abdominal breathing pattern was often present. Many dogs were hypoxemic. Bronchointerstitial opacity was the most common radiographic finding. In high resolution computed tomography, ground glass opacity was a consistent feature, whereas honeycombing and traction bronchiectasis were less common. Bronchoalveolar lavage fluid (BALF) total cell count was elevated in CIPF and bronchial changes were common. We investigated the serum and BALF concentrations of two potential fibrosis biomarkers, endothelin-1 (ET-1) and procollagen type III amino terminal propeptide (PIIINP) in dogs with CIPF, chronic bronchitis (CB), eosinophilic bronchopneumopathy (EBP) and healthy dogs. Serum ET-1 was higher in dogs with CIPF than in other groups. BALF ET-1 was measurable only in dogs with CIPF. BALF PIIINP was higher in dogs with CIPF than in dogs with CB or healthy dogs, but not different from dogs with EBP. Serum PIIINP was not useful. We defined the histopathological lesions and their distribution in WHWTs with CIPF and compared them with those of human usual interstitial pneumonia (UIP), which is the histopathological pattern of human IPF, and human nonspecific interstitial pneumonia (NSIP), which is an important differential diagnosis of human IPF. A diffuse mature interstitial fibrosis of varying severity, resembling human NSIP, was seen in the lungs of all CIPF dogs. The majority of CIPF dogs also had multifocal areas of accentuated subpleural and peribronchiolar fibrosis with occasional honeycombing and profound alveolar epithelial changes, reminiscent of human UIP. Interstitial fibroblastic foci, characteristic of UIP, were not seen in WHWTs. In this thesis we provide a detailed description of the clinicopathologic and diagnostic imaging features of CIPF and present quantitative values for arterial blood gases and BALF cytology. Serum ET-1 and BALF PIIINP are elevated in dogs with CIPF and could differentiate CIPF from CB. Histopathologically, CIPF is characterised by two types of interstitial fibrosis and shares features of both human UIP and NSIP. Idiopaattinen keuhkofibroosi (IPF) on krooninen keuhkojen välitilan sairaus, jossa keuhkokudos korvautuu vähitellen sidekudoksella. Sairauden syntysyytä ei tunneta eikä parantavaa hoitoa ole. Ihmisten lisäksi IPF:ään sairastuvat myös koirat. Koiramaailmassa sairaudesta kärsivät erityisesti valkoisetlänsiylämaanterrierit. Väitöskirjan osatyössä I selvitettiin koiran IPF:n taudinkuva sekä sairauteen liittyvät muutokset laboratorio-, röntgen- ja ohutleiketietokonetomografiatutkimuksissa ja keuhkoputkien tähystyksessä. Sairastuneita valkoisialänsiylämaanterrierejä verrattiin terveisiin, samanrotuisiin koiriin. IPF-koirat kärsivät yskästä, heikentyneestä rasituksensietokyvystä ja hapenpuutteesta. Keuhkoauskultaatiossa kuului tarranauharatinaa ja hengitystyyppi oli usein pumppaava. Keuhkojen röntgentutkimuksessa todettiin lisääntyneesti bronkointerstitielliä tiiviyttä. Keuhkojen ohutleiketietokonetomografiassa yleisin muutos oli mattalasitiiviys, hunajakennomuutoksia ja traktionbronkiektasiaa esiintyi harvemmin. Tähystys paljasti keuhkoputkissa muutoksia. Keuhkohuuhtelunesteen kokonaissolumäärä oli noussut. Koiran IPF:n erottaminen muista kroonisista keuhkosairauksista on vaikeaa tavallisilla diagnostisilla menetelmillä. Siksi IPF:stä kertova biologinen merkkiaine, biomarkkeri, olisi tärkeä lisätyökalu. Osatöissä II ja III tutkittiin kahden mahdollisen fibroosibiomarkkerin, endoteeli-1:n (ET-1) ja tyypin III prokollageenin aminoterminaalin propeptidin (PIIINP), käytettävyyttä koiran IPF:n diagnostiikassa. IPF-koirien biomarkkeripitoisuuksia verrattiin terveiden ja kroonista keuhkoputkentulehdusta tai eosinofiilista keuhkotulehdusta sairastavien koirien pitoisuuksiin. Tulokset olivat lupaavia: seerumin ET-1-pitoisuus ja keuhkohuuhtelunesteen PIIINP-pitoisuus auttoivat erottamaan IPF-koirat muista ryhmistä. Taudinkuvaltaan koiran ja ihmisen IPF muistuttavat toisiaan. Mutta entä jos tarkastelu suoritetaan kudostasolla? Osatyössä IV selvitettiin sairauden histopatologiset löydökset. Löydöksiä verrattiin ihmisen IPF:ään ja sen erotusdiagnostiikassa huomioitavaan epäspesifiin interstitiaaliseen pneumoniaan (NSIP). IPF-koirilla esiintyi sekä ihmisen IPF:n että NSIP:n kaltaisia muutoksia: diffuusia ja kypsää fibroosia sekä epäkypsempiä fibroosin pahentuma-alueita. Pahentuma-alueet sijoittuivat pleuran alle tai bronkiolien ympärille. Väitöstutkimus lisää ymmärrystä koiran IPF:n taudinkuvasta ja sairauden aiheuttamista muutoksista. Biomarkkerit ET-1 ja PIIINP voivat helpottaa diagnostiikkaa. Histopatologinen kuvaus ja vertailu tuo pitkään puuttunutta tietoa ihmisen ja koiran sairauden vastaavuudesta kudostasolla.

