Untersuchungen an Kälbern mit enzootischer Bronchopneumonie · Aus der Klinik für Rinderkrankheiten (im Richard-Götze-Haus) der Tierärztlichen Hochschule Hannover Untersuchungen

Aus der Klinik für Rinderkrankheiten(im Richard-Götze-Haus)

der Tierärztlichen Hochschule Hannover

Untersuchungen an Kälbern mit enzootischer Bronchopneumonie:

klinische, labordiagnostische und impulsoszilloresistometrische Ergebnisse

INAUGURAL - DISSERTAT IO N

zur Erlangung des Grades eines

DO CTO R M EDIC IN AE VET ERINARIAE

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von

Corinna van Bömmel

aus Sande

Hannover 2000

Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. H. Scholz PD Dr. M. Kaske 1. Gutachter: Prof. Dr. H. Scholz 2. Gutachter: Prof. Dr. Szentkuti Tag der mündlichen Prüfung: 29.11.2000

Meinen Eltern,

Giuliano, Rachele und Paola

Inhaltsverzeichnis Seite - i -

1. EINLEITUNG 1

2. SCHRIFTTUM 3

2.1. Enzootische Bronchopneumonie der Kälber 3

2.1.1. Pathogenese

2.1.1.1. Anatomische und physiologische Besonderheiten der Lunge

des Rindes 4

2.1.1.2. Das respiroprotektive System 5

2.1.1.2.1. Die mucociliäre Clearance 5

2.1.1.2.2. Die alveoläre Clearance 6

2.1.1.2.3. Interaktionen zwischen unbelebten bzw. belebten Krankheitsursachen 7

und respiroprotektivem System

2.1.2. Ätiologie 8

2.1.2.1. Bovines respiratorisches Syncytialvirus (BRSV) 12

2.1.2.2. Infektiöse bovine Rhinotracheitis 13

2.1.3. Pathomorphologische Veränderungen bei Kälbern mit Enzootischer 14

Bronchopneumonie

2.1.4. Klinischer Verlauf 15

2.1.5. Blutgasanalysen bei Kälbern mit Bronchopneumonie 17

2.1.5.1. Respiratorische Partial- und Globalinsuffizienz 17

2.1.5.2. Die alveolo-arterielle Sauerstoffpartialdruckdifferenz: Parameter 18

zur Einschätzung des Schweregrads einer Ventilationsstörung

2.1.6. Therapie 20

2.1.6.1. Antibiose 21

2.1.6.2. Unterstützende therapeutische Maßnahmen 23

2.1.7. Prophylaxe 23

2.2. Atemmechanik 27

2.2.1. Elastische Atmungswiderstände 27

INHALTSVEREICHNIS Seite - ii -

2.2.2. Viscöse Atmungswiderstände 28

2.3. Methoden zur Quantifizierung von Ventilationsgrößen und

Atmungswiderständen 30

2.3.1. Spirometrie 30

2.3.2. Pneumotachographie 31

2.3.3. Bodyplethysmographie 31

2.3.4. Oesophagusdruck-Messung 32

2.3.5. Unterbrecher- oder Verschlußdruck-Methode 33

2.3.6. Die forcierte Oszilloresistometrie 33

2.3.6.1. Monofrequente Oszilloresistometrie (MFO) 35

2.3.6.2. Multifrequente Oszilloresistometrie 35

2.3.6.2.1. Funktionsprinzip der Impulsoszillometrie (IOS) 36

2.3.6.2.2. Adaptation der IOS an verschiedene Tierarten 37

2.3.6.2.3. Äußere Einflüsse auf die Meßergebnisse 38

3. MATERIAL UND METHODEN 40

3.1. Experimenteller Versuchsaufbau 40

3.1.1. Überblick über die Durchführung der Wirksamkeitsstudie 40

3.1.2. Versuchstiere 41

3.1.2.1. Aufstallung und Fütterung 42

3.1.2.2. Wiegen 44

3.1.3. Blindung der Studie 44

3.1.3.1. Vorbereitung und Verabreichung der Medikamente 45

3.1.4. Klinische Untersuchung 45

3.1.4.1. Befundbogen I: Allgemeine Untersuchung 46

3.1.4.2. Befundbogen II: Organsysteme 46

3.1.4.3. Befundbogen III: Spezielle Untersuchung des Respirationstrakts 46

3.1.5. Kriterien zur Beurteilung des Gesundheitsstatus der Tiere 46

3.1.6. Ausschluß von Tieren aus der Studie 51

INHALTSVEREICHNIS Seite - iii -

3.1.7. Parenterale Behandlung 51

3.1.8. Weiterführende Untersuchungen 51

3.2. Blutgasanlyse 52

3.2.1. Zeitpunkt der Entnahme 52

3.2.2. Technik der Entnahme 52

3.2.3. Analyse 53

3.3 Untersuchung der Lungenfunktion mit Hilfe der Impulsos- 54

zilloresistometrie (IOS)

3.3.1. Zeitpunkt der Untersuchungen 54

3.3.2. Durchführung der Untersuchungen 54

3.3.3. Auswertung der Untersuchungen 56

3.3.3.1. Prüfung der Validität der Messungen 56

3.3.3.2. Vorversuche zur Auswahl des Auswertungsintervalls 57

3.3.4. Statistik 60

3.3.5. Spezielle Auswertung der Versuchsergebnisse 60

3.3.5.1. Körpergewicht und Lebensalter als Einflußfaktoren auf die 60

Ventilationsgrößen und IOS-Parameter

3.3.5.2. Intraindividuelle Varianz der Ventilationsgrößen und 61

IOS-Parameter bei klinisch lungengesunden Kälbern

3.3.5.3. Ventilationsgrößen und IOS-Parameter bei klinisch gesunden 61

und lungenkranken Kälbern

3.3.5.4. Vergleich der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter von nicht bzw. 62

nur oral behandelten Kälbern mit parenteral behandelten Kälbern

3.3.5.5. Veränderungen der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter im 63

Verlauf einer bronchopneumonischen Erkrankung

3.3.5.6. Berechnung von Korrelationen 63

4. ERGEBNISSE 64

4.1. Körpergewicht und Lebensalter als Einflußfaktoren auf Ventilations- 64

größen und IOS-Parameter

INHALTSVEREICHNIS Seite - iv -

4.2. Intraindividuelle Varianz der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter bei 64

klinisch lungengesunden Kälbern

4.3. Ventilationsgrößen und IOS-Parameter bei klinisch lungengesunden 68

und lungenkranken Kälbern

4.3.1. Ventilationsgrößen 68

4.3.2. IOS-Parameter 71

4.4. Blutgasparameter 74

4.5. Ventilationsgrößen, IOS-Parameter und Blutgasparameter bei klinisch 75

lungengesunden und lungenkranken Kälbern. Einteilung gemäß Score-

Punkten auf Befunderhebungsbogen „Respirationstrakt“



4.5.3. Blutgasparameter 76

4.6. Vergleich der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter von nicht bzw. 88

nur oral behandelten Kälbern mit parenteral behandelten Kälbern



4.7. Veränderungen der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter im 96


4.8. Berechnung von Korrelationen 99

5. DISKUSSION 103

5.1. Diskussion der Methodik 103

5.1.1. Versuchsdurchführung 103

5.1.2. Ablauf der weiterführenden Untersuchungen 104

5.1.3. Klinische Befundung

104

5.1.4. Durchführung der IOS-Messungen 105

5.1.4.1. Intraindividuelle Varianz 106

INHALTSVEREICHNIS Seite - v -

5.1.4.2. Einfluß von Körpergewicht, Tageszeit und Kopfhaltung 106

5.1.4.3. Einfluß der Atemmaske 107

5.1.5. Blutgasanalyse 108

5.2. Diskussion der Ergebnisse 109

5.2.1. Ventilationsgrößen, IOS-Parameter und Blutgasparameter bei

klinische lungengesunden Kälbern 109

5.2.1.1. Ventilationsgrößen 109

5.2.1.1.1. Atemfrequenz 109

5.2.1.1.2. Atemzugvolumen 111

5.2.1.1.3. Atemminutenvolumen 111

5.2.1.2. Blutgase 112

5.2.1.3. Änderungen der IOS-Parameter bei lungengesunden und

lungenkranken Tieren 113

5.2.1.3.1. Resistance 113

5.2.1.3.2. Reactance 115

5.2.2. Blutgasanalytik und IOS 116

5.2.3. Vergleich der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter von

nicht bzw. nur oral behandelten Kälbern mit parenteral

behandelten Kälbern 120

5.3. Beurteilung des Verlaufs einer pneumonischen Erkrankung

mit Hilfe der IOS 120

6. Zusammenfassung 123

7. Summary 125

8. Literaturverzeichnis 127

Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen

Aa-DO2 : alveolo-arterielle Sauerstoffdifferenz

Abb. : Abbildung

BRSV : Bovines respiratorisches Syncytialvirus

BVD : Bovine Virus Diarrhoe

d : day (Tag)

DSB : Deutsche Schwarzbunte

Fa. : Firma

h : Stunde

IBR : Infektiöse bovine Rhinotracheitis

i. m. : intramuskulär

IOS : Impulsoszilloresistometrie

l : Liter

i. v. : intravenös

KG : Körpergewicht

kg : kilogramm

mg : milligramm

Sat.-O2. : Sauerstoffsättigung

pO2 : Sauerstoffpartialdruck

pCO2 : Kohlendioxidpartialdruck

ppm : parts per million

Rz : zentrale Resistance

Rp : periphere Resistance

R5 R20 : Resistance bei 5...20 Hertz

s. c. : subkutan

SEM : Standardfehler0

SD : Standardabweichung

X5...X20 : Reactance bei 5...20 Hertz

EINLEITUNG -- Seite - 1 -

1. EINLEITUNG

Enzootische Bronchopneumonien gehören zu den wichtigsten Ursachen für

wirtschaftliche Verluste in der Kälberaufzucht und in der Kälbermast. Es handelt sich um

eine Faktorenerkrankung, die durch das Zusammenwirken von nicht-infektiösen

Ursachen (z. B. ungünstiges Stallklima, Streß, Fütterungsfehler), viralen Erregern (z. B.

Parainfluenza-3-Viren, Reo-, Adenoviren) und Bakterien (z. B. Pasteurellen,

Mykoplasmen, Chlamydien) hervorgerufen wird. Das Krankheitsbild ist zunächst

charakterisiert durch die Ansiedlung der viralen Erreger im oberen Respirationstrakt, aus

der sich eine interstitielle Pneumonie entwickeln kann. Nach einer bakteriellen

Sekundärinfektion treten darüber hinaus häufig katarrhalisch-eitrige oder fibrinöse

Bronchopneumonien auf. Die therapeutischen Bemühungen (Beseitigung

resistenzmindernder Faktoren, antibakterielle Chemotherapie, Bronchosekretolytika, u.

U. Paramunitätsinducer) basieren überwiegend auf empirischen Erfahrungen und führen

sehr häufig nur zu unbefriedigenden Ergebnissen.

Die klinische Diagnostik basiert auf der klinischen Untersuchung des erkrankten Tieres;

zusätzliche Informationen ergeben sich aus der Analyse der Blutgase im arteriellen Blut

sowie dem Erregernachweis vorzugsweise aus Tracheobronchialsekret. Prognostische

Aussagen auf der Basis dieser Befunde bleiben trotzdem relativ vage.

Es ergibt sich die Frage, ob eine Beurteilung von Atmungswiderständen Diagnostik und

Therapiekontrolle bei respiratorischen Erkrankungen sinnvoll ergänzen kann. Die

multifrequente Impulsoszilloresistometrie (IOS) repräsentiert eine neu entwickelte

Anwendungsform der forcierten Oszilloresistometrie. Es handelt sich um eine nicht-

invasive und von der Mitarbeit des Patienten unabhängige Untersuchungsmethode; sie

eignet sich demzufolge gut für den Einsatz in der Veterinärmedizin. Eine Validierung der

IOS für das Kalb erfolgte vor allem durch REINHOLD (z. B. REINHOLD et al., 1998a, b).

EINLEITUNG -- Seite - 2 -

Es war Ziel der vorliegenden Arbeit zu klären, ob etablierte Untersuchungsverfahren bei

Kälbern mit enzootischer Bronchopneumonie durch die IOS sinnvoll ergänzt werden

können. Die Untersuchungen erfolgten dazu an Kälbern, die im Rahmen einer

klinischen Wirksamkeitsstudie zunächst gesund in der Klinik für Rinderkrankheiten

aufgestallt wurden und während der folgenden Tage zu einem hohen Prozentsatz – wie

in der Praxis üblich – mit einer respiratorischen Symptomatik erkrankten. Dieser Ansatz

ermöglichte es, die Befunde der Tiere während des gesamten Krankheitsgeschehens zu

erfassen.

Im einzelnen wurden folgende Fragen im Rahmen dieser Arbeit untersucht:

1. Läßt sich die klinische Befunderhebung bei Kälbern mit enzootischer Broncho-

pneumonie durch Anwendung der Impulsoszilloresistometrie sinnvoll erweitern ?

2. Wie ändern sich die verschiedenen IOS-Parameter im Verlauf einer für Kälber

typischen Atemwegserkrankung ?

3. Sind Korrelationen zwischen dem klinischen Bild, Ergebnissen der arteriellen

Blutgasanalysen, Ventilationsgrößen und IOS-Parametern bei Kälbern nachweisbar ?

