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In der vorliegenden Studie wurde die Sicherheit und Wirksamkeit einer nadellosen, intradermalen Vakzination von Ferkeln im Alter von 21 Tagen mit dem Inaktivatimpfstoff Porcilis® M Hyo ID ONCE unter Feldbedingungen evaluiert. Hierfür wurde ein geschlossener Betrieb in Nordostdeutschland mit einer nachgewiesenen M. hyopneumoniae Infektion ausgewählt. 420 klinisch gesunde Saugferkel wurden randomisiert in zwei Vakzine- und eine Kontrollgruppe eingeteilt. Die Tiere der M Hyo ID ONCE-Gruppe erhielten einmalig, nadellos mit dem IDAL Gerät, 0,2 ml Porcilis® M Hyo ID ONCE intradermal. Die Tiere der zweiten Vakzinegruppe wurden intramuskulär mittels Kanüle mit 2 ml M+PAC® geimpft. Die Kontrolltiere erhielten Diluvac® Forte. Zur Überprüfung der Wirksamkeit wurden die Gewichte der Tiere erhoben und der prozentuale Anteil des makroskopisch veränderten Lungengewebes jedes Lungenlappens am Schlachthof beurteilt. Die Evaluierung der Verträglichkeit des Impfstoffes zeigte, dass die nadellose, intradermale Vakzination signifikant größere, härtere und gerötetere u./ o. wärmere lokale Hautreaktionen hervorrief, als die alleinige intradermale Injektion des Adjuvans Diluvac® Forte. Nach der Applikation von Porcilis® M Hyo ID ONCE wurden signifikant größere und härtere lokale Hautreaktionen beobachtet als nach der Injektion von M+PAC®. Insgesamt waren die beobachteten Hautreaktionen jedoch von geringem Durchmesser bis maximal 1,5 cm und transienter Natur. Die klinischen Untersuchungen, die Temperaturverlaufskontrollen und die Mortalität ergaben keine signifikanten Unterschiede zwischen der Applikation von Porcilis® M Hyo ID ONCE und der Injektion des Placebos. Die Gewichtsdaten betreffend waren die mittleren täglichen Zunahmen der vakzinierten Tiere sowohl in der Mastphase, als auch über die gesamte Studienzeit signifikant um 37 g beziehungsweise 28 g höher. Die intradermal vakzinierten Tiere hatten gegenüber der Kontrollgruppe eine um 1,6 Tage verkürzte Mastperiode. Die Mastleistungsdaten unterschieden sich nicht signifikant zwischen den beiden Vakzinegruppen. Bezüglich der EP-typischen Lungenläsionen, reduzierte die Impfung mit Porcilis® M Hyo ID ONCE signifikant den prozentualen Anteil des makroskopisch veränderten Lungengewebes im Vergleich zur ungeimpften Kontrollgruppe. Folglich hatten signifikant mehr Tiere der M Hyo ID ONCE-Gruppe (31,3 %) makroskopisch unveränderte Lungen, als Tiere der Placebogruppe (7,7 %). Zusätzlich konnte nach der intradermalen Applikation von Porcilis® M Hyo ID ONCE eine signifikante Reduktion der Prävalenz und des Grades EP-typischer Lungenläsionen gegenüber der intramuskulären Vakzination mit M+PAC® nachgewiesen werden. Abschließend kann die nadellose, intradermale Applikation von Porcilis® M Hyo ID ONCE bei 21 Tage alten Ferkeln als sicher und