Cancer is one of the most common reasons for death in dogs, cats and humans. New therapeutic modalities are necessary to improve disease outcome. One promising approach is oncolytic virotherapy. Until now, the only oncolytic virus evaluated in a clinical trial in veterinary medicine has been canine oncolytic adenovirus, but a clinical trial has been started with oncolytic vaccinia virus (VV) in pet dogs. In cats, oncolytic viruses have not been evaluated in clinical settings. Tumour treatment in dogs and cats could also serve as a model for human cancer therapy. The purpose of the thesis was to evaluate preclinically whether genetically modified oncolytic VV and Semliki Forest virus (SFV) could offer a new treatment modality for dogs and cats. Oncolytic VV was rendered tumour selective by a dual ablation of vaccinia growth factor and thymidine kinase, making it more cancer-specific than previously used VVs in veterinary research. To further increase the efficacy of the VV, an immunostimulatory gene, CD40L, was added to the virus backbone. Avirulent SFV A7(74) has a natural trophism for cancer cells and was not genetically manipulated. Both viruses infected and killed tested cancer cell lines, and VV also infected most of the primary surgical tumour tissues tested. In the nude mouse xenograft model, double deleted VV (vvdd) significantly reduced tumour growth. Interestingly, when in intact monolayers, SCCF1 cells were not killed by VV, but secreted infectious, morphologically abnormal virions. One dog experienced a possible seizure after VV administration, but no other serious adverse events occurred. Vaccinia DNA declined quickly in the blood after virus administration, but was still detectable one week later by qPCR. Only samples taken directly after the VV infusion contained infectious virus, which was not found in any other blood, saliva, urine or faecal samples. Necropsies did not reveal any pathological changes associated with virus administrations. In conclusion, our results show that oncolytic VV and SFV can infect and kill tested canine cancer cell lines, and that VV has antitumoral activity in the mouse xenograft model and it can infect fresh tumour biopsies. In addition, intravenous administration of the viruses did not induce life-threatening adverse events in healthy dogs. These agents thus warrant further evaluation in veterinary medicine. Syöpä on yksi yleisimmistä koirien, kissojen ja ihmisten kuolinsyistä, minkä vuoksi uusia hoitomuotoja tarvitaan parantamaan hoitotuloksia. Onkolyyttiset virukset ovat yksi lupaava syövän hoitomuoto. Eläinlääketieteessä ainoastaan onkolyyttistä koirien adenovirusta on käytetty koirien syövän hoidossa, mutta kliininen hoitokoe on meneillään myös onkolyyttisellä vaccinia viruksella. Kissojen syöpien hoidossa ei ole vielä käytetty onkolyyttisiä viruksia. Koirien ja kissojen kasvaimet voivat toimia myös mallina ihmisten syöpien hoitoon. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli arvioida prekliinisesti geneettisesti muunnellun onkolyyttisen vaccinia viruksen ja Semliki Forest viruksen (SFV) tehoa koirien ja kissojen syöpien hoidossa. Tutkimuksessa käytettävästä vaccinia viruksesta oli poistettu vaccinian kasvutekijä- ja tymidiinikinaasigeeni, jolloin virus on syöpäspesifisempi kuin aikaisemmat eläinlääketieteellisissä tutkimuksissa käytetyt vaccinia virukset. Lisäksi vaccinia virukseen on lisätty immuunipuolutusta parantava CD40L-geeni. Avirulentti SFV A7/(74) puolestaan hakeutuu luonnostaan kasvainkudokseen ja lisääntyy siellä. Sekä vaccinia virus että SFV kykenivät tappamaan syöpäsoluja. Vaccinia virus infektoi useimmat koirien kasvainkudokset sekä hidasti merkittävästi hiirille aiheutettujen syöpien kasvua. Vaccinia viruksen lisääntyminen kissan levyepiteelikarsinoomasoluissa oli poikkevaa, koska syntyneet virukset olivat rakenteeltaan epänormaaleja, mutta kuitenkin tartuntakykyisiä. Virusten antaminen ei aiheuttanut merkittäviä haittavaikutuksia koirille, mutta yhdellä koiralla epäiltiin vaccinia viruksen aiheuttamaan epileptistyyppistä kohtausta. Vaccinia viruksen DNA:n määrä laski nopeasti veressä infuusion jälkeen, mutta DNA:ta todettiin veressä vielä viikon päästä. Tartuntaykyistä vaccinia virusta todettiin ainoastaan verinäytteissä, jotka kerättiin välittömästi virusinfuusion jälkeen. Virtsa, sylki- ja ulostenäytteissä viruksia ei todettu. Tutkimustulostemme perusteella onkolyttinen vaccinia virus ja SFV infektoivat ja tappoivat testattuja koiran kasvainsolulinjoja ja lisäksi vaccinia virus hidasti syövän kasvua hiirimallissa ja infektoi potilaskoirista kerättyjä kasvaimia. Kumpikaan virus ei aiheuttanut henkeäuhkaavia haittavaikutuksia terveillä koirilla. Löydöstemme perusteella kumpaakin virusta kannattaa tutkia lisää koirien syöpien hoidossa.

Stifle dysfunction is one of the most common reasons for canine hindlimb lameness and an indication for dogs referral to physiotherapy. Until now, there has been a lack of testing batteries in animal physiotherapy, although these are an important part of the evaluation process in various patient groups in human physiotherapy. Using 64 dogs, 43 with stifle dysfunction and 21 healthy dogs, congruity between fourteen physiotherapeutic evaluation methods, commonly used in dogs with stifle dysfunction, and six evaluation methods used by a veterinarian was evaluated. The eight best methods were chosen as items constituting a testing battery, the Finnish Canine Stifle Index (FCSI). The numerical scale of the testing battery was 0-263. Cronbach s alpha for the internal reliability of the total FCSI score was good (0.727). Two cut-offs for the total score were set: 60 and 120, separating adequate, compromised and severely compromised performance level, based on their high sensitivities and specificities. Another 57 dogs, 29 with some type of stifle dysfunction, 17 with some musculoskeletal disease other than stifle dysfunction and 11 healthy dogs, were used to further study the psychometric properties of the testing battery. The dogs with stifle dysfunction showed a significant (P < 0.001) decrease in FCSI total score (93.3 ± 62) compared with the two other groups (29.5 ± 39.6 and 11.7 ± 21.0), demonstrating good responsiveness of the FCSI. Also the inter-tester reliability was excellent (ICC 0.784), with no significant differences between three physiotherapists performing the FCSI. In conclusion, the overall functionality and outcome of rehabilitation in dogs with stifle dysfunction can be reliably evaluated with the new testing battery, the FCSI, developed here. Polven sairaudet ovat yleisimpiä syitä koirien takaraajojen ontumiin. Nykyään fysioterapia on olennainen osa polvipotilaiden hoitoa koirilla. Jotta potilaan kuntoutumisen tasoa voidaan arvioida objektiivisesti, tarvitaan luotettavia arviointimenetelmiä. Yksittäiset menetelmät, kuten liikelaajuuden tai painonvarauksen mittaukset, antavat vain osittaista tietoa toiminnallisuudesta. Yhdistämällä näitä erillisiä menetelmiä, voidaan kehittää testipattereita, jotka pyrkivät huomioimaan toiminnallisuuden laajemmin. Vaikka erilaiset hoitotulosten arviointiin tarkoitetut testipatterit ovat tärkeä osa ihmisten fysioterapiaa, ei eläinten fysioterapiaan ole toistaiseksi tällaisia arviointimenetelmiä kehitetty. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää koirien polven toimintakyvyn määrittämiseen soveltuva testipatteri. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa tutkittiin 14:n yleisesti käytössä olevan fysioterapeuttisen arviointimenetelmän ja kuuden eläinlääkärin käyttämän tutkimusmenetelmän yhteneväisyyttä 64:llä koiralla, joista 43:lla oli polvisairaus ja 21 olivat terveitä. Tämän perusteella valittiin kahdeksan parasta fysioterapeuttista arviointimenetelmää osatehtäviksi testipatteriin, Finnish Canine Stifle Indexiin (FCSI). Testipatterin numeerinen skaala muodostui välille 0-263. Toiminnallisen suoritustason arvioimiseksi määriteltiin raja-arvot 60 ja 120, jotka erottavat riittävän, rajoittuneen ja selkeästi rajoittuneen polven toimintakyvyn toisistaan. FCSI:n kokonaistuloksen sisäinen luotettavuus oli hyvä (Cronbach s alpha 0.727). Tutkimuksen toisessa vaiheessa testipatterin luotettavuutta ja muutosherkkyyttä tutkittiin 57 koiralla, joista 29:llä oli polven sairaus, 17:llä oli jokin muu tuki- ja liikuntaelimistön sairaus kuin polvesta johtuva ja 11 oli terveitä. Polvisairaiden koirien FCSI tulos pieneni merkittävästi (P < 0.001) (93.3 ± 62) verrattuna kahteen muuhun ryhmän (29.5 ± 39.6 ja 11.7 ± 21.0), osoittaen FCSI:llä olevan hyvä muutosherkkyys. Myös kolmen FCSI:ä käyttäneen fysioterapeutin testaajien välinen luotettavuus oli erinomainen (ICC 0.784), ilman merkittäviä eroja heidän väillään. Tutkimuksessa kehitetyllä uudella testipatterilla, FCSI:llä, voidaan jatkossa luotettavasti arvioida polven sairauksista kärsivien koirien yleistä toiminnallisuutta ja fysioterapian tuloksia.