2. SCHRIFTTUM Seite- 3 -

2. SCHRIFTTUM

2.1. Enzootische Bronchopneumonie der Kälber

Die enzootische Bronchopneumonie ist die wirtschaftlich bedeutendste

Atemwegserkrankung von Rindern. Sie tritt gehäuft bei Kälbern im Alter zwischen zwei

Wochen und sechs Monaten auf, wobei Kälber in der fünften und sechsten Lebenswoche

am häufigsten betroffen sind (AMES, 1997; BOWLAND u. SHEWEN, 2000). Grundsätzlich

wird unterschieden zwischen (a) enzootischen Pneumonien, die sich als akute

Atemwegsinfektionen äußern, (b) systemischen Pasteurellosen mit perakut-

septikämischem Verlauf sowie (c) atypischen, chronischen Pneumonien (STAMP et al.,

1955; GILMOUR, 1978; JONES u. GILMOUR, 1983).

Die enzootische Bronchopneumonie der Kälber gilt als Faktorenerkrankung. Ursachen

des gehäuften Auftretens von Pneumonien sind:

• Faktoren, die sich aus dem Stallbau ergeben (z.B. ungünstiges Stallklima bzw.

Luftführung),

• Fehler im Management (z. B. unsachgemäße Fütterung, Transportstreß, mangelhafte

Stallhygiene und das Zusammenbringen von Tieren aus verschiedenen Beständen

auf engem Raum („Crowding”), die zu einer Immunsuppression führen (TAOUDI et

al., 1983; JOHNSON, 1985; KANDLER, 1989),

• ein hoher Infektionsdruck sowie

• ein ungenügender spezifischer Immunschutz der Tiere infolge einer nicht

ausreichenden und/oder nicht adäquaten Versorgung der Kälber mit Kolostralmilch

(WITTUM et al., 1995; PERINO et al., 1996).


2.1.1. Pathogenese

Die Pathogenese der enzootischen Bronchopneumonie ergibt sich – ausgehend von den

Besonderheiten der Lungenfunktion beim Rind - aus der Interaktion zwischen

unbelebten bzw. belebten Krankheitsursachen und dem respiroprotektiven System.

2.1.1.1. Anatomische und physiologische Besonderheiten der Lunge des

Rindes

Im Unterschied zur Lunge der Fleischfresser und Pferde ist bei der Lunge des Rindes

eine ausgeprägte Läppchenzeichnung auffällig (NICKEL et al., 1987), die auf den hohen

Anteil des interstitiellen Bindegewebes zurückzuführen ist. Es ergeben sich aufgrund

dieser bindegewebigen Septen einzelne Segmente, die Lobuli pulmonis. Jedes dieser

Lungensegmente repräsentiert eine makroskopisch-anatomisch abgrenzbare Einheit des

Lungenparenchyms und wird durch einen Bronchus belüftet, dem die zugehörigen

Blutgefäße anliegen. Vorteilhaft ist diese ausgeprägte Segmentierung der Lunge

insofern, als infektiöse Prozesse räumlich gut voneinander abgegrenzt bleiben.

Nachteilig ist demgegenüber, daß die Obstruktion eines Bronchus dazu führt, daß das

betreffende Segment vermindert oder – im Extremfall – nicht mehr belüftet wird. Die

beim Rind häufig vorkommenden Atelektasen lassen sich dadurch ebenso erklären wie

die fehlende Kollateralventilation (REINHOLD, 1997c).

Zusätzlich ist die Lamina muscularis der Lungengefäße bei Rindern (und Schweinen)

deutlich stärker entwickelt als bei Pferden, Fleischfressern und Schafen. Die bei einer

alveolären Hypoxie ausgelöste Vasokonstriktion (Euler-Liljestrand-Reflex) ist somit bei

Rindern ausgeprägter als bei anderen Haustierspezies (ROBINSON, 1997). Dies ist

vorteilhaft für das Tier, solange nur relativ geringe Anteile der Lunge von der Hypoxie

betroffen sind; handelt es sich demgegenüber um eine generalisierte Hypoxie (z. B.


Atmung in Höhenlagen), so endet die hypoxische Vasokonstriktion in einer pulmonalen

Hypertonie, vermehrter Arbeit des rechten Herzens, einem Cor pulmonale und

schließlich in Ödemen vor allem im Bereich von Triel und Kehlgang aufgrund des

Rückwärtsversagens des rechten Herzens („Brisket disease”; BLAKE, 1968; NAEIJE,

1997).

Von VEIT und FARRELL (1978) wird die im Vergleich zu anderen Haustieren geringe

Kapillardichte und die geringe am Gasaustausch beteiligte alveoläre Oberfläche der

Rinderlunge hervorgehoben. Entsprechend ist die Ventilationsrate in Ruhe beim Rind

etwa dreifach höher als beim Pferd, so daß mit der inspirierten Luft mehr

Infektionserreger

und Staubpartikel pro Zeiteinheit aufgenommen werden.

Schließlich ist die Compliance des Thorax beim Kalb geringer als bei anderen

vergleichbar großen Jungtieren (SLOCOMBE et al., 1982); die Autoren erklären damit

eine geringe Residualkapazität und das häufige Auftreten von Atelektasen bei Kälbern.

2.1.1.2. Das respiroprotektive System

Das respiroprotektive System ergibt sich einerseits aus Mechanismen, die insbesondere

im Bereich der oberen Atemwege Bedeutung haben und andererseits aus Mechanismen,

die vor allem im alveolären Bereich eine Rolle spielen.

2.1.1.2.1. Die mucociliäre Clearance

Die Tracheobronchalschleimhaut wird durch eine zweireihige Schicht hochprismatischer

kinocilientragender Zellen gebildet („Flimmerepithel”). Zwischen diesen Epithelzellen

liegen mucussezernierende Gobletzellen, deren Dichte von der Luftröhre zu den

Bronchien abnimmt, sowie andere apocrine Drüsenzellen. Der Schleim wird durch die


Cilienschläge in Richtung Kehlkopf transportiert (mit einer Geschwindigkeit von ca. 15

mm/min) und schließlich abgeschluckt oder abgehustet. Mit dem Schleim werden

Staubpartikel und in der Luft suspendierte Mikroorganismen abtransportiert

(„mucociliäre Clearance“). Unter physiologischen Bedingungen gelangen Partikel mit

mehr als 10 µm Durchmesser bereits vor der Bifurkation, Partikel mit 3-10 µm Größe

hingegen aufgrund der verzögerten Sedimentation erst in den Stamm- und

Segmentalbronchen in den Tracheobronchalschleim. Lediglich Partikel, die kleiner als 3

µm sind, verbleiben zumindest teilweise in den respiratorischen Bronchuli und den

Alveolen.

2.1.1.2.2. Die alveoläre Clearance

Die alveoläre Clearance ergibt sich aus der Phagozytoseaktivität von

Alveolarmakrophagen. Diese entwickeln sich aus Monocyten, die aus einer Blutkapillare

durch das Alveo-larepithel in die Alveole migrieren. Teilweise erfolgt auch eine

Aufnahme von gelösten Partikeln durch das Alveolarepithel in das Blut bzw. in den

interstitiellen Raum, aus welchem Partikel über terminale Lymphgänge in das

Lymphsystem gelangen können. Unlösliche Partikel, die nicht phagozytiert werden,

können eine lokale Reaktion hervorrufen, die zu einer bindegewebigen Sequestration

innerhalb der Lunge führt (wie z.B. bei Asbestose).

Zu den spezifischen Abwehrmechanismen der Lunge gehört ferner das dimerische

Immunglobulin A, welches aus den Plasmazellen stammt, die der Schleimhaut

angelagert sind. Bei Virusinfektionen spielt Interferon eine wichtige Rolle, welches im

Schleimhaut-immunsystem des Respirationstrakts gebildet wird (KIMMAN et al., 1993).

Beim Immunsystem des Respirationstrakts des Rindes sollen darüber hinaus δ-κ-T-

Lymphozyten eine Rolle spielen, die sich in den Schleimhautzellen befinden. Diese

cytotoxischen Zellen treten auch im peripheren Blut und im Bereich anderer

Schleimhäute auf (KIMMAN et al., 1993; PERINO, 1997).


2.1.1.2.3. Interaktionen zwischen unbelebten bzw. belebten

Krankheitsursachen und respiroprotektivem System

Mängel im Stallklima repräsentieren die wichtigste unbelebte Ursache von

Atemwegserkrankungen. Neben Lufttemperatur, relativer und absoluter Luftfeuchte

sowie der Luftströmungsgeschwindigkeit können Schadgase (Ammoniak, Methan,

Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff) und Staubpartikel die Schleimhaut des

Respirationstrakts irritieren; hohe Staubkonzentrationen begünstigen außerdem

Infektionen aufgrund ihrer Bedeutung als Vektoren für Mikroorganismen (GROTH, 1988;

AWAD-MASALMEH u. KÖFER, 1993). Schließlich induzieren Streßsituationen (z. B. durch

Transport, mangelhafte Stallhygiene, hohe Belegungsdichte sowie Crowding) eine

verminderte Aktivität der phagozytierenden Zellen und der Immunreaktionen.

Unabhängig von der auslösenden Ursache entwickelt sich eine Suppression der

zellulären und humoralen Abwehrmechanismen und ggf. eine katarrhalische

Entzündung. Daraus ergeben sich Bedingungen, die eine virale Primärinfektion und

damit die Beteiligung belebter Faktoren begünstigen. Insbesondere die Kombination von

hohem Infektionsdruck, hoher Belegdichte und ungünstigen Stallklimaverhältnissen

begüngstigt eine hohe Inzidenz von Pneumonien (MOSIER, 1997). Virale Infektionen

schwächen vor allem nicht-zellgebundene Abwehrfunktionen der Schleimhäute

(Lysozyme, Lactoferrin, Komplementsystem, Immunglobuline); bestimmte Viren (BRSV,

PI-3, BHV-1) hemmen darüber hinaus direkt die Aktivität von Alveolarmakrophagen und

neutrophilen Granulozyten (BICKERT et al., 1985; PANUSKA et al., 1990; ADAIR et al.,

1992).

Die meisten bakteriellen Erreger der enzootischen Bronchopneumonie werden obligat

und nahezu ubiquitär im Respirationstrakt des Rindes gefunden. Unter normalen

Bedingungen ist ihre Präsenz von geringer Bedeutung; dies ändert sich in

Streßsituationen, die die übermäßige Vermehrung der Bakterien begünstigen. Hingegen

ist bisher unklar, wie Pasteurella haemolytica die Schleimhäute des Respirationstraktes


besiedelt, da dieser Erreger nur selten bei gesunden Tieren isoliert werden konnte

(FRANK u. SMITH, 1983; FRANK, 1986).

2.1.2. Ätiologie

Die enzootische Bronchopneumonie wird als Faktorenerkrankung durch unterschiedliche

virale und bakterielle Erreger (Tab. 1) in Verbindung mit unbelebten Faktoren

verursacht. Das bovine respiratorische Syncytialvirus (BRSV), das bovine Herpesvirus-1

(BHV-1) und Pasteurellen können demgegenüber monokausal unabhängig von den

Begleitumständen spezifische Krankheitsbilder auslösen (s. u.); im engeren Sinne

gehören sie insofern nicht zu den Erregern der enzootischen Bronchopneumonie. In der

Praxis jedoch macht eine derartige Unterscheidung wenig Sinn, da zunächst das

klinische Bild im Vordergrund steht. Es wird deshalb auch von „bovine respiratory

disease“ (MUSSER et al., 1996), „undifferentiated bovine respiratory disease“ (HOAR et

al., 1998) oder „undifferentiated fever“ (JIM et al., 1999) gesprochen, wobei unter

diesem Terminus auch die durch spezifische Krankheitserreger verursachten

Erkrankungen subsummiert werden.

Wichtige virale Erreger von Atemwegsinfektionen sind somit das Parainfluenza-3-Virus

(PI-3), das bovine respiratorische Syncytialvirus (BRSV) und der Erreger der bovinen

Virusdiarrhoe. Darüber hinaus wurden auch Coronaviren, Reoviren, Rhinoviren,

Enteroviren und bovine Adenoviren nachgewiesen (BRYSON, 1985; AMES 1997;

BOWLAND u. SHEWEN, 2000). Insbesondere das bovine Herpesvirus-1 (BHV-1) und das

Parainfluenza-3-Virus sollen für primäre Läsionen im Respirationstrakt verantwortlich

sein (SHOO, 1989); in mehreren Untersuchungen wurde das BRS-Virus als das häufigste

Virus bei Ausbrüchen von enzootischen Bronchopneumonien nachgewiesen (BAKER et

al., 1986; SIVULA et al., 1996).

Auch das BVD-Virus wird oft aus Lungen pneumoniekranker Kälber isoliert (REGGIARDO,

1979; RICHER et al., 1988; BOWLAND u. SHEWEN, 2000). Sowohl der cytopathogene


als auch der nicht-cytopathogene Biotyp können eine relativ leichte Pneumonie

induzieren; Tiere, die mit cp72 infiziert wurden, entwickelten jedoch nach sekundärer

Infektion mit Pasteurella haemolytica eine deutlich schwerere klinische Symptomatik als

Kälber, die mit ncp 2724 infiziert worden waren (POTGIETER, 1997).