wirksam beurteilt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde untersucht, inwieweit die Faktoren Tageszeit und Schichttyp (senso-)motorische Leistungen in einem 3-Schicht-System beeinflussen. Aus Voruntersuchungen ist bekannt, dass Schreib- und Trackingleistungen unter Laborbedingungen einem zirkadianen Rhythmus mit einem Leistungstief gegen 3:00-4:00 Uhr morgens folgen. Im Fokus dieser Studie stand deshalb die Frage, der zeitliche Verlauf dieser Leistungen unter Feldbedingungen verändert: Beeinflusst der Faktor Schicht maßgeblich die (senso-)motorische Leistung oder würden sich auch im Schichtbetrieb ähnliche zeitabhängige Schwankungen wie unter Laborbedingungen ergeben? Als Studienort wurden zwei Industriewerke der Firma Siemens in Berlin ausgewählt, in denen nach einem Wechselschichtsystem mit Morgen, Tag- und Nachtschichten gearbeitet wurde. Von September bis Oktober 2009 wurden Schichtarbeiter von einem Studienteam mit Beteiligung der Doktorandin betreut und während des Schichtbetriebs in 2-Stunden-Zeitintervallen getestet. Die Schreib- und Trackingaufgabe wurde aus methodischen Gründen auf Tablets (“Pocket-PCs“) implementiert. Dadurch konnte gewährleistet werden, dass die Probanden simultan in ihrem realen Arbeitsumfeld getestet wurden. Die Schreibgeschwindigkeit (n=34) war durch den Faktor Schicht und durch die Tageszeit mit einem deutlichen Leistungstief zu Beginn der Morgenschicht um 6:40 Uhr moduliert. Insgesamt war die Geschwindigkeit in der Morgen- und Nachtschicht reduziert. Analog dazu war die Schriftgröße (n=34) durch den Faktor Schicht beeinflusst mit geringster Größe in der Morgenschicht (Minimum: 6:40 Uhr). Für die Trackingaufgabe standen uns weniger Probanden (n=11) zur Verfügung. Es stellte sich heraus, dass die Trackingleistung durch die Tageszeit beeinflusst ist, mit einem Tief um 8:40 Uhr. Diese Ergebnisse zeigen, dass visuo- und feinmotorische Leistungen in einem 3-Schicht-System vor allem zu Beginn der Morgenschicht beeinträchtigt sind. Wir gehen davon aus, dass die geringe Schlafdauer vor der Morgenschicht, die auch im Rahmen dieser Untersuchung erhoben wurde, dabei eine wichtige Rolle spielt. Visuo- und Feinmotorik sind wichtige Fähigkeiten des Menschen, die im Alltag insbesondere beim Umgang mit Objekten und bei der Bedienung von Instrumenten eine Rolle spielen. Es ist naheliegend, dass unsere Daten auch hohe ökonomische Relevanz haben, da diese Leistungen in Produktionsprozessen, in denen Präzision und Effektivität gefragt sind, von potenzieller Bedeutung sind. Darüber hinaus haben Schwankungen der fein- und visuomotorischen Leistung möglicherweise auch bei der Entstehung von Arbeitsunfällen einen Anteil. Die Aufgabe zukünftiger Studien wird deshalb sein, die Zusammenhänge zwischen (Senso-)motorik und Produktionseffektivität beziehungsweise Arbeitsunfällen zu ergründen.