Fertility in dairy cows has decreased worldwide, also in Finland. The most common reason for treatments of dairy cattle is various fertility disorders (18 % of all animals in 2013). In practice, decreased fertility warrants use of hormonal estrus synchronization protocols to control follicular waves and luteal regression to achieve acceptable pregnancy rates, without unwanted side effects such as short estrous cycles. In the earlier studies of our research group, short estrous cycles were noted in some cyclic dairy heifers and cows when estrus and ovulation were induced with agonistic analogues of prostaglandin F2α (PGF2α) and GnRH treatments administered 24 h apart. Possible causes for such induced short estrous cycles were further elucidated in the four experiments described in this thesis. Estrus and ovulation were induced with PGF2α and GnRH given 24 h apart during early (Day 7 after ovulation) or late (Day 14 after ovulation) diestrus. Also the effect of gonadorelin doses of 0.1 mg or 0.5 mg given 24 h after PGF2α on the occurrence of short estrous cycles, and on the preovulatory release of LH during 6 h following the gonadorelin administration was investigated. The effect of the time interval between PGF2α and GnRH (0 vs. 24 h) given during early diestrus on the occurrence of short estrous cycles was investigated in cyclic dairy heifers and cows. The expression of endometrial receptors of oxytocin, estrogen-α and progesterone as well as enzymes 20α-hydroxysteroid-dehydrogenase and cyclo-oxygenase-II, on Days 2 and 5 after ovulation was analyzed with real-time quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction and immunohistochemistry. The occurrence of induced short estrous cycles was significantly increased with simultaneous administration of PG and GnRH, but was neither related to the size of the preovulatory follicle nor to the GnRH-induced preovulatory release of LH. Also the basal postovulatory release of LH on Days 1, 3 and 5 after ovulation was similar for induced short and normal length estrous cycles. Lower basal LH concentration after ovulation coincided with higher progesterone concentration. The size of the preovulatory follicle was significantly larger when PG and GnRH were given 24 h apart during early diestrus in comparison with late diestrus, but the occurrence of short estrous cycles was similar. The size of the preovulatory follicle in cows did not correlate with the preovulatory secretion of estradiol-17β. The endometrial expressions of receptors and enzymes analyzed were similar for short and normal length estrous cycles. The results described should be taken into account in estrus synchronization protocols utilizing sequential treatments with PG and GnRH. Lypsylehmien tiinehtyvyys on heikentynyt usean vuosikymmenen ajan kaikkialla maailmassa, myös Suomessa, jossa lehmien poikimaväli on pidentynyt noin kuukaudella viimeisten parinkymmenen vuoden aikana. Toisaalta hedelmällisyyshäiriöt ovat tavallisin eläinlääkärien antamien hoitojen syy lypsylehmillä (vuonna 2013 hoidettiin 18 % eläimistä). Hedelmällisyyden heikkenemisen myötä ja samalla aikaa vievän kiimantarkkailun korvaamiseksi maailmalla on kehitetty erilaisia kiimansynkronointiohjelmia. Näissä keltarauhasen regressio, follikkeliaallot ja ovulaatio pyritään synkronoimaan niin, että eläimet voidaan siementää ajoitetusti. Tutkimusryhmämme on aiemmin todennut, että kiimansynkronointiohjelmissa yleisesti käytetyt hormonit prostaglandiini F2α (PGF2α) ja gonadotropiineja vapauttava hormoni (GnRH), tässä tapauksessa 24 tunnin välein annettuna, aiheuttivat osalle eläimistä lyhyen keltarauhasvaiheen eli indusoidun lyhyen kiimakierron, joka oli kestoltaan 8-12 päivää normaalin noin kolmen viikon sijaan. Näiden indusoitujen lyhyiden syklien selvittely jatkui tämän väitöskirjan osakokeissa, joissa tutkittiin PGF2α:n ja GnRH:n antoajankohdan ja antovälin sekä GnRH-annoksen vaikutusta lyhyiden syklien esiintyvyyteen. Lisäksi tutkittiin eräiden kohdun limakalvoreseptoreiden ja -entsyymien geeniekspressiota indusoitujen lyhyiden ja normaalien syklien alussa. Tutkittu hormonihoito aiheutti osalle eläimistä lyhyen kiimakierron. Lääkitysten antoajankohta (7 tai 14 päivää ovulaatiosta) ja GnRH-annos (0,1 tai 0,5 mg) eivät vaikuttaneet näiden esiintyvyyteen. Annos ei niin ikään vaikuttanut preovulatoriseen LH-eritykseen. LH-hormonin peruseritys kiimakierron alussa oli samanlainen lyhyissä ja normaaleissa sykleissä. Annettaessa tutkitut hormonit samanaikaisesti 24 tunnin välin sijaan ovulaatioita tapahtui vähemmän ja lyhyitä syklejä esiintyi enemmän. Kohdun limakalvon oksitosiini-, progesteroni- ja estrogeenireseptorien tai COX-II- ja 20α-HSD-entsyymien ekspressiossa ei todettu eroa niiden lehmien välillä, joilla oli lyhyt tai normaali kiimakierto. Nämä tutkimustulokset tulee huomioida kehitettäessä ja käytettäessä kiimansynkronointiohjelmia, jotta vältytään haitallisilta vaikutuksilta tiinehtyvyyteen.