Bakterielle Infektionen entwickeln sich in den meisten Fällen nach einer viralen Pri-

märinfektion, Streßsituationen oder unter dem Einfluß anderer prädisponierender

Faktoren (BRYSON et al., 1985; HAZIROGLU, 1997). Pasteurellen, und zwar vornehmlich

Pasteurella haemolytica Serotyp 1, werden andererseits auch für Pneumonien ohne

virale Primärinfektionen und Streßfaktoren verantwortlich gemacht (GIBBS, 1985).

Zu den wichtigsten bakteriellen Erregern gehören Pasteurella haemolytica serotyp A1,

Pasteurella multocida, Hämophilus somnus, Clamydien und Mykoplasmen (HAZIROGLU

et al., 1997; AMES, 1997; MOSIER, 1997). Pasteurella haemolytica wird als der Erreger

mit der höchsten Virulenz angesehen und am häufigsten aus der Lunge von Kälbern

isoliert, die an der enzootischen Bronchopneumonie verendet sind (FRANK, 1979;

YATES, 1982). Bei den Mycoplasmen sollen vor allem Mycoplasma bovis und

Mycoplasma dispar als primär pathogene Erreger eine wichtige Rolle spielen (BRYSON,

1985; ADEGBOYE et al., 1996; VIRTALA et al., 1996). Dabei wird eine synergistische

Beziehung zwischen Mycoplasma spp. und Pasteurella haemolytica in Betracht gezogen

(HOUGHTON, 1983; HAZIROGLU et al., 1997; BRYSON, 1997).

WELLEMANNS et al. (1985) untersuchten 110 Lungen von Kälbern, die an akuten

Pneumonien verendet waren. Bei 32 % der Kälber wurden Salmonellen nachgewiesen

(17 % S. typhimurium, 15 % S. dublin). Bei 31 % der Tiere wurden Viren nachgewiesen

(BRSV 10 %, PI-3 10 %, BHV-1 6 %, BVD/MD 5 %). Mischinfektionen wurden bei 7

Kälbern nachgewiesen. Bei 43 % der sezierten Lungen konnten keine Erreger

nachgewiesen werden.

TAOUDI et al. (1983) wiesen demgegenüber bei bakteriologischen Untersuchungen von

Kälbern, die im Zusammenhang mit einer Bronchopneumonie verendet waren, in 49 %


Tab. 1: Übersicht über Erreger, die an der Entstehung der enzootischen Bronchopneumonie der Kälber beteiligt sind

Erreger Familie Gattung Bedeu-tung

Pathomorphologie Besonderheiten Referenzen

Pasteurella hämolytica

+++ Akute exsudative Pneumonie Akute fibrinonekrotische Pleuropneumonie Pleuropneumonie mit fibrinöser Exsu-dation

HOUGHTON, 1983 GONZALES et al., 1993 SHOO, 1987 MOSIER, 1995 MOSIER, 1997 HAZIROGLU et al., 1997

Pasteurella multocida

+++ Subakute bis chronische fibrinopurulente Bronchopneumonie, auch exsudative Formen

SHOO, 1987 MOSIER, 1997 HAZIROGLU et al., 1997

Pasteurella-ceae

Hämophilus somnus

+++ Fibrinopurulente Bronchponeumonie mit fibrinöser Pleuritis, interstitieller Entzündung und Exsudation

MOSIER, 1997 HAZIROGLU et al, 1997

E.coli ++ Akute interstitielle Pneumonie Hämatogene Ausbreitung möglich (Sepsis)

TAOUDI et al., 1983

Salmonella typhimurium

++ Hepatisation mit eitrigen Herden; selten Emphyseme Akute interstitielle Pneumonie

Hämatogene Ausbreitung möglich (Sepsis)

WELLEMANS et al., 1985 MOSIER, 1997

Enterobacte-riaceae

Salmonella dublin

+ Akute interstitielle Pneumonie Hämatogene Ausbreitung möglich (Sepsis)

WELLEMANS et al., 1985 MOSIER, 1997

Pseudomo-nadaceae

Pseudomonas aeruginosa

+ Eitrig-nekrotisierende Pneumonien zusammen mit anderen Erregern

TAUODI et al., 1983

Streptokokken + Subakute purulente Bronchopneumo-nie

TAOUDI et al., 1983 Micrococca-ceae

Actinomyces pyogenes

+ Chronische fibrinopurulente Bronchopneumonie

Häufig sekundärer Erreger

TAOUDI et al., 1983 AMES, 1997

Bakterien

Chlamydia-ceae

Chlamydien + Subakute interstitielle Pneumonie wird gelegentlich isoliert

MOSIER, 1997


Fortsetzung Tab. 1: Übersicht über Erreger, die an der Entstehung der enzootischen Bronchopneumonie der Kälber beteiligt sind

Erreger Familie Gattung Bedeu-tung

Pathomorphologie Besonderheiten Referenzen

Mykoplasma bovis

++ Bronchitis, Broncholyse, Bronchopneumonie Histologisch „cuffing-Pneumonia“, d. h. komprimierende peribronchale Anhäufung von Histiozyten und Lymphozyten

Wahrscheinlich Synergismus mit P. haemolytica; wird oft bei chronischen Pneumonien isoliert

MOSIER, 1997 Bakterien

Mykoplasma-tales

Mykoplasma dispar

++ Bronchitis, Broncholyse, Bronchopneumonie

Häufig zusam-men mit anderen Erregern

MOSIER , 1997

Parainfluenza-3-Virus

++ Entzündliche Veränderungen der oberen Atemwege; Interstitielle Pneumonie

Milde Erkrankun-gen, zusammen mit anderen Er-regern schwere Pneumonien

KAPIL, 1997 RANDALL, 1997

Paramyxoviri-dae

BRS-Virus +++ Atypische interstitielle Pneumonie Milde und schwere Verlaufsform

BAKER et al., 1997

Picornaviridae Rhinoviren + Geringgradige respiratorische Symptome, leichtes Fieber

AMES, 1997 WAGNER et al., 1978

Reoviridae Reoviren + Geringgradige respiratorische Symptome

BRYSON, 1985 WAGNER et al., 1978

Herpesviridae BHV-1 Sekundäre Bronchopneumonien

Viren

Flaviviridae Pestivirus BVD

(+) Interstitielle Pneumonie Häufig in Verbindung mit P. haemolytica

POTGIETER, 1997


der Fälle E. coli, bei 18 % Pasteurella multocida und in 16 % der Lungen Pasteurella

haemolytica nach. Vereinzelt wurden außerdem Actinomyces pyogenes, β-

hämolysierende Streptokokken, Pseudomonas aeruginosa und Klebsiellen nachgewiesen

(TAOUDI et al., 1983; AMES, 1997).

2.1.2.1. Bovines respiratorisches Syncytialvirus (BRSV)

Das bovine respiratorische Syncytialvirus gehört zur Gattung der Pneumoviridae aus der

Familie der Paramyxoviridae. Das BRS-Virus ist auf der ganzen Welt verbreitet, der

Durchseuchungsgrad beträgt sowohl in Europa als auch in Amerika 65-81 % (BAKER,

1985; AMES, 1993). Die Virusübertragung erfolgt aerogen. Die Inkubationszeit beträgt 3

bis 5 Tage (BELKNAP, 1993). Die Morbidität schwankt zwischen 60-80 %, die

Mortalitätsraten liegen zwischen 0 und 20 % (VAN DER POEL, 1995). BRSV-Infektionen

treten gehäuft im Herbst und im Winter auf. Streß, wie z. B. durch Umstallen der Rinder,

Crowding und Temperaturschwankungen, begünstigt die Krankheitsausbrüche. BRSV-

Infektionen treten zwar prinzipiell bei Rindern aller Altersgruppen auf, am häufigsten

sind jedoch Kälber bis zu einem Alter von sechs Monaten betroffen (BRYSON, 1978;

KIMMAN, 1988; GERSHWIN et al., 2000).

Klinisch wird zwischen einer gutartig-milden und einer bösartigen Verlaufsform

unterschieden. Bei der gutartig verlaufenden Form der BRSV erholen sich die Tiere nach

leichten respiratorischen Symptomen innerhalb von 2-3 Tagen wieder (BAKER et al.,

1997). Die schwere Verlaufsform ist dadurch charakterisiert, daß die Tiere anfangs

verminderte Freßlust und Abgeschlagenheit zeigen; der Nasenausfluß ist zunächst serös

bis mukös und die Atemfrequenz gering, später stark erhöht. Später können die Tiere

eine exspiratorische Dyspnoe entwickeln, teilweise mit Maulatmung einhergehend.

Aufgrund der hochgradigen Dyspnoe verweigern einige Tiere die Tränke (BAKER et al.,

1997; GERSHWIN et al., 2000).


Histopathologisch findet man eine atypische, interstitielle Pneumonie (BRYSON, 1993;

BAKER, 1997), die sich ausgehend von den Spitzenlappen ausbreitet. In schweren Fällen

liegt ein hochgradiges Lungenödem und Lungenemphysem vor. Sekundäre bakterielle

Infektionen manifestieren sich als fibrinöse Bronchopneumonien. Die Lymphknoten im

Mediastinum und in den Bronchen erscheinen vergrößert und ödematös.

Die Diagnose erfolgt aus Schleimhautzellen des Respirationstrakts oder Organmaterial

mit Hilfe der direkten Immunfluoreszenzmikroskopie. Bei der Entnahme von

Nasentupfern ist darauf zu achten, daß sich Schleimhautzellen am Tupfer befinden;

entsprechende spezielle Tupfersysteme wurden entwickelt (KAPIL u. BASARABA, 1997).

2.1.2.2. Infektiöse bovine Rhinotracheitis

Die Infektion des Rindes mit dem Bovinen Herpes-Virus Typ 1 (BHV-1) ist eine

kontagiöse, akute, in der Bundesrepublik Deutschland anzeigepflichtige Infektion mit

einem Virus aus der Familie der Herpesviridae (Subfamilie Alphaherpesviridae, Genus

Varicellovirus, Spezies Bovines Herpesvirus Typ 1). Das BHV-1 ist weltweit verbreitet.

Der Erreger wird entweder durch latent infizierte Rinder oder durch Tiere im

Virämiestadium in die Bestände eingeschleppt. Haupteintrittspforte für die

respiratorische IBR-Infektion ist die Nasenhöhle; die genitale Infektion erfolgt durch den

Deckakt (VAN OIRSCHOT et al., 1993). IBR-Infektionen breiten sich innerhalb von 2-4

Wochen in der gesamten Herde aus. Die Symptome reichen von milden Erkrankungen

des Respirationstrakts bis zu schweren Bronchopneumonien nach Sekundärinfektionen,

wobei die Mortalitätsrate dann 10 % betragen kann.

Bei der Erkrankung des Respirationstraktes kommt es nach einer Inkubationszeit von 2-

6 Tagen zu Fieber mit einer Körpertemperatur zwischen 40°C und 42°C, gestörtem

Allgemeinbefinden, hochgradig geröteter Nasenschleimhaut - meist mit weißlichen

Belägen und serösem bis mukopurulentem Nasenausfluß -, Lakrimation und

Konjunktivitis. Ohne bakterielle Sekundärinfektionen beschränkt sich die Erkrankung auf


den oberen Respirationstrakt und heilt in der Regel innerhalb von 14 Tagen aus.

Meistens infizieren sich Tiere, die älter als sechs Monate alt sind, nachdem maternale

Antikörper nicht mehr vorhanden sind (KAPIL UND BASARABA, 1997). Der Schweregrad

der Erkrankung hängt vom Virusstamm, vom Immunstatus und vom Alter des Tieres ab

(KAPIL und BASARABA, 1997). Bei neugeborenen Kälbern kann es zu einer

systemischen Form der Erkrankung kommen, die im späten Trächtigkeitsstadium oder

kurz nach der Geburt infiziert werden; die Mortalitätsrate beträgt 10 – 30 % (KAPIL UND

BASARABA, 1997). Neben der klinischen Manifestation einer BHV-Infektion treten

lebenslang andauernde, für Herpesviren charakteristische, latente Infektionen auf. Das

Virus persistiert dann in Nervenzellen und in Zellen des Haut- und Schleimhautepithels;

bei Streß und/oder Krankheit kann eine erneute Virusauscheidung erfolgen (KUTISH et

al., 1990)

2.1.3. Pathomorphologische Veränderungen bei Kälbern mit

enzootischer Bronchopneumonie

Pathomorphologisch wird bei Virusinfektionen zumeist lediglich eine interstitielle

Pneumonie beobachtet (GERSHWIN et al., 2000); bei bakterieller Sekundärinfektion

findet man in der Regel katarrhalisch-purulente alveoläre Herdpneumonien; die Prozesse

entstehen dabei multizentrisch im Lungenparenchym als zunächst kleine Verdichtungen,

die sich anschließend vergrößern (ALLAN et al., 1985; DAOUST, 1989). Zunächst sind

die cranio-ventralen Lungenabschnitte betroffen; die Prozesse können sich später auch

im Bereich der Hauptlappen ausbreiten.

Charakteristische pathomorphologische Veränderungen bei Tieren nach Infektionen mit

Pasteurella haemolytica sind fibrinöse Pleuropneumonien (WHITELEY et al., 1992). Für

die pathologisch-anatomischen Prozesse spielen charakteristische Wechselwirkungen

von Pasteurella haemolytica mit dem lokalen Abwehrsystem, den Alveolarmakrophagen

und neutrophilen Granulozyten eine besondere Rolle (ALLAN et al., 1985; DUNGWORTH


et al., 1993). Pasteurella multocida scheint hingegen weniger pathogen als Pasteurella

haemolytica; zur Auslösung einer Primärinfektion wird eine deutlich höhere

Infektionsdosis benötigt (AMES et al., 1985). Bei Infektionen mit Pasteurella multocida

steht eine fibrinöse Bronchopneumonie im Vordergrund, die zumeist weniger stark

ausgeprägt ist als die durch P. haemolytica verursachten Pleuropneumonien.