In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwieweit durch die Fütterung eines Fischfutters, das mit der maximal zulässigen Menge an anorganischem Iod supplementiert war, unter Praxisbedingungen eine Iodanreicherung in verschiedenen Süßwasserfischen erzielt werden kann. Hierfür wurde in Zusammenarbeit mit zwei privaten Fischzüchtern sowie dem Institut für Fischerei der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft ein sechsmonatiger Feldfütterungsversuch durchgeführt. Vier verschiedene Süßwasserfischarten aus der Familie der Salmonidae erhielten ein Futter, das mit 20 mg Iod/kg in Form von Calciumiodat angereichert war. Es wurde des Weiteren untersucht, wie sich der Iodgehalt von in Bayern freilebenden Fischen zu den Fischen aus den Zuchtbetrieben unterscheidet. Nach sechsmonatiger Fütterung waren in den Filets der iodgefütterten Zuchtfische höchst signifikant größere Iodkonzentrationen als in denen der wilden Bachforellen enthalten. Die Iodgehalte der verschiedenen Salmonidenarten unterschieden sich sowohl artspezifisch als auch individuell. Die höchsten Iodkonzentrationen wurden bei den Seesaiblingen gefunden, gefolgt von den See-, Bach- und Regenbogenforellen. Eine weitere Fragestellung der vorliegenden Arbeit war, wie sich das Iod innerhalb der Fischkörper verteilt. Bei allen untersuchten Fischgruppen wurden sehr hohe Iodkonzentrationen in den Kiemen gefunden. Diese lagen deutlich über den Konzentrationen der anderen Fischbestandteile. Eine ebenfalls recht hohe Iodkonzentration war in den Gonaden und Eiern der geschlechtsreifen, weiblichen Bachforellen enthalten. Auch die Innereien, die Restkörper sowie die Haut der Fische hatten höhere Iodkonzentrationen als die Filets. Da das Räuchern von Fischen eine sehr beliebte Art der Veredelung ist, wurde in der vorliegenden Arbeit bei Regenbogenforellen zusätzlich untersucht, welchen Einfluss das Einlegen in iodhaltige Salzlake vor dem Räucherungsprozess auf den Iodgehalt hat. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass es zu einem höchst signifikanten Anstieg der Iodkonzentration durch die Verwendung von iodhaltiger Salzlake kommt. Bei den Kontrollfischen betrug diese Steigerung 360%, bei den Iodfischen waren es rund 230%. Damit ist die Verwendung von iodhaltiger Salzlake eine sehr effektive Maßnahme, um den Iodgehalt in den Fischen zu erhöhen. Auch die Fütterung mit dem iodsupplementierten Futter hatte einen positiven Effekt auf den Iodgehalt der Filets. Die iodgefütterten Regenbogenforellen aus iodhaltiger Salzlake hatten eine 37% höhere Iodkonzentration in den geräucherten Filets als die Kontrollfische aus iodhaltiger Salzlake. Somit ist die Iodsupplementierung des Fischfutters eine sinnvolle Möglichkeit, um die Iodkonzentrationen in den Filets zu erhöhen, auch wenn durch das Einlegen in iodhaltige Salzlake weitaus größere Erhöhungen erzielt werden konnten. Ob durch den Verzehr der geräucherten Filets eine bessere Iodversorgung im Menschen erzielt werden kann, wurde im Rahmen eines Humanernährungsversuchs untersucht. Es sollte beurteilt werden, welchen Einfluss die Fütterung der Fische mit und ohne Iodzusatz, sowie das Einlegen derselben in iodhaltige und normale Salzlake auf die Iodausscheidung der Probanden hat. Die Iodausscheidungen der Probanden waren sehr unterschiedlich und die Streuungen sehr hoch. An den Tagen nach dem Fischverzehr kam es bei einigen Probanden zu einer Erhöhung der Iodausscheidung im Urin, jedoch konnten keine statistisch signifikanten Erhöhungen der unterschiedlichen Probandengruppen beobachtet werden. Grundsätzlich konnte gezeigt werden, dass unter Feldbedingungen durch die Verwendung eines Fischfutters, das mit dem maximal zulässigen Iodgehalt angereichert war, eine Iodanreicherung von Süßwasserfischen aus der Familie der Salmonidae möglich ist. Durch die Verwendung von iodhaltiger Salzlake konnte bei Räucherfischen eine deutliche Erhöhung der Iodkonzentration in den Fischfilets erreicht werden, womit dies eine sehr effektive Maßnahme ist, um den Iodgehalt in diesen Fischen zu erhöhen.