Animal welfare (AW) is an issue of growing concern in Finland as well as in other developed countries. A public debate has focused on the potential AW problems resulting from current production systems. Possibilities to find mutual benefit for animals, farmers, industry and society have received less attention. According to the reviewed literature the inconsistency of determination and perception of AW appeared to be a major barrier to enhance AW. Farmers should be confident that their measures to promote AW satisfy public opinion and are ecomically sustainable. The main objective of the study was a thorough understanding of relationships between AW and beef production economics to find barriers and opportunities for enhanced AW. A version of the Animal Needs Index (ANI/TGI 35L), modified for Finnish beef production, called A-index was used for AW assessments. The A-Index was modified and evaluated based on Test Theory. On-field associations between A-index and production parameters were determined on 180 farms and over 12 000 bulls using statistical multilevel models. Economic evaluation of AW was based on comparison between cold and warm housing using the confirmed association between AW and production results. AW was associated with good production results. A-Index and the best subset of items used as welfare score (WFS) were covering different aspects of AW. The association between the used measures and production results, reflecting AW in certain degree, can be considered as a proof of the criterion validity of A-Index and WFS. Cold housing with enhanced welfare and bedding based on own straw at a reasonable price was economically favourable. Profitability of cold housing was sensitive to fluctuation in bedding price. Developing a reasonably priced market for bedding material would be a major way to enhance AW. Rubber covered slats were found to be a profitable way to enhance AW in warm housing. A reform of the subsidy system was suggested to be needed to fulfil the aims of the subsidy regime to support AW. Eläinten hyvinvoinnin merkitys on lisääntynyt niin Suomessa kuin muuallakin kehittyneissä maissa. Keskustelu on kohdistunut pääasiassa nykyisten tuotantomuotojen aiheuttamiin mahdollisiin eläinten hyvinvointiongelmiin. Eläinten hyvinvoinnista niin eläimille, tuottajille, teollisuudelle kuin koko yhteiskunnallekin koituvat hyödyt ovat jääneet vähemmälle huomiolle. Eri tahojen voimakkaasti eroavat käsitykset eläinten hyvinvoinnista osoittautuivat läpikäydyn kirjallisuuden valossa keskeiseksi eläinten hyvinvoinnin parantamisen esteeksi. Eläinten hyvinvoinnista käytännössä vastaavien tuottajien tulisi voida luottaa, että heidän toimenpiteensä hyvinvoinnin edistämiseksi tyydyttävät yleisiä vaatimuksia ja ovat taloudellisesti kestäviä. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää perusteellisesti eläinten hyvinvoinnin ja naudanlihantuotannon talouden välisiä yhteyksiä eläinten hyvinvoinnin kannusteiden ja esteiden löytämiseksi. Eläinten hyvinvointia arvioitiin itävaltalaisesta TGI-hyvinvointimittarista Suomen oloihin kehitetyn A-Indeksin avulla. Sitä muokattiin ja arvioitiin ihmistieteissä yleisesti käytetyn testiteorian avulla. Hyvinvoinnin ja lihantuotannon tunnuslukujen välisiä tilastollisia yhteyksiä selvitettiin n. 180 tilalla tehtyjen hyvinvointi mittausten ja tiloilla kasvatettujen yli 12 000 sonnin tulosten perusteella. Hyvinvoinnin ja tuotannon kannattavuuden välisten yhteyksiä vertailtiin simuloimalla kylmäpihaton ja rakolattiakasvattamojen tuotantoa edellä mainitun aineiston valossa. Lihanautojen hyvinvoinnin todettiin olevan yhteydessä hyviin tuotantotuloksiin. A-Indeksi ja siitä muokattu hyvinvointimittari kattoivat hyvinvoinnin eri osa-alueet. Käytettyjen mittarien ja osaltaan myös hyvinvointia kuvaavien tuotantotulosten välistä tilastollista yhteyttä voidaan pitää osoituksena arviointimenetelmän toimivuudesta. Eläinten hyvinvointia suosivat kylmäpihatot todettiin rakolattiakasvattamoja kannattavammiksi, kun kuivikkeen hinta oli edullinen. Kohtuuhintaisen vakaan kuivikemarkkinan kehittäminen olisi keskeinen keino edistää nautojen hyvinvointia. Rakolattian kumittaminen todettiin kannattavaksi investoinniksi. Tukijärjestelmässä todettiin olevan muutostarpeita, jos sen tavoitteina olevaa eläinten hyvinvointia ja tuotannon kannattavuutta haluttaisiin tukea nykyistä tasapuolisemmin.

Yersinia pseudotuberculosis infections derive from ingestion of contaminated food or water. Typical symptoms of yersiniosis are fever and abdominal pain resulting from mesenteric lymphadenitis, and immunological sequelae are possible. The pathogen has recently caused several epidemics in Finland through fresh produce. However, the slow growth rate and poor competition of Y. pseudotuberculosis make its detection and isolation demanding. Polymerase chain reaction with primers targeted to virulence genes inv, virF, and yadA is thus often used in detection, although the sequence variability of the virulence genes is unknown. To study genetic variability of the virulence genes, inv, virF, and yadA of 18 Y. pseudotuberculosis strains, and two Yersinia similis strains originating from 12 different countries were sequenced. The greatest sequence variability was detected in yadA, while the variability of inv and virF was limited. The observed variability in yadA may hinder detection using PCR and also impact functional properties of YadA. Furthermore, the commonly used primers targeted to inv can, in addition to Y. pseudotuberculosis, detect Y. similis. Y. pseudotuberculosis tolerates well low temperature and other stressful conditions in the environment and in the food chain. However, information on the stress tolerance mechanisms used by this pathogen is limited. Here, the roles of two-component systems (TCSs), alternative sigma factor σE, and RNA helicase CsdA of Y. pseudotuberculosis IP32953 under stress conditions were studied. The relative expression levels of 54 genes encoding putative TCSs in Y. pseudotuberculosis IP32953 were determined at 3°C and at the optimum growth temperature of 28°C. The relative expression levels of most of the genes were higher at 3°C than at 28°C, and TCS CheA/CheY encoding genes cheA and cheY had the highest relative expression levels at 3°C. Mutational analysis demonstrated the demand for cheA for optimal growth at 3°C. In addition, both cheA and cheY were required for motility. Increased expression of several TCS encoding genes demonstrate that probably in Y. pseudotuberculosis many TCSs play a role in adaptation to low temperatures. In addition, motility seems to be associated with cold tolerance. The role of alternative sigma factor σE under stress conditions was studied by determining relative expression levels of rpoE encoding σE and using mutational analysis. Expression of rpoE was induced under low and high temperatures, acid and alkaline conditions, and osmotic and ethanol stress. Mutation of rpoE impaired or abolished growth at pH 5.0, at 3°C, at 37°C, at 42°C, and at 3% ethanol, demonstrating that functional σE is essential under several stress conditions in Y. pseudotuberculosis IP32953. In addition, the rpoE mutant had a higher minimum and a lower maximum growth temperature than the wild-type strain. Thus, in this pathogen, σE has a significant role in stress tolerance, and it contributes to survival during food processing and storage. The function of a cold-induced RNA helicase CsdA has been unknown in Y. pseudotuberculosis. Investigation of the role of CsdA at 3°C by mutagenesis revealed that CsdA is essential for growth at low temperatures. At the optimum growth temperature of 28°C, no growth defect was seen. Also the minimum growth temperature of one of the mutants was significantly higher than that of the wild-type strain. Thus, CsdA enables the growth of Y. pseudotuberculosis in the food chain by allowing continuous growth at low temperatures. The results demonstrate that the foodborne pathogen Y. pseudotuberculosis counters environmental stress by using TCSs and alternative sigma factor, and by synthesizing cold-induced proteins. Yersinia pseudotuberculosis on merkittävä ruokamyrkytysbakteeri, joka on aiheuttanut viime vuosina useita kasvisperäisiä epidemioita Suomessa. Y. pseudotuberculosis -ruokamyrkytyksen taudinkuva vaihtelee itsestään rajoittuvasta suolitulehduksesta hengenvaaralliseen yleisinfektioon. Vakavat jälkitaudit, kuten kyhmyruusu ja reaktiivinen niveltulehdus, ovat melko yleisiä. Y. pseudotuberculosiksen eristäminen elintarvike- tai muista näytteistä on usein haastavaa, sillä se kasvaa laboratorio-olosuhteissa hitaasti ja eristysvaiheessa muut bakteerit valtaavat helposti sen elintilan. Lisäksi näytteissä on tavallisesti vain pieniä määriä Y. pseudotuberculosista muiden bakteerien ohella. Siksi Y. pseudotuberculosiksen osoittamisessa käytetään nykyään yleisesti polymeraasiketjumenetelmää eli PCR-menetelmää. PCR-menetelmässä alukkeet suunnitellaan tavallisesti kiinnittymään virulenssigeeneihin inv, virF ja yadA, vaikka kyseessä olevien virulenssigeenien vaihtelusta eri kantojen välillä ei ole tietoa. Tässä tutkimuksessa sekvensoitiin 18 Y. pseudotuberculosis kannan inv-, virF- ja yadA-geenit ja kahden Y. similis kannan inv-geeni. Virulenssigeenin yadA emäsjärjestys vaihteli eniten, geenit inv ja virF puolestaan olivat hyvin samanlaisia eri kantojen välillä. Vaihtelu yadA-geenissä voi estää PCR-osoituksen ja toisaalta inv-geeniin suunnitellut alukkeet havaitsevat Y. pseudotuberculosiksen lisäksi Y. similis -kantoja. Y. pseudotuberculosis kykenee kasvamaan jääkaappilämpötilassa sekä suojakaasu- ja tyhjiöpakkauksissa. Lisäksi se sietää erilaisia pH-arvoja ja korkeaa suolapitoisuutta. Nykytietämys tämän merkittävän taudinaiheuttajan stressinsietokeinoista on kuitenkin vielä vähäistä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli saada lisää tietoa Y. pseudotuberculosiksen selviytymiseen ja lisääntymiseen kylmässä ja muissa stressiolosuhteissa vaikuttavista tekijöistä. Tutkimuksessa selvitettiin kaksikomponenttijärjestelmien, sigmatekijä E:n ja RNA helikaasi CsdA:n vaikutuksia Y. pseudotuberculosis IP32953 -kannan stressinsietoon. Useiden kaksikomponenttijärjestelmiä ohjaavien geenien ilmentyminen kasvoi kylmässä verrattuna geenien ilmentymiseen ihannekasvulämpötilassa. Lisäksi kaksikomponenttijärjestelmää CheA/CheY tarvitaan optimaaliseen kylmäkasvuun ja bakteerin liikkumiskykyyn. Sigmatekijä E:n havaittiin olevan tärkeä Y. pseudotuberculosiksen stressin sietokykyyn vaikuttava tekijä, jota tarvitaan bakteerin kasvuun happamassa ympäristössä, etanolissa ja sekä matalassa että korkeassa lämpötilassa. Tutkimuksessa todettiin myös RNA helikaasi CsdA:n olevan välttämätön Y. pseudotuberculosiksen kasvulle matalassa lämpötilassa. Tutkimuksesta saatu uusi tieto antaa perustan uusien torjuntatoimenpiteiden kehittämiseen, jolloin elintarviketurvallisuutta voidaan parantaa ja ihmistartuntoja vähentää.