Eine Infektion mit Haemophilus somnus kann auch primär eine Pneumonie verursachen,

H. somnus wird jedoch bei Mischinfektionen meist zusammen mit Pasteurellen isoliert

(ANDREWS et al., 1985).

Mykoplasmen verursachen beim Kalb Bronchitiden, Bronchopneumonien mit

lymphozytären Entzündungen und Koagulationsnekrosen bei länger bestehender

Erkrankung (DUNGWORTH et al., 1993; WALKER et al., 1995); die wichtigsten

pathogenen Vertreter aus dieser Gattung sind dabei M. bovis, M. dispar und M.

bovirhinis. Immunsuppressive Eigenschaften von Mykoplasmen wurden nachgewiesen,

die genauen Mechanismen der Pathogenese sind jedoch noch unklar (MOSIER et al.,

1997).

HAZIROGLU et al. (1997) untersuchten pathologisch-bakterologisch die Lungen von 100

Tieren, die an der enzootischen Bronchopneumonie erkrankt waren. Histologisch waren

bei 79 Kälbern proliferativ-exsudative Pneumonien und bei 21 Kälbern nur proliferative

Pneumonien festzustellen. Zwischen dem Auftreten von exsudativen Entzündungen und

der Präsenz von Pasteurella haemolytica und Pasteurella multocida gab es eine

hochsignifikante Beziehung.

2.1.4. Klinischer Verlauf

Als “Viruspneumonie” wird allgemein die Bronchopneumonia catarrhalis et Pneumonia

interstitialis acuta bezeichnet (WIZIGMANN, 1976). Diese ist charakterisiert durch


erhöhte Körpertemperatur (40,5 - 41,5 °C), serösen Nasen- und Augenausfluß, Tachy-

pnoe, inspiratorische Dyspnoe und Husten. Es handelt sich um eine meist relativ mild

verlaufende Erkrankung, bei der vor allem die Bronchien und die oberen Atemwege

betroffen sind und die sich entsprechend durch Rhinitis, Tracheitis und Bronchitis

manifestiert. Diese leichteste Form der enzootischen Bronchopneumonie kann nach

rascher Entfieberung schon innerhalb von 3-4 Tagen ohne Behandlung abklingen.

Bei einer bakteriellen Sekundärinfektion mit katarrhalisch bis purulenter

Bronchopneumonie sind die Kälber inappetent und niedergeschlagen; der Nasenausfluß

erscheint mucös, und die Tiere leiden unter trockenem Husten. Die Körpertemperatur

schwankt um 40 °C. Die Atemfrequenz ist erhöht, wobei auskultatorisch mittel- bis

hochgradige, inspiratorische und exspiratorische Nebengeräusche vor allem

tracheobronchial nachweisbar sind (ROSENBERGER, 1990). Der Atemtyp ist costo-

abdominal bis abdominal. Bei hochgradig erkrankten Tieren kann Maulatmung auftreten;

die Herz-Kreislauf-Funktion ist dann massiv gestört. Eine Restitutio ad integrum ist zwar

möglich, erfordert jedoch eine massive, konsequente und ausreichend lange Therapie.

Die cranio-ventralen Lungenabschnitte sind zunächst herdförmig betroffen; die Prozesse

können sich später über nahezu das gesamte Lungenparenchym ausbreiten.

Bei inkonsequenter oder ausbleibender Behandlung sowie persistierenden Noxen

schreitet die Allgemeininfektion fort und die Erkrankung kann chronisch werden. Die

Körpertemperatur schwankt zwischen fieberhaften und subfebrilen Temperaturen; die

Tiere sind inappetent, apathisch, husten häufig und leiden in der Mehrzahl unter

exspiratorischen Dyspnoen. Selbst bei intensiver Therapie werden die Kälber sehr häufig

zu Kümmerern. Pathologisch-anatomisch findet man bei derartigen Patienten eine

fibrinöse Bronchopneumonie und/oder fibrinöse Pleuropneumonie mit roter und grauer

Hepatisation bis zur Lysis (ALLAN et al., 1985; HAZIROGLU et al., 1997).


2.1.5. Blutgasanalysen bei Kälbern mit Bronchopneumonie

Die adäquate Aufnahme von Sauerstoff aus der Alveolarluft in das venöse Blut bzw. die

Abgabe des Kohlendioxids in entgegengesetzte Richtung ist an mehrere

Voraussetzungen gebunden (ROBINSON, 1997):

• die ausreichende Belüftung der Lunge (Ventilation),

• eine adäquate Verteilung der Luft innerhalb der Lunge (Distribution),

• eine funktionierende Durchblutung der Lunge (Perfusion),

• eine ausreichende Transportkapazität für die Atemgase, die bei schwerer Anämie

oder Hypovolämie u. U. nicht vorhanden ist,

• eine möglichst geringe Barriere zwischen Alveole und Blut bzw. Blut und Gewebe

(Diffusion),

• eine situationsgerechte Anpassung von Ventilation und Perfusion (Rhythmogenese).

Die Analyse der Blutgase im arteriellen Blut ermöglicht eine Einschätzung des Umfangs

bzw. der Bedeutung einer Ventilationsstörung. Vergleicht man die Ergebnisse

verschiedener Studien zu den Normalwerten gesunder Holstein-Friesian-Kälbern im Alter

von 2-6 Wochen, so liegt der mittlere pO2 bei 9,8 – 12,5 kPa, der mittlere pCO2 bei 5,4 –

6,4 kPa, die alveolo-arterielle pO2-Differenz bei 1,6 – 3,1 kPa, der Blut-pH bei 7,37 –

7,44 und die Sauerstoffsättigung bei etwa 95 % (DONAWICK u. BAUE, 1968; KIORPES

et al., 1978; LEKEUX et al., 1984; SCHÄFER et al., 1992; REINHOLD u. FÖDISCH, 1993).

2.1.5.1. Respiratorische Partial- und Globalinsuffizienz

Bei lungenkranken Kälbern manifestiert sich eine Ventilationsstörung zunächst durch

einen verminderten pO2 im arteriellen Blut, während die Abgabe des Kohlendioxids

aufgrund dessen drastisch höherer Löslichkeit und entsprechend besseren

Diffusionsvermögens noch nicht gestört ist. Die resultierende Hypoxämie in Verbindung

mit einer Normokapnie wird als respiratorische Partialinsuffizienz bezeichnet


(TAMMELING et al., 1980; SCHOLZ et al., 1987). Bereits im Anfangsstadium einer

akuten katarrhalischen Bronchopneumonie ist bei 48 % der Kälber eine respiratorische

Partialinsuffizienz nachweisbar (SCHÄFER et al., 1992); bei schwer erkrankten Kälbern

wurden im arteriellen Blut von über 90 % der Tiere weniger als 70 mm Hg für den pO2

gemessen (SCHOLZ et al., 1987).

Der Kohlendioxidpartialdruck ist erst in späteren Stadien von respiratorischen

Erkrankungen erhöht (TAMMELING u. QUANJER, 1980); eine Hypoxämie in Verbindung

mit einer Hyperkapnie ist charakteristisch für eine respiratorische Globalinsuffizienz. Bei

pneumoniekranken Kälbern der Rasse „Schwarzbuntes Milchrind“ im Alter von sechs

Wochen war ein Abfall des pO2 von 11,0 auf 9,8 kPa sowie ein Anstieg des pCO2 von 6,4

auf 7,4 kPa nachweisbar (REINHOLD u. FÖDISCH, 1993).

Die Sauerstoffsättigung ist ein Parameter, der erst bei schwerkranken Kälbern signifikant

abnimmt. Die sigmoide Form der Sauerstoffbindungskurve mit einem langen flachen

Endabschnitt kennzeichnet eine hohe Affinität des Sauerstoffs zum Hämoglobin selbst

bei nachhaltig vermindertem pO2 (ROBINSON, 1997).

2.1.5.2. Die alveolo-arterielle Sauerstoffpartialdruckdifferenz: Parameter

zur Einschätzung des Schweregrads einer Ventilationsstörung

Die alveolo-arterielle Sauerstoffpartialdruckdifferenz (AaDO2) ist neben dem pO2 der

empfindlichste Parameter zum Nachweis einer Ventilationsstörung (KLEIN u. DEEGEN,

1986). Die AaDO2 ergibt sich aufgrund von

• Ventilations-Perfusions-Inhomogenitäten,

• alveolärem Totraum bzw. venöser Beimischung und

• anatomischem Rechts-Links-Shunt.


Die dorsalen Lungenabschnitte werden weniger gut ventiliert und perfundiert als die

ventralen Abschnitte (PETRO u. KONIETZKO, 1986). Ursache dafür sind die Schwerkraft

sowie die Dehnung der oberen Lungenabschnitte durch das Eigengewicht der unteren

Abschnitte, die zu einer Versteifung der Alveolarwände im dorsalen Lungenparenchym

führt. Der vertikale Gradient ist für die Perfusion jedoch drastisch größer als für die

Ventilation; demzufolge nimmt die Perfusion nach ventral hin relativ stärker ab.

Auch in der Lunge gesunder Tiere gibt es somit dorsal hyperventilierte, nicht-

perfundierte Lungenbereiche; diese werden aufgrund des fehlenden Gasaustausches

auch als alveolärer Totraum bezeichnet (ROBINSON, 1997). Umgekehrt gibt es ventral

im Extremfall nicht-ventilierte, hyperperfundierte Lungenanteile. Auch hier kann kein

Gasaustausch stattfinden, so daß sich eine Zumischung nicht-arterialisierten und damit

venösen Blutes zum arteriellen Blut ergibt („venöse Beimischung“, „Rechts-Links-

Shunt“). Zwischen diesen durch die Schwerkraft bedingten extremen Bereichen nimmt

das Ventilations-Perfusions-Verhältnis von dorsal nach ventral ab. Das hat

Konsequenzen für den alveolären pO2: in der dorsalen Lunge ist die alveoläre

Sauerstoffkonzentration hoch, da nur wenig Sauerstoff ausreicht, um das Blut mit

Sauerstoff zu sättigen. Entsprechend ist der alveoläre pO2 hoch (viel Luft-wenig Blut). In

den ventralen Lungenanteilen ist es umgekehrt: der alveoläre pO2 ist niedrig, da viel

Sauerstoff benötigt wird, um das venöse Blut zu arterialisieren.

Die (relativ) hyperventilierten dorsalen Anteile des Lungenparenchyms haben einen

höheren Anteil an der gesamten Ausatmungsluft als die (relativ) hypoventilierten

ventralen Bereiche; entsprechend liegt der gemischt-alveoläre pO2 näher am pO2 der

hyperventilierten (dorsalen) Bereiche. Der arterielle pO2 liegt demgegenüber näher am

pO2 der (relativ) hyperperfundierten ventralen Bereiche als an dem der (relativ)

hyperventilierten, jedoch (relativ) hypoperfundierten ventralen Bereiche. Demzufolge

liegt der gemischt-arterielle pO2 niedriger als der gemischt-alveoläre pO2, es ergibt sich

demnach eine AaDO2 bereits beim gesunden Tier mit ungestörter Ventilation (PETRO u.

KONIETZKO, 1986).


Schließlich wird die AaDO2 beeinflußt durch den Anteil des Bronchialvenenblutes, der der

Versorgung des pulmonalen Bindegewebes dient und deshalb mit Alveolen ohnehin

nicht in Berührung kommt („Vasa privata“; „nutritives Blut“; „anatomischer Rechts-Links-

Shunt“). Dieses sogenannte nutritive Blut macht etwa 2 % des Herzzeitvolumens aus

(ROBINSON, 1997).

Die Bestimmung der AaDO2 (PETRO u. KONIETZKO, 1986) beruht auf der Überlegung,

daß - angesichts eines konstanten Stickstoffanteils in der wasserdampfgesättigten

Alveolarluft - die Summe von pO2 und pCO2 in der Alveolarluft konstant ist. Die

Berechnung der AaDO2 ergibt sich aus

AaDO2 [mm Hg] = ( Barometerdruck [mm Hg] – 47 [mm Hg Partialdruck von Wasser] )

* 0,2095 [Anteil des Sauerstoffs in der inspirierten Luft] – arterieller pCO2 [mm Hg].

Diese Abschätzung geht von folgenden Prämissen aus:

• der alveoläre pCO2 entspricht näherungsweise dem arteriellen pCO2,

• der pCO2 in der inspirierten Luft kann vernachlässigt werden, und

• die Auswirkungen eines unterschiedlichen respiratorischen Quotienten auf den

alveolären pCO2 sind quantitativ unerheblich.

Während der pO2 unmittelbar vom Barometerdruck und der Höhenlage des Meßplatzes

abhängig ist, wird die AaDO2 von diesen Faktoren nicht beeinflußt. Die AaDO2 erlaubt

deshalb bessere Vergleiche zwischen den Ergebnissen unterschiedlicher Arbeitsgruppen

hinsichtlich der Einschätzung von Ventilations-Perfusions-Inhomogenitäten (KLEIN u.