Die Diagnostik der ausschließlich in Lateinamerika vorkommenden amerikanischen Trypanosomiasis (Chagaskrankheit) bereitet vor allem in den chronischen Infektionsstadien (Latenz, chronische Erkrankung) erhebliche Probleme, da in der Regel eine extrem niedrige Parasitämie vorliegt. Der in der akuten Phase bedeutsame Parasitennachweis gelingt in den Spätstadien häufig nicht, trotz Anwendung von Anreicherungsmethoden, Kultur und Xenodiagnose (Nachweis aus am Patienten angesetzten Überträgerwanzen). Zwar sind im chronischen Stadium nahezu regelmäßig spezifische Antikörper nachweisbar, die Aussagekraft der Immundiagnostik ist jedoch eingeschränkt. So bleibt die Immunantwort oft lebenslang positiv, auch wenn die Infektion spontan oder nach Chemotherapie ausgeheilt ist. Zudem gibt es falsch-positive Ergebnisse, z. B. aufgrund von Kreuzreaktionen mit Leishmanien und anderen Trypanosomen (z. B. Trypanosoma rangeli). Der sichere Nachweis einer Infektion in den Spätstadien ist jedoch von erheblicher Bedeutung. So kann durch eine rechtzeitige Therapie die Manifestation der meist intraktablen Spätstadien verhindert bzw. reduziert werden. Zudem wäre es bedeutsam chronische Infektionen bei seropositiven Frauen mit Kinderwunsch und bei Schwangeren zu erkennen, da auch asymptomatische Schwangere die Infektion auf das Kind übertragen können. Schließlich kommt in Hochendemiegebieten ein erheblicher Teil der Bevölkerung als Blutspender nicht in Frage, da alle Seropositiven ausgeschlossen werden, auch wenn offen bleibt ob tatsächlich eine chronische Infektion vorliegt. Zum Nachweis der extrem niedrigen Parasitämien im chronischen Stadium scheint die Polymerasekettenreaktion (PCR) besonders vielversprechend. Mittlerweile sind bereits mehrere PCR-Methoden zum Nachweis von Trypanosoma cruzi entwickelt und mit sehr unterschiedlichen Ergebnissen in der Diagnostik und Therapiekontrolle bei zahlenmäßig noch sehr begrenzten Patientenkollektiven eingesetzt worden. Die verschiedenen PCR-Protokolle beruhen auf dem Nachweis verschiedener Genabschnitte der nukleären DNA (nDNA) und der in hoher Kopienzahl vorliegenden Kinetoplasten-DNA (kDNA). Zudem wurden unterschiedliche Methoden zur Stabilisierung und Verarbeitung von Proben publiziert einschließlich solcher unter einfachen Feldbedingungen, wie sie in den Hauptverbreitungs-gebieten vorherrschen. Ziel dieser Arbeit war es die wichtigsten dieser PCR-Methoden unter experimentellen Bedingungen zu vergleichen und eine Methode zu identifizieren, die eine hohe Sensitivität und eine hohe Spezifität aufweist und robust funktioniert. Anschließend sollte eine Validierung mit Proben aus einem Endemiegebiet erfolgen. Ein weiteres Ziel war dabei, Methoden der Nukleinsäuren-Isolierung und -Konservierung unter Feldbedingungen zu untersuchen und zu optimieren. Im ersten Teil der Untersuchungen wurden 4 verschiedene PCR-Methoden optimiert und unter experimentellen Bedingungen hinsichtlich Sensitivität, Spezifität und Robustheit verglichen: (1) eine PCR mit den Primern TCZ1/TCZ2 zur Amplifikation eines konservierten nDNA- Abschnitts von 188 Basenpaaren (bp) einer repetitiven (ca. 700 Kopien/Zelle) Sequenz mit derzeit noch unklarer Funktion. (2) eine PCR mit den Primern BP1+BP2 zur Amplifikation eines hochkonservierten nDNA-Abschnitts von 692 bp des F29-Gens (Flagellin). (3) eine PCR mit den Primern 121/122 zur Amplifikation an zwei konstanten Regionen