Canine idiopathic pulmonary fibrosis (CIPF) is an incurable fibrosing lung disease occurring mainly in West Highland White Terriers (WHWTs). The clinical picture of CIPF has many similarities with human idiopathic pulmonary fibrosis (IPF). Signs include dry cough, exercise intolerance, and respiratory difficulties. Prognosis for CIPF and human IPF is poor, and only limited treatment options are available. Histopathological CIPF shares features of both human usual interstitial pneumonia (UIP), the pathological counterpart of human IPF, and other human idiopathic interstitial pneumonia, the non-specific interstitial pneumonia (NSIP). Chronic bronchitis (CB) is the main differential diagnosis for CIPF, but antemortem differentiation can be challenging, as surgical lung biopsies are seldom taken and no clinically useful biomarkers are currently available. The natural history of CIPF has not been previously studied and little is known about the molecular pathophysiology of CIPF. This thesis describes the clinical course, survival, and evaluation of exercise intolerance using the 6-minute walk test in CIPF WHWTs. Bronchoalveolar lavage fluid (BALF) protein expression was studied to find potential biomarkers for CIPF, and aspects of transforming growth factor (TGF)-β related molecular pathways in pathogenesis of CIPF were investigated. In addition, results of TGF-β signaling activity and its known extracellular matrix (ECM) regulatory proteins, latent TGF-β binding protein (LTBP)-1 and fibrillin-2, in CIPF were compared with findings in human IPF/UIP and NSIP. The follow-up study showed that CIPF has a significant negative impact on life expectancy of diseased dogs. The median CIPF-specific survival after onset of clinical signs in WHWTs was 2.7 years, but individual survival varied considerably from only a few months to over 4 years. This variance indicates that CIPF may have either a slow or a rapid disease progression, as also seen in human IPF. In addition, during the disease course acute exacerbations (AEs) occurred. The 6-minute walk distance proved to be an easy and noninvasive parameter to evaluate lung function and level of exercise intolerance in CIPF WHWTs. No significant prognostic factors were identified. The quantitative comparison of BALF proteomes obtained from CIPF WHWTs, CB dogs, and healthy dogs revealed similar changes for CIPF and CB, which suggests a common response to disease processes in these otherwise different lung diseases. Specific biomarkers for CIPF were not identified. The immunohistochemical stainings suggested that increased TGF-β signaling and its ECM regulatory proteins LTBP-1 and fibrillin-2 are part of the molecular pathophysiology of CIPF, as also seen in human IPF/UIP and NSIP. We demonstrated strong expression of activin B, a member of the TGF-β superfamily, in the altered alveolar epithelium of WHWTs with CIPF. Furthermore, activin B was detected in BALF of CIPF WHWTs, most notably in samples from dogs with AE, but not in BALF of healthy WHWTs. This novel finding suggests that activin B is part of the CIPF pathophysiology and might act as a potential marker of alveolar epithelial damage. Our findings add important new knowledge about the natural history and molecular pathophysiology of CIPF in WHWTs and show similarities between CIPF and human IPF. Better understanding of the complex pathogenesis of CIPF and human IPF is crucial for developing novel diagnostic tools and treatment strategies for these yet incurable diseases. Itsesyntyinen keuhkojen sidekudostuminen (idiopathic pulmonary fibrosis, IPF) on parantumaton keuhkosairaus, jota esiintyy sekä koirilla että ihmisillä. Koirilla tauti näyttää olevan rotuspesifinen, ja sitä esiintyy erityisesti valkoisella länsiylämaanterrierillä. IPF aiheuttaa asteittain eteneviä ja palautumattomia sidekudosmuutoksia keuhkojen välikudoksessa eli interstititumissa. Tyypillisiä oireita ovat kuiva yskä, rasituksen siedon aleneminen ja hengitysvaikeudet. Sairauden ennuste sekä koirilla että ihmisillä on huono. Tärkein koirien IPF:n erotusdiagnoosi on krooninen keuhkoputkentulehdus. Ihmisillä IPF luokitellaan idiopaattisiin interstitiaalisiin keuhokuumeisiin (idiopathic interstitial pneumonia, IIP) ja sen histologinen kuva on ns. tavallinen interstitiaalinen pneumonia (UIP). Koirien IPF jakaa histologisia piirteitä sekä IPF/UIP:n, että toisen ihmisillä esiintyvän fibrotisoivan IIP:n, epäspesifisen interstitiaalipneumonian (NSIP), kanssa. Vaikka sairautta on tutkittu viime vuosina aktiivisesti erityisesti ihmisillä, taudin syy ja sen tarkka syntytapa eli patogeneesi ovat edelleen epäselviä. Myöskään yhtään merkkiainetta ei ole toistaiseksi saatu kliiniseen käyttöön helpottamaan taudin diagnosoimista tai taudinkulun ennustamista. Ihmisillä IPF etenee kuolemaan yleensä 3-5 vuodessa, mutta osalla taudinkulku voi olla vieläkin nopeampaa ja osalla puolestaan huomattavasti hitaampaa. Sairauden luonnollista kulkua koirilla ei ole kuvattu. Keskeiseksi tekijäksi fibroosin kehittymiselle ihmisten IPF:ssa on osoitettu sytokiineihin kuuluvan transformoivan kasvutekijä beetan (TGF-β) lisääntynyt ilmentyminen ja aktivaatio keuhkokudoksessa. Tässä väitöskirjatyössä kuvataan valkoisten länsiylämaanterrierien IPF:n kliininen taudinkulku ja ennuste sekä rasituksen siedon arvioiminen käyttäen kuuden minuutin kävelytestiä. Sairaudelle ominaisten merkkiaineiden löytämiseksi tutkittiin keuhkohuuhtelunestenäytteen proteiinien ilmentymistä koiran IPF:ssa verrattuna kroonista keuhkoputkentulehdusta sairastaviin sekä terveisiin koiriin. Lisäksi tutkittiin keuhkokudoksen TGF-β-signalointireittien ja niihin liittyvien proteiinien ilmentymistä koiran IPF:ssa verrattuna ihmisten keuhkofibroosiin. Seurantatutkimus IPF:a sairastavilla valkoisilla länsiylämaanterriereillä osoitti, että tautia sairastavilla koirilla on lyhyempi elinajanodote kuin terveillä verrokeilla. Elinaika kliinisten oireiden alkamisesta oli keskimäärin 2,7 vuotta, mutta yksilöllinen elinikä vaihteli huomattavasti vain muutamasta kuukaudesta yli neljään vuoteen. Tämä vaihtelu osoittaa, että koiran IPF:ssa saattaa esiintyä sekä nopeasti että hitaasti etenevää taudinkuvaa kuten ihmisilläkin. Lisäksi osalla koirista esiintyi äkillisiä taudin pahenemisvaiheita, jotka ovat tyypillisiä myös ihmisten IPF:ssa. Kuuden minuutin kävelytesti osoittautui helpoksi ja toimivaksi menetelmäksi IPF:a sairastavien koirien rasituksen siedon arviointiin. Ennusteeseen vaikuttavia kliinisiä muuttujia ei tutkimuksessa löydetty eikä keuhkohuuhtelunäytteen proteiinien määrän analysoinnissa löytynyt IPF:lle ominaisia merkkiaineita verrattuna krooniseen keuhkoputkentulehdukseen. IPF:a sairastavien koirien keuhkokudoksessa todettiin lisääntynyt TGF-β:n aktivaatio sekä sen varastointiin liittyvien proteiinien ilmentyminen, kuten on todettu myös ihmisten IPF:ssa ja NSIP:ssa. Lisäksi havaittiin TGF-β-proteiiniperheeseen kuuluvan aktiviini B:n lisääntynyt ilmentyminen IPF:a sairastavien koirien keuhkokudoksessa sekä aktiviini B:n esiintyminen erityisesti akuuteista pahenemisista kärsivien koirien keuhkohuuhtelunäytteessä. Tutkimus toi uutta tietoa koiran IPF:n taudinkulusta, elinajan odotteesta ja taudin syntyyn osallistuvista proteiineista sekä näiden yhteneväisyyksistä ihmisten keuhkofibroosin kanssa. Taudin patogeneesiin osallistuvien proteiinien tutkiminen on välttämätöntä parempien diagnostisten merkkiaineiden löytämiseksi sekä uusien hoitojen kehittämiseksi näihin toistaiseksi parantumattomiin sairauksiin.