DEEGEN, 1986) .

2.1.6. Therapie

Die Bekämpfung der enzootischen Bronchopneumonie ist aufgrund der komplexen

Ätiologie schwierig. Anzustreben ist es, prophylaktische Maßnahmen in den Vordergrund

zu stellen; treten trotzdem Erkrankungsfälle auf, so sind die Tiere frühzeitig und intensiv

zu therapieren.


2.1.6.1. Antibiose

Wichtigstes Prinzip bei der Behandlung von Atemwegserkrankungen, insbesondere der

Bronchopneumonien, ist die Bekämpfung der bakteriellen Infektionserreger (Tab.2). Die

antibiotische Behandlung steht somit im Mittelpunkt aller therapeutischen Maßnahmen

(BLOOD u. RADOSTITS, 1989). Bei rechtzeitiger Erkennung und sofortigem Beginn der

Behandlung mit einem wirkungsvollen Antibiotikum bzw. Chemotherapeutikum tritt bei

85 bis 90 % aller betroffenen Tiere innerhalb von 24 Stunden eine nachhaltige

Besserung des Krankheitsbildes ein (BLOOD u. RADOSTITS, 1989). Die antibiotische

Therapie hat sich an den üblichen anerkannten Kriterien für den Einsatz von Antibiotika

(LÖSCHER et al., 1999) zu orientieren:

• anzustreben ist ein Erregernachweis mit Resistenztest vor Beginn der Medikation;

• sollte kein Resistenztest vorliegen, ist mit einem möglichst breit wirksamen

Antibiotikum zu behandeln; tritt innerhalb von zwei Tagen keine nachhaltige

Besserung ein, so ist das Medikament zu wechseln;

• die Medikation muß ausreichend lange erfolgen und sollte insbesondere auch

nach Abklingen des Fiebers und der respiratorischen Symptome über mindestens

zwei weitere Tage fortgeführt werden;

• Behandlungen sind sorgfältig zu dokumentieren.

Die gegenwärtig bei vielen Präparaten unbefriedigende Resistenzlage ist einer der

Gründe für das Ausbleiben befriedigender Therapieerfolge (KANDLER, 1989). Bei P.

multocida, die aus Lungen verendeter Kälber mit Bronchopneumonie isoliert wurden,

erwiesen sich die Erreger bei 67 % der untersuchten Proben als resistent gegenüber

den üblichen eingesetzten Antibiotika (LOTTHAMMER u. KLARMANN, 1999). Eine

wirkungsvolle Therapie von ausschließlich virusbedingten Erkrankungen steht nicht zur

Verfügung, scheint jedoch im Hinblick auf die relativ moderaten Krankheitssymptome

bei reinen Virusinfektionen auch nicht zwingend erforderlich.


Tab. 2 : Übersicht gängiger Antibiotika, die zur Behandlung der enzootischen Bronchopneumonie der Kälber eingesetzt werden (in Anlehnung an LÖSCHER et al., 1999)

Wirkstoffgruppe Wirkstoff Wirkungsspektrum Wirkungsmechanismus

Empfohlene Dosierung

Applika-tionsart

Besonderheiten

Makrolide Tilmicosinphosphat (Micotil )

Breitspektrum v.a. : P.multocida, P.hämolytica, St.aureus A.pyogenes Fusobacterium necrophorum

Bakteriostatisch (Hemmung der bakteriellen Proteinsynthese)

10 mg/kg einmalig

s. c. beim Kalb im übertherapeutischen Dosisbereich kardiovaskuläre Toxizität, Wartezeit 50 Tage

Chloramphenicolgruppe Florfenicol (Nuflor )

Breitspektrum Bakteriostatisch (Hemmung der bakteriellen Proteinsynthese)

20 mg/kg zweimal im Abstand von 48 h

i. m. Reduzierte Futteraufnahme ist Nebenwirkung von Behandlung

Fluochinolone Enrofloxacin (Baytril )

Breitspektrum Bakteriostatisch und bakterizid (Hemmung der DNA-Gyrase)

2,5 mg/kg über 5 Tage

oral s. c.

Vereinzelt gastrointestinale Störungen, knorpelschädigend (Hund, Katze, Mensch)

Cephalosporine Cefquinom (Cobactan ) Ceftiofur (Exenel )

Breitspektrum Bakterizid Störung der Glykosidstrangeinlage-rung in Zellwand→Lysis

1 mg/kg über 3 bis 5 Tage

i.m. ß-Laktamasestabil, sehr gute Wirkung gegen Pasteurellen, keine Behandlung von laktierenden Rindern mit Ceftiofur

Penicilline Amoxicillin (Clamoxyl , Synulox )

Breitspektrum Bakterizid Lysis durch Störung der Glykosidstrangein-lagerung in Zellwand

oral 5-10 mg/kg i. m. 10 mg/kg alle 12 h

oral i. m.

Aufgrund schlechter Resistenzlage Kombination mit Clavulansäure von Interesse

Tetracycline Oxytetracycline (Terramycin 100 )

Breitspektrum

Bakteriostatisch (Hemmung der Proteinsynthese)

5 mg/kg über 3-5 Tage

i. m. i. v. s. c.

Therapeutischer Wert durch weit verbreitete Resistenzen stark eingeschränkt


2.1.6.2. Unterstützende therapeutische Maßnahmen

Neben der antimikrobiellen Therapie zielen die weiteren therapeutischen Maßnahmen

vor allem ab auf die Beseitigung der Dyspnoe (HOFMANN et al., 1990), um die

Auswirkungen der Ventilationsstörungen zu minimieren (Tab.3).

Darüber hinaus soll

• die Wirksamkeit der Antibiotika verbessert,

• die Freisetzung von Histamin supprimiert,

• die humorale und zelluläre Immunabwehr des Körpers gestärkt,

• das Fieber gesenkt und

• das Allgemeinbefinden bzw. die Futteraufnahme verbessert werden.

Zusätzlich sollte die Behandlung durch Maßnahmen ergänzt werden, die auf eine

Senkung des Infektionsdrucks abzielen, wie z. B. Verbesserungen im Management sowie

zusätzliche hygienische Maßnahmen (Reinigungsmaßnahmen im Stallbereich,

Optimierung des Mikroklimas im Tierbereich, Haltung neu zugekaufter Tiere in

Quarantäneboxen, Reduzierung der Besatzdichte) (KANDLER et al., 1989).

Die Effektivität des Einsatzes von Paramunitätsinducern als Therapeutikum wird

kontrovers diskutiert; grundsätzlich erscheint eine Wirkung auch bei hochgradig

erkrankten Tieren über eine Aktivierung der Phagozytose, eine Stimulation der

Lymphozyten und eine vermehrte Bildung von Interferon denkbar; allgemein jedoch

werden Paramunitätsinducer eher im prophylaktischen und metaphylaktischen Bereich

eingesetzt (METZNER et al., 1999).

2.1.7. Prophylaxe

Die Inzidenz von Jungtiererkrankungen ist bei Haltung von Kälbern in trockener, kalter

Luft wesentlich geringer als in Warmställen, in denen die Luft zumeist mit Wasserdampf,

Ammoniak, Staub und Luftkeimen angereichert ist (ANDERSON et al., 1979). Allein


Tab. 3: Übersicht einiger Medikamente, die zur unterstützenden Therapie bei der enzootischen Bronchopneumonie eingesetzt werden (in Anlehnung an LÖSCHER et al., 1999)

Wirkstoffgruppe Wirkstoff Wirkungsmechanismus Empfohlene Dosierung

Applikations-art

Besonderheiten

Reflexsecretolytica z. B. Bromhexin (Bisolvon )

Steigerung der serösen Sekretion in peribronchi-alen Drüsenzellen; vermehrte Surfactant-Bildung; verbesserte Wirkung von Antibiotika

0,5 mg / kg täglich bis zur Besserung

i.m. oral

Große therapeutische Breite

Nicht-steroidale Antiphlogistica

z. B. Flunixin (Finadyne )

Cyclooxygenasehemmung 1 mg/kg 3 Tage

i. v. Labmagenulcera können induziert werden

H1-Blocker z. B. Ethanolamine (Benadryl )

Hemmung der Ausschüttung bronchokon-striktorischer Substanzen

0,5 – 1 mg /kg 2 Tage

i. m. i. v.

Wirkung bei Bronchospasmen unzureichend, fördern aufgrund anticholinerger Wirkung Sekretstau; nicht mehr zugelassen

ß2-Sympatho-mimetica

z. B. Clenbute-rol (Ventipulmin )

Bronchospasmolytische Wirkung; Hemmung der Synthese und Freisetzung von Histamin; Senkung des cholinergen Tonus

0,008 mg/kg 4 Tage

i. m. i. v.

Bei lebensmittelliefernden Tieren verboten

Glukokorticoide z. B. Dexamethason (Dexamethason 2%ig )

Verringerte Freisetzung von bronchokonstriktiven Mediatoren, Abnahme von entzündlichen Infiltra-tionen, Ödemen und Sekretion der Bronchial-schleimhaut

0,02 - 0,08 mg/kg; nach vier Tagen eventuell Wiederholung

i. v. i. m.

Immunsuppressiv, kurzfristige, hochdosierte Anwendung gut verträglich; länger dauernde Verabreichung nicht zu empfehlen


durch Verbesserung der Ventilation läßt sich eine verminderte Inzidenz von

Atemwegserkrankung bei Kälbern erreichen, z. B. von 25 % auf 0,5 % (ANDERSON u.

BATES, 1979) bzw. von 35 - 43 % auf 19 - 24 % (GROTH, 1988). Bei 14 °C ist das

Risiko von Lungenentzündungen signifikant geringer als bei 21 °C (ROY et al., 1979).

Auch die Unterbringung von neugeborenen Kälbern nach Abtrocknung des Fells in

offenen, gut eingestreuten Einzelhütten hat sich als wirksame Maßnahme gegen eine

hohe Morbidität und Mortalität erwiesen (z. B. PRITCHARD, 1977; GROTH, 1983;).

Die wichtigsten Einflußfaktoren auf die Überlebensrate neugeborener Kälber sind

Geburtsgewicht und Geburtsalter, Personalmanagement, Herdengröße und die

Fütterungsmethode (PRITCHARD, 1977). In Betrieben, in denen die Fütterung und

Betreuung der Kälber von den Besitzern selbst vorgenommen wird, ist die

Kälbersterblichkeit deutlich niedriger als in Betrieben, in denen Fremdpersonal diese

Aufgabe übernimmt (POSTEMA et al., 1984).

Eine rechtzeitige und ausreichende Versorgung der Kälber mit Kolostrum sofort nach der

Geburt ist entscheidend für den Immunstatus der Tiere und von zentraler Bedeutung für

die Disposition des Kalbes für Jungtiererkrankungen (neonatale Diarrhoe, Omphalitiden,

respiratorische Erkrankungen, Polyarthritiden THOMAS et al., 1973; DAVIDSON et al.,

1981). Die Inzidenz respiratorischer Erkrankung korreliert negativ mit dem γ-

Globulinspiegel (POSTEMA et al., 1984) bzw. der Gesamteiweiß-Konzentration

(DONOVAN et al., 1998). Kälber mit weniger als 1200 mg/dl Immunglobulinen im Blut

(IgG), erkranken doppelt so häufig an Pneumonien wie Kälber, die einen hohen IgG

Gehalt im Blut aufweisen (> 1200 mg/dl, VIRTALA et al., 1999). Entscheidende

Bedeutung kommt dabei dem Zeitpunkt der Verabreichung des Kolostrums sowie der

Menge zu; so sollte das Kolostrum innerhalb der ersten vier Stunden nach der Geburt

erstmals verabreicht werden; als optimale Menge gelten dabei 2 – 3 Liter (STREIT et al.,

1992). Insgesamt sollte das Kalb am ersten Lebenstag möglichst fünf Liter Kolostrum

erhalten (MEYER u. KAMPHUES, 1990).


Die Bedeutung von aktiven Vakzinationen ist differenziert zu betrachten: bei Vorliegen

einer Immunität wird die Applikation von Vakzinen innerhalb der ersten vier bis sechs

Lebensmonate des Tieres nicht zur Bildung von protektiven Antikörpern führen. Wurden

andererseits keine Antikörper mit der Kolostralmilch übertragen, so ist eine

ausreichende Immunantwort auch bei jungen Kälbern provozierbar. Bewährt haben sich

dazu funktionell synergistische, inaktivierte Kombinationsvaccinen. Diese bestehen

hauptsächlich aus den verschiedenen Virusarten (Reo-, Adeno-, Parainfluenza) und

können zusätzlich Pasteurella haemolytica bzw. Pasteurella multocida-Komponenten

enthalten (KANDLER et al., 1989; O‘MAHONY, 1994). Zusätzlich sind auf dem Markt

Impfstoffe gegen andere monokausale spezifische Viruskrankheiten verfügbar, die mit

klinischen Erscheinungen am Respirationstrakt einhergehen (IBR/IPV, BVD/MD). Nach

der Geburt haben Kälber, deren Mütter gegen BRSV und BHV-1 geimpft wurden,

signifikant höhere BRSV spezifische Serum-Antikörper; dagegen waren die BHV-1

spezifischen Serum-Antikörper nicht signifikant erhöht (ELLIS et al., 1996). Ein

Impfprogramm in den USA ausschließlich gegen Viren erwies sich als nicht effektiv

(HJERPE et al., 1990; GRIFFIN et al., 1995).