der kDNA, die eine variable kDNA-Region umschließen (330 bp). (4) eine nested PCR mit den Primerpaaren 121+89/90 und 91+122 zur Amplifikation eines 289 bp Abschnitts der kDNA (identische Teilregion der PCR-Methode Nr. 3) Die höchste Sensitivität für T. cruzi zeigte unter experimentellen Bedingungen die nested PCR (Methode Nr. 4) mit einem spezifischen Amplifikationsprodukt bis herab zu einer Konzentration von 0,001 Parasiten/µl (1 Parasit/ml). Die Spezifität der PCR-Protokolle TCZ1/2 (repetitive nDNA) und BP1/2 (F29-Flagellin) war hoch. Sie amplifizierten keine Genabschnitte von anderen Trypanosomatidae, mit Ausnahme eines deutlich differenten 615-620 bp-Amplifikats für T. rangeli beim BP1/2-Protokoll. Demgegenüber zeigten sowohl das 121/122-kDNA-Protokoll wie die kDNA-nested PCR nicht von T. cruzi differenzierbare Amplifikate mit T. rangeli und in der nested PCR auch mit T. brucei brucei, nicht jedoch bei verschiedenen Leishmania-Arten. Hinsichtlich ihrer Robustheit erwiesen sich die 4 PCR-Protokolle als unterschiedlich stabil und reproduzierbar. Das TCZ1/2-Protokoll war nicht stabil und ergab Amplifikate nur in einem sehr engen Toleranzbereich der Arbeitsbedingungen. Die anderen drei Methoden erwiesen sich als robust und zeigten im optimalen Arbeitsbereich stets reproduzierbare Ergebnisse. Weiterhin wurde 6M Guanidinhydrochlorid (G-HCl) als Zusatz für die Stabilisierung von Blutproben untersucht. Im Vergleich zu PBS wurde die Sensitivität der PCR-Protokolle mit G-HCl verbessert. Beim Vergleich verschiedener Methoden zur DNA-Isolation zeigte der QIAGEN Blood Mini Kit eine etwas höhere Sensitivität als die Phenol-Chloroform-Isoamyl-Methode. Im zweiten Teil der Untersuchungen wurden Blutproben von 44 Patienten mit anamnestisch diagnostizierter Chagaskrankheit in der Umgebung von Cochabamba, Bolivien, einem Hochendemiegebiet der Chagaskrankheit abgenommen. Diese wurden mit 6M Guanidinhydrochlorid stabilisiert und zur Untersuchung nach München gebracht. Die nested PCR zum Nachweis von kDNA erwies sich als sensitivste Methode zum Nachweis einer Parasitämie, bei 6 der 27 seropositiven Proben (22,2%) konnte ein T.cruzi-spezifisches Amplifikat nachgewiesen werden. Das 121/122-kDNA-Protokoll amplifizierte bei 4 der 27 Proben eine T.cruzi-spezifische Sequenz (14,8%). Mit Ausnahme eines Falles waren alle PCR-positiven Patienten bisher nicht therapiert worden. Mit den beiden nDNA-Protokollen (TCZ1/2- und BP1/2- Protokoll) ergab sich bei keiner dieser Proben ein Amplifikat. Bei den serologisch negativen oder grenzwertigen Patientenproben konnten mit keinem der 4 PCR-Protokolle ein Amplifikat nachgewiesen werden. Zudem wurden noch 30 Blutproben von gesunden Erwachsenen aus Deutschland untersucht. Hierbei zeigten sich ebenfalls keine Amplifikate bei den 4 Protokollen. Zusammengefaßt ergaben die Untersuchungen, daß die PCR-Protokolle zum Nachweis von kDNA am sensitivsten Trypanosoma cruzi im Blut nachweisen können; mit besonders hoher Sensitivität der nested PCR-Methode. Dies beruht wohl auf der hohen Kopienzahl der amplifizierten Zielsequenz in den kDNA-Minicircles (ca. 10.000 Kopien/Zelle) im Vergleich zu den untersuchten nDNA-Zielsequenzen. Allerdings werden von den kDNA-Protokollen auch andere Trypanosomen wie T. rangeli und T. brucei brucei (nur bei der nested PCR) miterfasst, im Gegensatz zu den hochkonservierten Zielsequenzen der untersuchten nDNA-Protokolle.