Human noroviruses (HuNoVs) are a leading cause of foodborne gastroenteritis worldwide and spread easily among humans via the faecal-oral route. A low infective dose, a high viral load in the vomit and faeces of infected persons, a lack of long-term immunity following previous infection, and a high environmental stability of the viruses all enhance the spreading of HuNoV in the population. The aim of this doctoral thesis is to investigate the prevalence of HuNoVs on environmental surfaces and to observe and measure virus transfer during manual food preparation. A method for the detection of HuNoV is optimized and used in the laboratory and also in field studies, both in a resort and in food preparation premises. Finally, ultraviolet light irradiation (UV) is tested as a means to inactivate the HuNoVs from environmental surfaces. HuNoV and its surrogate murine norovirus (MuNoV) were detected from environmental surfaces by swabbing, after which the viruses were eluted from the swabs and their genomes were extracted by a commercial kit. HuNoV and MuNoV genomes were detected using reverse transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-QPCR) method using specific primers and probes. The effects of UV on the viruses were investigated both by viability assays (MuNoV) and by RT-QPCR (MuNoV and HuNoV). An enzymatic pre-PCR treatment was conducted before RT-QPCR detection to distinguish infective viruses from non-infective viruses. Out of the four swab materials tested for swabbing HuNoV on surfaces, the recovery rates of the viruses were highest for swabs made of microfiber and polyester. When stored at 4⁰C, HuNoV persisted well in swabs, whereas at 22⁰C, viruses persisted better on swabs moistened by phosphate buffered saline (PBS, pH 7.2) than by glycine buffer pH 9.5. HuNoV and MuNoV transferred easily from the hands to the gloves when gloving. The viruses were also repeatedly transferred to the first recipient surface (left hand, cucumber, and knife) during the sandwich preparation process. Virus-contaminated gloves were estimated to spread HuNoV to the food servings more efficiently than a single contaminated cucumber can during handling. In a resort, where a gastroenteritis outbreak had taken place, HuNoV was detected in 10/36 swabs (27.8%) taken from environmental surfaces and further genotyped as a new variant, GII.4 Sydney_2012. In the field study that was conducted in three food-processing companies with no recently reported outbreaks of gastroenteritis, 5/90 swabs (5.6%) in 2010, 4/168 swabs (2.4%) in 2011, and 7/82 swabs (8.5%) in 2012 were found to be HuNoV GII-positive. The positives were detected in a production line and from the food handlers break room and restroom areas. UV was observed as a potential inactivation method for HuNoV: a loss of infectivity and a 4 log10 reduction of HuNoV surrogate MuNoV were observed when the virus-containing surfaces were exposed to UV dose of 60 mJ/cm2 or higher. Methods based on genome detection seemed to overestimate HuNoV persistence even when samples were pre-treated before the RT-QPCR was conducted. As seen in the studies included in the thesis, HuNoV is transmitted very easily from hands to food and environmental surfaces. Proper hand hygiene combined with effective measures to inactivate HuNoV from surfaces, such as UV, is needed to manage the transmission of the virus. Adequate monitoring of the environment for virus contamination in potential fountainheads of gastroenteritis outbreaks, such as in hospitals and restaurants serving RTE foods, could prevent or restrict HuNoV outbreaks. Ihmisen norovirukset ovat maailmanlaajuisesti merkittäviä maha-suolikanavan tulehdusten aiheuttajia. Pieni määrä noroviruksia nieltynä riittää aiheuttamaan sairauden. Virusten korkea pitoisuus sairastuneiden oksennuksessa ja ulosteessa, lyhytkestoinen immuniteetti sairauden jälkeen ja hyvä kestävyys ympäristössä edesauttavat niiden leviämistä ihmisestä toiseen ruuan, veden ja ympäristön välityksellä. Väitöskirjassa tutkitaan norovirusten esiintyvyyttä ympäristön pinnoilla ja niiden siirtymistä näiden pintojen välillä. Menetelmä virusten osoittamiseksi optimoidaan ja sitä käytetään laboratorio-oloissa sekä kenttäkokeissa kurssikeskuksessa ja elintarvikkeita valmistavissa tehtaissa. Norovirusten tuhoutumista pinnoilta tutkitaan lisäksi ultravioletti (UV) säteilyn avulla. Ihmisen norovirus ja sen malli hiiren norovirus osoitettiin pinnoilta otetuista pyyhintänäytteistä irrottamalla kerätyt virukset, puhdistamalla niiden perimä valmiilla kitillä ja osoittamalla tämän perimän läsnäolo kvantitatiivisella käänteiskopiointi-polymeraasiketjureaktiolla (RT-QPCR). UV -säteilyn vaikutuksia tutkittiin soluviljelmässä ja RT-QPCR menetelmällä. Tuhotut virukset pyrittiin erottamaan tartuntakykyisistä viruksista ennen RT-QPCR koetta tehtävän entsyymikäsittelyn avulla. Neljästä pintanäytemateriaalista kaksi, polyesteri ja mikrokuitu, soveltui erityisen hyvin näytteenottoon. Norovirus säilyi pintanäytteissä pitkään 4°C:ssa. Huoneenlämmössä virukset säilyivät paremmin neutraalilla puskuriliuoksella kastelluissa pintanäytteissä verrattuna emäksisellä liuoksella kostutettuun näytteenottovälineeseen. Norovirukset siirtyivät helposti käsistä suojakäsineisiin niitä puettaessa, sekä käsistä tai raaka-aineesta voileipään valmistuksen aikana. Noroviruksella saastuneet kädet arvioitiin tehokkaammiksi viruksen siirtäjiksi verrattuna yksittäiseen saastuneeseen voileivän raaka-aineeseen (kurkku). Ihmisen norovirus löydettiin 10/36 (27.8%) pintanäytteestä, jotka oli otettu mahatautiepidemian aikana kurssikeskuksesta. Näytteistä pystyttiin tyypittämään uudentyyppinen ihmisen norovirus GII.4 Sydney_2012. Tehtaalta, jossa valmistettiin sellaisenaan syötäväksi tarkoitettuja tuotteita, osoitettiin ihmisen norovirus linjoilta, taukotiloista ja WC-tiloista 5/90 (5.6%) näytteestä 2010, 4/168 (2.4%) näytteestä 2011 ja 7/82 (8.5%) näytteestä 2012. UV -säteily tuhosi hiiren noroviruksen kokonaan, kun UV annos oli 60 mJ/cm2. Viruksen perimän havaitsevat menetelmät yliarvioivat viruksen kestävyyden jopa silloin, kun virusnäytteet oli käsitelty entsyymeillä tuhoutuneiden virusten jäänteiden poistamiseksi näytteistä ennen virusten perimän osoitusta. Väitöskirjatutkimusten perusteella ihmisen norovirus leviää erittäin tehokkaasti käsien ja ympäristön välityksellä. Leviämisen estämiseksi tarvitaan sekä riittävä käsihygienia että tehokkaat menetelmät, kuten UV -säteily, virusten tuhoamiseksi ympäristön pinnoilta. Jatkuvalla pintojen virusseurannalla voitaisiin mahdollisesti rajoittaa tai jopa ehkäistä norovirusepidemioiden leviämistä sellaisissa tiloissa, joissa tautipaine on suuri, kuten sairaaloissa ja sellaisenaan syötäväksi tarkoitettuja tuotteita valmistavissa ravintoloissa.