Der prophylaktische Einsatz von Antibiotika und Leistungsförderern über das Futter ist

besonders in der Kälbermast weit verbreitet. Meist erhalten die Tiere beginnend mit der

Einstallung über 10 Tage ein Antibiotikum, das in die Milchaustauschertränke eingerührt

wird. Diese orale Behandlung erhöht jedoch das Risiko für eine Resistenzselektion, da

der Wirkstoffgehalt vielfach zu gering ist, so daß therapeutische Konzentrationen nicht

erreicht bzw. aufrechterhalten werden (UNGEMACH, 1999). Der Einsatz von Antibiotika

als Leistungsförderer erscheint in der Nutztierhaltung bei einer Optimierung der

Haltungsbedingungen entbehrlich, zumal sich durch den Einsatz dieser Stoffe

Resistenzgene ausbreiten können (UNGEMACH, 1999).


2.2. Atemmechanik

Die Lunge folgt den Bewegungen des Brustkorbs, ohne an Brustkorb und Zwerchfell

vollständig fixiert zu sein. Aufgrund ihrer Eigenelastizität und der Oberflächenspannung

ihrer Alveolen hat die Lunge das Bestreben, sich zu verkleinern. Die Flüssigkeit, die sich

im Pleuralspalt befindet, ist jedoch nicht ausdehnbar, so daß die Lunge an der Brust-

korbinnenfläche haften bleibt, was dort zu einem negativen Druck gegenüber der

Umgebung führt, dem interpleuralen Druck (Ppl). Bei der Inspiration erhöht sich der

interpleurale Druck; bei der Exspiration wird er wieder schwächer.

Voraussetzung für den Gasaustausch zwischen Alveole und Umwelt ist ein

Druckgradient. Während der Inspiration muß der intrapulmonale Druck geringer sein als

der atmosphärische Druck, während umgekehrt bei der Exspiration der intrapulmonale

Druck den atmosphärischen Druck überschreiten muß.

Entsprechend erweitert sich der Thorax während der Inspiration infolge der Kontraktion

der Zwerchfell- und der inspiratorischen Brustwandmuskulatur; die Inspiration ist somit

ein aktiver Vorgang mit dem Diaphragma als wichtigstem Inspirationsmuskel. Die

Exspiration ist demgegenüber ein passiver Vorgang, bei dem das natürliche

Retraktionsbestreben von Lunge bzw. Thorax genutzt wird (LEKEUX, 1993).

2.2.1. Elastische Atmungswiderstände

Bei jedem Atemzug müssen Widerstände überwunden werden, damit die Luft durch

Konvektion während der Inspiration in die Alveolen bzw. während der Exspiration nach

außen gelangen kann.

Bei jeder Inspiration werden zunächst die elastischen und bindegewebigen Elemente

des Lungenparenchyms gedehnt. Zusätzlich muß die Oberflächenspannung zwischen der


Luft in der Alveole und dem Flüssigkeitsfilm auf der Innenseite des Alveolarepithels

überwunden werden, um einen Kollaps der Alveolen zu verhindern. Das von Typ II-

Alveolarepithelzellen gebildete Surfactant, ein komplexes Lipoproteingemisch, spielt

dabei eine wesentliche Rolle, indem es die Oberflächenspannung herabsetzt (KAUP u.

DROMMER, 1985). Die bei jeder Einatmung zu überwindenden Widerstände werden als

elastische Atmungswiderstände bezeichnet; der reziproke Wert der elastischen

Widerstände entspricht der Volumendehnbarkeit, die auch als Compliance bezeichnet

wird und mit steigender Dehnbarkeit der Lunge zunimmt („Compliance C“; C = ∆ V / ∆

P [l / kPa] = 1/Relast.)(REINHOLD, 1997a.)

Die elastischen Atmungswiderstände sind der entscheidende Grund, daß die Inspiration

aktiv erfolgen muß, wobei die Kontraktion des Zwerchfells am wichtigsten für die

Vergrößerung des Thorax ist. Die Exspiration kann demgegenüber passiv erfolgen, da

sich die Lunge infolge des Retraktionsbestrebens der gedehnten elastischen Strukturen

quasi von selbst verkleinert. Die Exspiration kann jedoch durch die Muskeln der

Bauchdecke und die Kontraktion der Musculi intercostales interni aktiv unterstützt

werden (LEKEUX, 1993).

2.2.2. Viscöse Atmungswiderstände

Viscöse Atmungswiderstände ergeben sich vor allem aus dem Strömungswiderstand

innerhalb der Atemwege; zusätzlich tragen nicht-elastische Gewebswiderstände und

Trägheitswiderstände innerhalb des luftleitenden Systems zu den viscösen

Atmungswiderständen bei.

Der Atemwegswiderstand, die Resistance, ist definiert als R = ∆ P / (∆ V / sec) [kPa /

( l / sec )]. Ebenso wie im Blutgefäßsystem ist die Resistance proportional zur Länge der

Atemwege und – auf der Grundlage des Hagen-Poiseuille’schen Gesetzes – umgekehrt

proportional zur vierten Potenz des Durchmessers der luftleitenden Wege. Die

Atemarbeit nimmt somit bei abnehmendem Widerstand bzw. zunehmender Resistance

drastisch zu (ULMER, 1991).


Der Atemwegswiderstand wird durch Einengungen der oberen luftleitenden Wege viel

stärker beeinflußt als durch Abnahmen des Radius der sehr kleinlumigen Bronchuli

(GUSTIN et al., 1987); dies erklärt sich aus dem viel größeren Gesamtquerschnitt der

kleinlumigen verglichen mit den großlumigen Atemwegen (ROBINSON, 1997). Praktisch

hat das zur Konsequenz, daß eine Stenose im Bereich des Kehlkopfes oder der Trachea

die Resistance drastischer erhöht – und die Ventilation somit viel stärker vermindert - als

Stenosen in der Peripherie eines einzelnen Lungenlappens. Hierbei ist zu

berücksichtigen, daß die Trachea gesunder Rinder ohnehin einen deutlich geringeren

Durchmesser aufweist verglichen als die von gleichgroßen Pferden (ROBINSON, 1997).

Unter physiologischen Bedingungen sind die viscösen Atmungswiderstände bei

Ruheatmung nur sehr gering; die Atmungsarbeit, die etwa 2 % des basalen

Sauerstoffverbrauchs erfordert, dient primär der Überwindung der elastischen

Atmungswiderstände. Die viscösen Atmungswiderstände steigen bei Arbeit im

Zusammenhang mit dem maximal um das 20fache gesteigerten Atemminutenvolumen

deutlich an; bis zu 20 % der aufgenommenen Sauerstoffmenge sind dann für die

Atmung erforderlich (GROS, 2000).

Pathophysiologisch relevante Zunahmen der Resistance resultieren aus allen

Erkrankungen, die mit Bronchospasmus, Hyperkrinie und Ödem der

Bronchialschleimhaut einhergehen (GROS, 2000).

Die Inertance gilt als Maß für die Trägheit der Luftsäule innerhalb der Atemwege sowie

die Trägheit des Lungengewebes. Sie ist definiert als das Verhältnis einer

Druckänderung zur Beschleunigung des Luftstroms I = ∆ P / (∆ V / sec²) [kPa / ( l /

sec² )]. Die Inertance ist bei langsamer, physiologischer Atmung vernachlässigbar

gering, kann bei schneller forcierter Atmung jedoch durchaus bedeutsam werden

(REINHOLD, 1997a).


2.3. Methoden zur Quantifizierung von Ventilationsgrößen und

Atmungswiderständen

Die Erfassung von Ventilationsgrößen und Atmungswiderständen ermöglicht einerseits

die Einschätzung von physiologischen Anpassungsvorgängen im Zusammenhang mit

physischer Belastung; andererseits können mit Hilfe von Lungenfunktionsanalysen

pathophysiologische Veränderungen im Verlauf von Erkrankungen des respiratorischen

Systems näher charakterisiert werden. In der Humanmedizin ist eine Vielzahl von

Lungenfunktionstests verfügbar. Zu diesen Verfahren gehören unter anderem die

Bodyplethysmographie, die Bestimmung von Druck-Volumen und Druck-

Strömungsbeziehungen, die Bestimmung der Vitalkapazität und Ösophagusdruck-

Messungen. Diese konventionellen Methoden zur Untersuchung der Lungenfunktion

setzen einen hohen apparativen und technischen Aufwand voraus und/oder erfordern

die Kooperation des Probanden. Sie sind deshalb für den Einsatz in der Veterinärmedizin

nur sehr begrenzt geeignet (REINHOLD, 1997a).

2.3.1. Spirometrie

Diese Methode erlaubt lediglich die Erfassung von Atemfrequenz, Atemzugvolumen und

dem daraus rechnerisch bestimmten Atemzeitvolumen. Das Tier ist über Maske und

Schlauch mit dem eigentlichen Spirometer verbunden; es atmet aus dem mit Sauerstoff

gefüllten Innenraum einer Glocke, die sich in einem zylindrischen, mit Wasser gefüllten

Gefäß befindet (ULMER, 1991). An der Glocke befindet sich ein Schreiber, der die in-

und exspiratorisch bedingten Auslenkungen der Glocke aufzeichnet. Die ausgeatmete

Luft wird durch einen CO2-Absorber geleitet. Aus der Abnahme der Sauerstoffmenge in

der Glocke läßt sich außerdem der Sauerstoffverbrauch des Tieres pro Zeiteinheit

abschätzen (GROS, 2000). Beim Menschen kann mittels Spirometrie auch die

Vitalkapazität bestimmt werden, die sich aus der Summe von Atemzugvolumen,


inspiratorischer Reservekapazität und exspiratorischer Reservekapazität ergibt. Die

Vitalkapazität stellt ein Maß für die Ausdehnungsfähigkeit von Lunge und Thorax dar.

2.3.2. Pneumotachographie

Die Methode basiert darauf, daß das Tier durch ein Staurohr atmet. In diesem befinden

sich Lamellen, die einen geringen Strömungswiderstand darstellen. Erfaßt wird die

Druckdifferenz vor und hinter dem Lamellenwiderstand mit Hilfe eines Manometers.

Durch elektronische Integration über die Zeit ergibt sich aus dem Atemgasstrom das

Atemvolumen als Funktion der Zeit (GROS, 2000). Auch die Pneumotachographie

ermöglicht somit die Erfassung des Atemzugvolumens und der abgeleiteten Parameter

wie z. B. Frequenz und Atemzeitvolumen (PETRO u. KONIETZKO, 1986).

2.3.3. Bodyplethysmographie

Bei der Ganzkörper- oder Bodyplethysmographie befindet sich der zu untersuchende

Patient während der Messung in einer starren und luftdicht abgeschlossenen Kabine

(ULMER et al., 1991). Aus einem Rückatembeutel wird auf Körpertemperatur

angewärmte und angefeuchtete Luft geatmet, die zur Ermittlung der Atemstromstärke

und des Volumens durch einen Pneumotachographen geleitet wird. Gemessen werden

die Atemströmung, die Änderungen des Innendrucks während des Atemzyklus in der

Kabine und die Druckänderung am Mund des Patienten. Die Druckschwankungen in der

Kammer verhalten sich dabei reziprok zu dem Alveolardruck. Der Quotient aus

Alveolardruckdifferenz und Atemstromstärke repräsentiert den Atemwegswiderstand und

damit die Resistance (PETRO u. KONIETZKO, 1986).

Die Bodyplethysmographie wird in der Humanmedizin für Lungenfunktionsmessungen

routinemäßig eingesetzt und gilt als präzise Referenzmethode. Das Verfahren ist jedoch


aufgrund des hohen methodischen Aufwands und der erheblichen Kosten nicht für den

routinemäßigen Einsatz beim Großtier geeignet.

2.3.4. Oesophagusdruck-Messung

Diese Methode ermöglicht die Erfassung des intrapleuralen Drucks. Ein Ballonkathether

wird zunächst über die Nase in den Oesophagus eingeführt und im thorakalen Teil der

Speiseröhre plaziert. Zusätzlich trägt das Tier eine Atemmaske. Mittels eines an dieser

Maske befestigten Pneumotachographen wird die Atemstromstärke ermittelt. Die

Differenz aus Oesophagusdruck und dem Druck innerhalb der Atemmaske entspricht

dem transpulmonalen Druck, der zur Berechnung der Resistance verwendet wird

(REINHOLD, 1997a). Dabei wird von der Prämisse ausgegangen, daß der Druck im

Oesophagus dem Intrapleuraldruck entspricht; dies ist legitim, da der Oesophagus

ebenso wie die Lunge im Thorax liegt und sich der Umgebungsdruck gut auf die

Oesophaguswand überträgt (GROS, 2000). Aus der Druckdifferenz zwischen

transpulmonalem Druck und Atemstromstärke wird die totale pulmonale Resistance

berechnet, die auch elastische Widerstände beinhaltet. Diese lassen sich eliminieren,

indem die Druckschwankungen zwischen zwei Punkten mit gleichem Volumen gemessen

werden („Iso-Volumen-Methode“).

Diese Methode wurde bereits bei vielen Tierarten verwendet. Sie wurde sowohl bei

Kälbern (KIORPES et al., 1978a, 1978b; SLOCOMBE u. ROBINSON, 1981) als auch bei

adulten Rindern angewandt (GALLIVAN et al., 1980; LEKEUX et al., 1984; GALLIVAN

und MCDONELL, 1989), ist jedoch technisch aufwendig und wird daher nur in

spezialisierten Laboratorien eingesetzt.