Yersinia enterocolitica is a foodborne zoonotic pathogen. Among domestic animals, pigs are considered the major reservoir of Y. enterocolitica bioserotype 4/O:3. The pathogen is found in pig carcasses and pluck sets at slaughterhouses. Carcass contamination at the slaughterhouse originates from pigs that are already infected on farms. Considerable variation exists in the prevalence of Y. enterocolitica between different pig farms. The aim of this study was to determine the factors in farm management that can be used to prevent the presence and spread of this pathogen within and between farms. Multiple-locus variable-number tandem repeat analysis (MLVA) has been developed and used for genotyping of Y. enterocolitica strains of human origin. This genotyping method was used here to investigate its discriminatory ability, advantages and limitations, and use in genotyping Y. enterocolitica strains isolated from pigs. Among Y. enterocolitica 4/O:3 strains that originated from humans, pigs, and pork products from four European countries, the use of MLVA was found to have high discriminatory power. Similar MLVA types were detected among humans and pigs, human clinical isolates from limited geographical locations indicating the presence of past unidentified epidemics and also from pigs that originated from the same farms. MLVA proved to be able to detect farm-specific genotypes, but mild variation was common in strains originating from the same farms. Sampling of the farms revealed the spread of similar MLVA types among farms that had previously transported pigs between each other. Pigs were found to be a major source of transmission of this pathogen between all production types, including farrowing, farrow-to-finish, and fattening farms. Piglets from certain breeding farms served as a major source of infection for fattening pigs. These piglets carried farrowing farm-specific MLVA types of Y. enterocolitica to the fattening farm, and the infection spread throughout the fattening unit. Farm management practices and their association with carriage and shedding of Y. enterocolitica in pigs were studied by a purpose-designed questionnaire for farms whose pigs were previously sampled at slaughterhouses. The use of municipal water, organic production, and purchase of feed from a certain feed company were found to be protective factors against the carriage of Y. enterocolitica. In contrast, snout-to-snout contacts between pens and buying feed from another company were discovered as risk factors for fecal shedding of the pathogen. In total, 30 farms were further visited and sampled for enteropathogenic Yersinia, and the management practices and conditions were recorded during each sampling visit. The use of municipal water, the use of an all-in all-out system in the units of weaned piglets and fattening pigs, buying piglets from no more than one supplier at a time, and generous use of bedding were associated with lower prevalence of Y. enterocolitica on farms. Yersinia enterocolitica on elintarvikevälitteinen zoonoottinen patogeeni. Bioserotyypin 4/O:3 pääasiallisena reservuaarina pidetään sikoja. Y. enterocoliticaa esiintyy sikojen nielurisoissa ja suolistossa yleisesti ja patogeeniset yersiniat aiheuttavat teurastamolla ruhojen ja elinpakettien kontaminoitumista. Y. enterocolitican on todettu siirtyvän tiloilta sikojen mukana teurastamoon ja siellä ruhoihin ja elinpaketteihin. Sikatilojen välillä on todettu merkittävää vaihtelua Y. enterocolitican esiintymisessä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää tilatekijöitä, joita voidaan hyödyntää Y. enterocolitican torjunnassa tilan sisällä ja leviämisen ehkäisyssä tilojen välillä. Multiple-locus variable-number tandem repeat analysis (MLVA) genotyypitysmenetelmä, joka on aiemmin kehitetty ja käytetty ihmisperäisille Y. enterocolitica kannoille, otettiin tässä tutkimuksessa käyttöön sioista eristetyille kannoille. Tutkimuksessa selvitettiin menetelmän erottelukykyä, hyötyjä, rajoituksia ja käyttömahdollisuuksia. Analysoitaessa ihmisistä, sioista ja sianlihatuotteista eristettyjä Y. enterocolitica 4/O:3 kantoja, MLVA-menetelmällä todettiin olevan erittäin korkea erottelukyky. Toisaalta samoja genotyyppejä löydettiin sioista ja ihmisistä peräisin olevista näytteistä ja ihmisperäisistä potilasnäytteistä rajoitetuilta maantieteellisiltä alueilta, mikä viittasi aiempiin epidemioihin. Samoja genotyyppejä todettiin myös sioissa, jotka olivat peräisin samoilta tiloilta. MLVA-menetelmällä löydettiin tilakohtaisia genotyyppejä mutta myös lievää variaatiota todettiin tilan sisällä. Sikatiloilta otetuissa näytteissä todettiin, että ostoeläimet levittivät Y. enterocoliticaa tilojen välillä kaikissa tuotantomuodoissa. Tietyiltä porsastuotantotiloilta tulevat välitysporsaat kuljettivat tilakohtaisia Y. enterocolitica -genotyyppejä mukanaan lihasikalaan, jossa infektio levisi nopeasti kaikkiin saman osaston sikoihin. Samoja Y. enterocolitican genotyyppejä todettiin myös tiloilla, jotka olivat aiemmin myyneet ensikoita toisilleen. Tilatekijöiden vaikutusta Y. enterocolitican kantajuuteen ja eritykseen sioissa tutkittiin kyselytutkimuksella, joka kohdistettiin tiloille, joiden sioista oli ennestään kerätty uloste- ja nielurisanäytteitä teurastamolla. Kunnallisen veden käyttö, luomutuotanto ja rehun ostaminen tietyltä valmistajalta todettiin suojaaviksi tekijöiksi Y. enterocolitican kantajuudelle. Kärsäkontaktit karsinoiden välillä ja rehun ostaminen toiselta valmistajalta todettiin riskitekijöiksi patogeenin eritykselle. Tuotantotapojen ja olosuhteiden vaikutusta Y. enterocolitican esiintymiselle tiloilla kartoitettiin edelleen näytteenotossa, joka tehtiin 30 tilalle. Kunnallisen veden käyttö, vieroitus- ja lihasikaosastojen kertatäyttö, välitysporsaiden ostaminen vain yhdeltä tilalta kerrallaan ja runsas kuivikkeiden käyttö liitettiin alhaisempaan Y. enterocolitican esiintymiseen tilalla.

In Denmark, Finland, Norway and Sweden the National Dairy Disease Registers (NDDRs) collect and store disease information at the individual cow level. Because these registers are monitored nationally they offer access to data that cover most of the dairy population in each country. Data from these registers are used, for example, for herd health and animal welfare assessments, production management, genetic evaluations and epidemiologic research. Since the register data are not usually designed for research purposes their quality is unknown. Understanding the magnitude of data loss during data transfer and human influence in disease recording process is important. The knowledge will enhance the ability to improve register quality, which in turn will improve reliability of frequency measure calculations from the register data. This thesis investigated the quality (measured as completeness and correctness) of the Finnish NDDR and compared register qualities among the four countries. In Finland the quality of recorded information was excellent, but approximately 17% of disease information was lost during the data transfer steps. A large proportion of the data loss was due to artificial insemination (AI) technicians not transferring events. The majority of those events occurred close to culling of the cow, suggesting early removal of the cow health cards so that AI technician did not have access to those cards. Additionally, fewer diagnostic events were transferred from purchased cows compared to those born on farm suggesting problems with animal identification. An efficient way to improve completeness in the Finnish NDDR is to have veterinarians electronically transfer diagnostic information during farm visits. The Finnish system has already been modified accordingly. This thesis also showed how register quality for four reproductive disorders (metritis, retained placenta, assisted calving and oestrous disturbances) varied among the four countries. Metritis and oestrous disturbance events were well represented in the NDDRs. Farmer-observed completeness (the proportion of all farmer observations that were recorded in the NDDR) was around 0.80 and did not differ significantly among the countries. Assisted calving and retained placenta events showed more among-country variation. Farmer-observed completeness was highest in Denmark and lowest in Finland, ranging between 0.31 and 0.89. The comparison of completeness-adjusted incidences to incidences calculated from the registers showed that incidences were underestimated for assisted calving and retained placenta. Underestimation was highest in Finland. This thesis also demonstrated how both farmer and veterinary intentions toward starting veterinary treatment of mild clinical mastitis could explain the reasons for different mastitis incidence rates among the countries. The results suggest that when intentions towards veterinary treatment are greater, mild cases receive veterinary treatment more often than when intentions are reduced. Therefore, greater farmer and veterinarian intentions can increase the disease incidence calculated from the NDDR data. According to the study, intentions were greater in Denmark than in other countries. Tanskassa, Suomessa, Norjassa ja Ruotsissa kerätään lypsylehmien tautitietoja rekistereihin. Koska tiedot kerätään kaikissa maissa maanlaajuisesti, ne kattavat suurimman osan lypsylehmien tautitiedoista. Rekistereihin tallennettuja tietoja voidaan hyödyntää mm. karjan terveyden, tuotannon ja eläinten hyvinvoinnin tarkkailussa, jalostuksessa ja epidemiologisessa tutkimuksessa. Rekistereitä ei ole kuitenkaan yleensä suunniteltu tutkimustarkoituksiin, eikä niiden sisältämien tietojen luotettavuutta tunneta. Tieto siitä, kuinka tarkasti tautitietoja tallennetaan ja minkälaisia virheitä niiden tallennuksessa tapahtuu, mahdollistaa rekisterien luotettavuuden parantamisen. ----- Tässä väitöstyössä tutkittiin näiden neljän maan tautirekisterien laatua kattavuudella (eng. completeness) ja oikeellisuudella (eng. correctness) . Suomessa rekisterin oikeellisuuden havaittiin olevan erinomainen, vaikkakin noin 17 % tautitiedoista hävisi tiedonsiirtoprosessissa. Suurin yksittäinen syy tiedon häviämiseen oli se, että tietoja ei siirretty lainkaan ns. lehmäkortista tautirekisteriin. Tiedot puuttuivat, koska poistettujen lehmien lehmäkortit varastoitiin liian aikaisin, jolloin keinosiementäjä ei pystynyt siirtämään tietoja rekisteriin. Lisäksi tilalle ostetuista lehmistä päätyi vähemmän tietoa rekisteriin kuin tilalla syntyneistä, mikä viittaisi ongelmiin lehmien tunnistetiedoissa. Tiedon siirtymistä voidaan nopeuttaa ja rekisterin laatua parantaa, kun tiedot siirretään elektronisesti jo hoitohetkellä suoraan rekisteriin, mihin Suomessa ollaankin jo siirtymässä. Väitöstyössä havaittiin näiden neljän maan rekisterien kattavuuden vaihtelevan lisääntymishäiriöiden osalta vertailtaessa tuottajien havaitsemien tapausten määrää rekisterissä oleviin tapauksiin. Kohtutulehdukset ja kiimahäiriöt siirtyivät rekistereihin hyvin kaikissa maissa. Avustetun poikimisen ja jälkeisten kattavuudessa havaittiin merkitseviä eroja maiden välillä. Korkein kattavuus oli Tanskassa (0,89) ja alhaisin kattavuus Suomessa (0,31). Kun avustetulle poikimiselle ja jälkeisille korjattiin näiden lukujen avulla tautirekistereistä laskettuja ilmaantuvuuslukuja, havaittiin, että näitä häiriöitä esiintyi enemmän kuin pelkän tautirekisterin tiedoista laskettuna. Väitöstyössä osoitettiin myös, miten sekä tuottajien että eläinlääkäreiden asenteet lievän kliinisen utaretulehduksen hoidon aloittamista kohtaan voivat myös selittää utaretulehduksen ilmaantuvuuden eroja eri maiden kesken. Tulokset viittaavat siihen, että mitä myönteisempi oli suhtautuminen lääkehoidon aloittamiseen lisää tautitapauksen mahdollisuutta siirtyä rekisteriin. Tämä johtuu siitä, että tautirekisteriin tallennetaan pääosin lääkkein hoidettuja tautitapauksia Tanskassa lääkehoitomyönteisyys vaikutti olevan muita maita suurempi.