2.3.5. Unterbrecher- oder Verschlußdruck-Methode

Diese Methode wird auch als Shutter- oder Okklusionstechnik bezeichnet. Der

kontinuierliche Atemstrom wird für kurze Zeit (meist weniger als 0,1 sec) durch das

Schließen einer Klappe unterbrochen, so daß es während dieser Unterbrechung des

Atemstroms zu einem Druckausgleich innerhalb des respiratorischen Systems kommt.

Die Atemstromstärke wird während der Öffnungsphase bestimmt, während der

Verschlußphase erfolgt eine Druckmessung am Mund (REINHOLD, 1997a). Fluß und

Druck werden demzufolge zeitlich verschoben erfaßt. Diese Methode gilt als weniger

präzise im Vergleich zur Oesophagusdruck-Methode (DAVIS et al., 1988); sie ist darüber

hinaus für Tiere mit pathologisch erhöhten Atmungswiderständen nicht geeignet

(REINHOLD, 1997a).

2.3.6. Die forcierte Oszilloresistometrie

Es handelt sich um eine nicht-invasive Methode, die keinerlei Mitarbeit des Patienten

voraussetzt. Die forcierte Oszilloresistometrie repräsentiert ein indirektes Verfahren: es

werden nicht die vom Atmungstrakt hervorgerufenen Druckänderungen direkt erfaßt,

vielmehr wird ein extern erzeugtes Signal (Fluß- oder Drucksignal) auf die

Spontanatmung des Probanden übertragen. Es resultiert eine Flußänderung (bei einem

Drucksignal) bzw. eine Druckänderung (bei einem Flußsignal). Die jeweilige Fluß-

Druckbeziehung wird mittels Fourier-Transformation analysiert (PESLIN, 1989;

REINHOLD, 1997b). Dieses Verfahren wird vor allem in der Elektrotechnik angewandt.

Entsprechend gilt es zunächst, die Analogien zwischen den Atmungswiderständen und

elektrischen Kenngrößen zu betrachten.

Der Atemwegswiderstand, hervorgerufen durch die Luftströmung in den luftleitenden

Wegen, entspricht einem reellen resistiven Widerstand. Dieser wird als Resistance

bezeichnet und verhält sich sich wie ein Ohm’scher Widerstand in der Elektrotechnik.


Die auf der Trägheit der Luft beruhende Inertance im respiratorischen System entspricht

einem induktiven Widerstand. Druck und Stromstärke der Atemluft sind

phasenverschoben, es baut sich zunächst ein Druck auf und dann strömt die Atemluft

nach. Diese Differenz kann man als Phasenverschiebung mit dem Phasenwinkel ω +90 °

beschreiben. Energie wird vorübergehend gespeichert, und nicht – wie bei den

resistiven Widerständen – verbraucht. Induktive Widerstände werden deshalb auch als

Blindwiderstände bezeichnet.

Die mit den elastischen Atmungswiderständen gleichzusetzenden kapazitiven

Widerstände des elektrischen Systems sind Blindwiderstände, allerdings läuft das

Maximum der Stromstärke dem Druck voraus, so daß der Phasenwinkel ω negativ ist (-

90 °). Die Summe der Blindwiderstände (induktiver und kapazitiver Widerstand) wird als

Reactance X bezeichnet.

Bei der forcierten Oszilloresistometrie wird zunächst durch Fourier-Analyse die

respiratorische Impedanz (Zrs) errechnet, die sich als komplexe Größe aus den reellen,

kapazitiven und inertiven Widerständen ergibt. Die Zrs ist vom Frequenzspektrum des

Testsignals abhängig, da die Reactance X sowohl bezüglich des kapazitiven als auch des

induktiven Anteils mit zunehmender Frequenz des Testsignals zunimmt. Die induktive

Reactance befindet sich stets im positiven Bereich, mit zunehmender Frequenz steigt sie

linear an. Die kapazitiven Anteile der Reactance liegen ausschließlich im negativen

Bereich. Sie nähern sich bei niedrigen Frequenzen asymptotisch der Ordinate und bei

hohen Frequenzen asymptotisch der Abszisse (LANDSER et al., 1976; LANDSER et al.,

1979).

Die Frequenz, bei der die Reactance den Nulldurchgang aufweist, wird als

Resonanzfrequenz (fres) bezeichnet. Hier heben sich die kapazitiven und induktiven

Widerstände gegenseitig auf; die Impedanz wird dann nur durch die Resistance

bestimmt (REINHOLD, 1997b). Bei obstruktiven Veränderungen steigt die

Resonanzfrequenz an, weil die Reactance dann insgesamt negativer ist. Bei sehr jungen


Kälbern ist die Ermittlung der Resonanzfrequenz häufig nicht möglich, da die gesamte

Reactance im negativen Bereich liegt (LANDSER et al., 1976; LANDSER et al., 1979;

REINHOLD, 1997b).

Die mehr kapazitiven Anteile der Reactance liegen stets bei den niedrigen Frequenzen

des externen Signals, während die inertiven Anteile den Anstieg bei höheren Frequenzen

bewirken (LANDSER et al., 1976).

Die Resistance ist demgegenüber unabhängig von der Frequenz des externen Signals

(LANDSER et al., 1979; NAGELS et al., 1980; STRIE et al., 1997); allenfalls eine geringe

positive Frequenzabhängigkeit wurde von gesunden Tieren berichtet (PESLIN, 1989;

VOGEL u. SMIDT, 1994; REINHOLD, 1997b).

2.3.6.1. Monofrequente Oszilloresistometrie (MFO)

Bei dieser Methode wird ausschließlich mit einem Testsignal einer einzigen Frequenz

gearbeitet (meist 10 Hz). Dem Vorteil einer Vereinfachung der Methode steht der

Nachteil gegenüber, daß eine Differenzierung in Resistance und Reactance nicht möglich

ist. Die errechnete sogenannte oszillatorische Resistance stimmt jedoch näherungsweise

mit der mit klassischen Lungenfunktionsmessungen bestimmten pulmonalen Resistance

überein (FRANETZKI et al., 1979; REINHOLD, 1997b).

2.3.6.2. Multifrequente Oszilloresistometrie

Die Anwendung von Testsignalen unterschiedlicher Frequenz erfolgte zunächst in Form

der Pseudo-random-noise-Technik (Frequenzgemisch gleicher Amplitude) bzw. der

Random-noise-Technik (Zufallsgemisch von Frequenzen). Die Impuls-

Oszilloresistometrie ist eine technische Vereinfachung, bei der als Meßsignal ein

elektrischer Rechteckimpuls appliziert wird, der durch die mechanischen Eigenschaften

eines Lautsprechers in einen Druckstoß mit Frequenzanteilen von 0 bis 100 Hz

umgewandelt wird (VOGEL u. SMIDT, 1994).


2.3.6.2.1. Funktionsprinzip der Impulsoszillometrie (IOS)

Bei der konventionellen Lungenfunktionsdiagnostik wird der Atemwiderstand der

Spontanatmung aus der Relation von Druck und Strömung ermittelt. Bei der

Impulsoszillometrie werden durch einen externen Generator Druckstöße auf die

spontane Atmung des Patienten aufgeprägt, welcher auf diese Druckvariationen mit

einer Variation der Atemstromstärke reagiert (SMITH et al., 1997). Nach jedem Impuls

werden die Atemstromstärke und der Druck registriert und mit einer sogenannten

Fourier-Transformation einer mathematischen Analyse unterzogen.

Die der Atmung aufzuprägenden Frequenzen liegen im Bereich von 0 bis 100 Hz. Der

Patient ist durch eine Atemmaske an den IOS-Meßkopf angeschlossen, der aus dem

Lautsprecher (Impulsgenerator), einem Pneumotachographen (zur Messung der

Atemstromstärke), einem Drucksensor, einem Adapter (Y-Stück) und einem

Abschlußwiderstand besteht (SMITH et al., 1997) (Abb. 1). Der Abschlußwiderstand

beträgt weniger als 0,1 kPa/(l/s), so daß er die Atmung nur geringfügig behindert. Bei

Messungen an Tieren ist der Pneumotachograph durch einen flexiblen Plastikschlauch

mit dem Impulsgenerator verbunden, so daß Abwehrbewegungen der Tiere

ausgeglichen werden können.

Das Lungenmodell nach MEAD (VOGEL, 1993) teilt die Lunge in periphere und zentrale

Lungenabschnitte. Dabei werden die Abschnitte des Respirationstrakts, die sich oral des

Punktes befinden, an dem während der Exspiration der Innen- und Außendruck gleich

ist (sogenannter „equal pressure point”), als die zentralen Lungenabschnitte bezeichnet,

die Abschnitte, die sich in Richtung der Alveolen befinden, gehören zu den peripheren

Lungenabschnitten. Demnach werden sieben Komponenten unterschieden: zentrale (Rz)

und periphere Resistance (Rp), Mundcompliance (Cm), bronchale Compliance (Cb),

pulmonale Compliance (Cl), thorakale Compliance (Cw) und die Inertance (I). Für Tiere

sind lediglich die Parameter Rz und Rp von diagnostischer Bedeutung (REINHOLD,

1997a).


2.3.6.2.2. Adaptation der IOS an verschiedene Tierarten

Das für die Anwendung am Menschen kommerziell verfügbare IOS-Gerät eignet sich

auch für die Anwendung bei Tieren, deren Atemvolumina und Atemstromstärken denen

des Menschen vergleichbar sind (REINHOLD et al., 1998a). Bei Hunden (SCHULZ et al.,

1997), Schweinen (KLEIN u. REINHOLD, 1997) und Kälbern bis zu einer Körpermasse

von 150 kg wurde es bereits angewendet. Für das Kalb erfolgte eine Validierung der

IOS- Methode (REINHOLD et al., 1995, 1996, 1997b).

Abb. 1: Aufbau des IOS-Meßkopfes (REINHOLD et al., 1998a)

Eine erste Anwendung beim Pferd wurde von VAN ERCK et al., 1998 beschrieben,

jedoch sind für das Pferd modifizierte technische Lösungen erforderlich, da Pferde sehr

viel größere Atemvolumina und Atemstromstärken als Menschen aufweisen. Bei Kälbern

kann man die IOS-Messungen unter Spontanatmung und ohne Sedierung problemlos


vornehmen (STRIE, 1997; REINHOLD et al., 1998a). Schweine werden leicht sediert und

in einer Art Hängematte fixiert.

2.3.6.2.3. Äußere Einflüsse auf die Meßergebnisse

Vorausetzung für die Messung an Tieren ist ein ruhiger Umgang mit ihnen und eine

kurze Adaptationszeit an Atemmaske und Meßgeräte. Jegliche Art von Unruhe, Lärm und

Aufregung führt zu Muskelverspannungen und Streß der Tiere; dadurch können die

Meßergebnisse intraindividuell erheblich schwanken. Abwehrbewegungen, Trippeln,

Kopfschlagen und Herabsenken des Kopfes während der Messungen führen zu nicht

auswertbaren Messungen (STRIE, 1997).

Menschen atmen während der IOS-Messungen durch den Mund; eine Nasenklemme

verhindert das Atmen durch die Nase. Bei Tieren wird eine speziell angefertigte

Atemmaske verwendet; sie atmen bei der IOS-Messung durch die Nase.

Meßwertverfälschungen entstehen, wenn bestimmte Anteile der Testsignale über die

Atemmaske ausweichen können und sie nicht das zu messende respiratorische System

erreichen. Eine Modellrechnung ermöglicht es, den Einfluß der Atemmaske auf das

Meßergebnis der respiratorischen Impedanz zu quantifizieren (REINHOLD et al., 1998a).

Aufgrund von Untersuchungen an Kälbern zur Beinflussung des Meßergebnisses der

respiratorischen Impedanz durch die Atemmaske wird nur der Frequenzbereich zwischen

5 und 15 Hz (max 20 Hz) in klinische Betrachtungen oder Auswertungen miteinbezogen,

da der Grad der Meßwertverfälschung mit steigender Frequenz und mit zunehmender

Größe der komplexen respiratorischen Impedanz zunimmt (REINHOLD et al., 1998a).

Um die gewonnenen Meßwerte untereinander vergleichen zu können, ist es wichtig,

während der Lungenfunktionsmessung auf eine standardisierte Kopfhaltung zu

achten. Körperposition und Kopfhaltung haben einen Einfluß auf die Atmungsmechanik


(DUIVERMANN, 1985). Kälber sollten im Stehen bei leicht gestreckter bzw.

physiologischer Kopfhaltung gemessen werden; der Kopf darf auf keinen Fall mehr als

45 ° abgesenkt werden, da die Gefahr besteht, daß fälschlicherweise zu hohe

Resistancewerte gemessen werden (LEKEUX et al., 1988) und die respiratorische

Impedanz verfälscht wird (REINHOLD et al., 1998a).

Die postnatale Lungenreife wird beim Kalb erst bei einer Körpermasse von etwa 300

kg erreicht (LEKEUX, 1984; GUSTIN et al., 1988a). Mit zunehmendem Körperwachstum

wird der Querschnitt der Atemwege größer, auch die Dehnbarkeit der Lunge nimmt zu.

Entsprechend sinken die Strömungswiderstände in den Atemwegen, so daß die

Resistance mit zunehmender Körpermasse abnimmt und die Reactance mit

zunehmender Körpermasse ansteigt (REINHOLD et al., 1998a).

Auch die Tageszeit hat einen Einfluß auf die respiratorische Impedanz. Die Weite der

Bronchen ist am frühen Morgen am geringsten und erreicht zwischen Mittag und

Nachmittag das Maximum. REINHOLD et al. (1998a) führten IOS-Messungen im

stündlichen Abstand durch und registrierten signifikante Veränderungen der

respiratorischen Impedanz. Lungenfunktionsuntersuchungen sollten deshalb immer zur

selben Tageszeit erfolgen.

3. MATERIAL UND METHODEN Seite 40

3. MATERIAL UND METHODEN

3.1. Experimenteller Versuchsaufbau

Die Untersuchungen dieser Arbeit erfolgten im Rahmen einer klinischen Studie zur

Prüfung der metaphylaktischen Wirksamkeit von Valnemulin bei Kälbern mit

enzootischer Bronchopneumonie.

3.1.1. Überblick über die Durchführung der Wirksamkeitsstudie

Die Wirkung von zwei verschiedenen Dosierungen des Valnemulins im Vergleich zu einer

Negativkontrolle (Placebo) und einer Positivkontrolle (Enrofloxacin) wurde an 81 Kälbern

geprüft. Dazu wurden vier Versuchsdurchgänge mit jeweils 20 Kälbern durchgeführt. Die

Tiere eines jeden Durchgangs wurden von einem Viehhändler zur Klinik für

Rinderkrankheiten der Tierärztlichen Hochschule Hannover transportiert. Sie wurden

unmittelbar nach dem Abladen gewogen. Die vier schwersten Kälber wurden

zufallsmäßig auf die vier Versuchsgruppen A - D verteilt (Würfelmethode); in der

gleichen Weise wurde verfahren bis zu den vier leichtesten Tieren. Die Tiere jeder

Versuchsgruppe wurden in Gruppenhaltung in einer Box aufgestallt. Sie wurden zweimal

täglich klinisch untersucht (siehe 3.1.4.).

Bei Auftreten respiratorischer Symptome (siehe 3.1.4.3.) bei dem ersten Tier der

betreffenden Gruppe erhielten alle Tiere der Box über zehn Tage eine orale Medikation,

und zwar entweder Valnemulin (zweimal täglich jeweils 5 mg/kg KG/Tag), Valnemulin

(zweimal täglich jeweils 10 mg/kg KG/Tag), Enrofloxacin (Baytril®, Bayer, Leverkusen;

einmal täglich 5 mg/kg KG/Tag) oder ein Placebo (zweimal täglich jeweils 7,5 mg/kg

KG/Tag) (Tab.4).


Nach definierten Kriterien (siehe 3.1.5.) wurden schwer erkrankte Tiere aus der Studie

ausgeschlossen und parenteral behandelt (siehe 3.1.7.). Sobald bei allen Tieren die

zehntägige Medikationsperiode und eine fünftägige Beobachtungsphase abgeschlossen

waren, wurden die Kälber vom Mäster zurückgenommen. Die Stallungen wurden

gemistet, gereinigt und desinfiziert (Lysovet PA, Schülke & Mayr, 2%ig). Die Boxen

blieben drei bis fünf Tage leer, anschließend begann der folgende Durchgang.

Jede der vier Medikationen wurde einmal in jeder Box eingesetzt, wobei die Verteilung

auf die jeweiligen Boxen zuvor ausgelost wurde. Die Studie erfolgte als

Doppelblindstudie; lediglich einer Mitarbeiterin des Labors der Rinderklinik war bis zum

Ende der Studie bekannt, welche Versuchsgruppe mit welchem Medikament behandelt

wurde.

3.1.2. Versuchstiere

Die Untersuchungen wurden an 81 Kälbern (Deutsche Schwarzbunte) durchgeführt;

nachdem im dritten Durchgang ein Kalb bereits vor Beginn der oralen Medikationsphase

verstarb, wurde im vierten Durchgang ein zusätzliches Kalb aufgestallt). Achtzehn Tiere

waren weiblich, 63 Kälber männlich. Am Tag der Einstellung waren die Tiere 19,5 + 0,8

Tage alt (Mittelwert + SD) und wogen durchschnittlich 40,3 + 0,8 kg. Die Tiere wurden

von einem Mäster angeliefert, der sie zuvor aus mehreren Betrieben aufgekauft hatte.

Daraus ergab sich eine nachhaltige - und durchaus praxisrelevante - Belastung der Tiere

infolge von Transportstreß, Nahrungs- und Tränkekarenz sowie der Konfrontation mit

fremden Infektionserregern („crowding”).


Tab. 4: Übersicht der Medikamente, die im Rahmen der Wirksamkeitsstudie

getestet wurden

Medikation

N

Geschlecht

männl. weibl.

Alter

[ d ]

Gewicht

[ kg ]

Placebo

( 15 mg/kg/Tag ) 21 18 3 19,1 ± 5,9 39,6 ± 4,5

Enrofloxacin

( 5 mg/kg/Tag ) 20 15 5 20,6 ± 9,5 41,2 ± 4,7

Valnemulin

( 20 mg/kg/Tag ) 20 14 6 18,8 ± 6,9 40,5 ± 4,8

Valnemulin

( 10 mg/kg/Tag ) 20 16 4 19,6 ± 6,4 39,7 ± 5,6

3.1.2.1. Aufstallung und Fütterung

Die fünf Kälber einer jeden Versuchsgruppe wurden in Gruppenhaltung auf Stroh

aufgestallt. Die vier Boxen waren durch Eisengitter (Höhe 100 cm) voneinander getrennt

(siehe Abb. 2). Der Stall wurde mit einer Unterdrucklüftung belüftet.

In jeder Box befand sich ein Futtertrog aus Plastik (Länge 100 cm, Breite 30 cm) sowie

ein Wassereimer (20 l). Die Fütterung der Tiere erfolgte zweimal täglich um 07.00 h und

um 16.00 h mit Milchaustauscher als Warmtränke (Normi Typ F10, Nordmilch Zeven;

50 % Magermilchanteil, 16 % Fett). Das Tränkeregime ergibt sich aus Tabelle 5. Jedes

Tier hatte einen eigenen Nuckeleimer. Er wurde jeweils nach der Fütterung zunächst mit


kaltem und anschließend mit heißem Wasser ausgespült. Zusätzlich wurden die

Nuckelsauger abends aus den Eimern geschraubt und in einem Dampfsterilisator (Fa.

Köttermann, Hamburg) 10 min bei 100 °C sterilisiert.

Täglich wurden die Außentemperaturen dokumentiert sowie an zwei aufeinanderfolgen

Tagen Ammoniak- und Kohlendioxidkonzentrationen in einer Höhe von 30 cm oberhalb

der Einstreu gemessen. Der Kohlendioxidgehalt betrug im Mittel 600 + 200 ppm; der

Ammoniakgehalt lag im Mittel bei 9 + 1 ppm.

Abb. 2: Aufteilung der Stallfläche für die Gruppen A - D (jeweils fünf Kälber);

Angaben in cm; ⊂ Trog.

Den Tieren stand stets Ergänzungsfutter für Aufzuchtkälber (Fesoni, Bruno Fehse u.

Sohn GmbH u. Co, Estorf-Leeseringen, 18 % Rohprotein, 4 % Rohfett, 1 % Calcium),


Heu (1. Schnitt vor Blüte) und Wasser ad libitum zur Verfügung. Die Menge des

aufgenommenen Ergänzungsfutters wurde täglich für jede Box durch Bestimmung der

Rückwaage bestimmt. Die Menge des pro Box aufgenommenen Heus wurde alle zwei

Tage durch Bestimmung der Rückwaage erfaßt.

Tab. 5: Übersicht über Menge und Konzentration der Milchaustauschertränke pro

Kalb und Tag (alle Angaben sind Durchschnittwerte aller 80 Kälber).

Versuchswoche MAT pro Fütterung

[ l ]

MAT pro Tag

[ l ]

Konzentration MAT

[ g/l ]

1 2,5 5 100

2 2,5 5 100

3 3,0 6 100

4 3,0 6 100

3.1.2.2. Wiegen

Die Tiere wurden am Tag der Ankunft, am ersten und sechsten Tag der Medikation, am

ersten Tag nach Beendigung der Medikation sowie am Tag der Entlassung auf einer

Viehwaage gewogen.

3.1.3. Blindung der Studie

Einen Monat vor Beginn der Studie wurde die Verteilung der Medikamente auf die

Versuchsgruppen der vier Durchgänge von Mitarbeitern des Auftraggebers

vorgenommen. Die Verteilung wurde dokumentiert und versiegelt dem Direktor der

Klinik für Rinderkrankheiten der Tierärztlichen Hochschule Hannover übergeben. Dieser


wies eine Mitarbeiterin aus dem Labor, die ansonsten mit der Studie nicht beschäftigt

war, ein.

Die Berechnung der Dosen für die einzelnen Tiere erfolgte unmittelbar nach dem

Wiegen der Tiere. Um die Blindung sicherzustellen, wurde für jedes der 20 Tiere eines

Versuchsdurchgangs die Dosierung für jedes der Medikamente berechnet. Diese Werte

wurden der Mitarbeiterin des Labors übergeben. Diese wählte die für jedes Tier

vorgesehene Medikation mit der entsprechenden Dosierung und erledigte die Einwaagen

in gleichartige weiße Plastikdosen mit Stülpdeckeln; jede Plastikdose war mit dem

Buchstaben der Versuchsgruppe sowie der Nummer der Ohrmarke des jeweiligen Tieres

beschriftet. Die Medikationen wurden für vier Fütterungen vorbereitet und bis 10 min

vor der Fütterung bei 4 °C aufbewahrt.

3.1.3.1. Vorbereitung und Verabreichung der Medikamente

Sobald bei einem Tier der jeweiligen Versuchsgruppe die Diagnose „lungenkrank“

gestellt wurde (siehe 3.1.5.), erhielten alle fünf Tiere der betreffenden Box die orale

Medikation beginnend mit der nächsten Fütterung. Alle Medikamente befanden sich in

gleichartigen weißen Plastikdosen, die mit Stülpdeckeln verschlossen waren. Das

Medikament wurde in die Eimer mit vorbereiteter Milchaustauschertränke gegeben und

mit einem Schneebesen für ca. 15 sec eingerührt.

3.1.4. Klinische Untersuchung

Alle Tiere wurden zweimal täglich etwa 30 min nach der Fütterung klinisch untersucht.

Die Untersuchungen wurden ausschließlich von zwei Personen durchgeführt. Um den

Einfluß subjektiver Einschätzungen zu minimieren, wurden die Tiere jeder Box morgens

und abends von zwei verschiedenen Personen (der Autorin und einer anderen

Tierärztin) untersucht.


3.1.4.1. Befundbogen I: Allgemeine Untersuchung

Die allgemeine Untersuchung umfaßte die Beurteilung von Verhalten, Haltung,

Tränkeaufnahme, Atem- und Herzfrequenz sowie die Messung der rektalen

Körpertemperatur (Tab. 6).

3.1.4.2. Befundbogen II: Organsysteme

Diese Untersuchung umfaßte die Beurteilung der Kotkonsistenz, des Nabels, der Ohren,

der Gelenke und der Herzgeräusche sowie die Auskultation des Labmagens (Tab. 7).

3.1.4.3. Befundbogen III: Spezielle Untersuchung des Respirationstrakts

Die Untersuchung umfaßte die Befundung von Nasenausfluß, Husten, Atemfrequenz,

Atmungstyp, Atemintensität, Atemzeitquotient sowie Atemgeräuschen (Tab. 8).

3.1.5. Kriterien zur Beurteilung des Gesundheitsstatus der Tiere

Der klinische Status der Kälber wurde für jeden Tag der Versuchsperiode vor der oralen

Medikation, der zehntägigen Medikationsperiode und der Beobachtungsphase nach

Abschluß der oralen Medikation (mindestens drei Tage) entsprechend der in Tabelle 9

vorgegebenen Kriterien eingestuft. Dazu wurden die Mittelwerte aus der morgendlichen

und abendlichen Untersuchung gebildet. Die Einteilung erfolgte in die Status „klinisch

gesund“, „lungenkrank“ oder „andere Erkrankung“. Bei lungenkranken Tieren wurde

darüber hinaus auf der Grundlage der speziellen Untersuchung des Respirationstrakts

eine zusätzliche Differenzierung in Abhängigkeit vom Typ der Dyspnoe vorgenommen

(siehe Tab. 9).


Tab. 6: Befundbogen „ Allgemeine Untersuchung“

Code

lebhaft, physiol. 0

gedämpft, liegt viel

1

Verhalten, Haltung

apathisch, liegt fest

2

ungestört 0

zögernd 1

Tränke- aufnahme

trinkt nicht 2

normal 0

Atemfre- quenz deutl. erhöht 1

< 116 / min 0

116-130 / min 1

Herzfrequenz

> 130 / min 2

< 39,5 °C 0

39,5 – 40,0 °C 1

40,1-40,5 °C 2

Körper- temperatur

> 40,5 °C oder < 37,5 °C

3


Tab. 7: Befundbogen „ Organsysteme“

Code

pastös 0

suppig 1

Kot

wäßrig 2

unempfindlich, trocken, nicht warm, max. klein-fingerstark

0

leicht druckempfindlich, trocken, fingerstark

1

Nabel

deutl. druckempfindlich, warm, feucht, daumen-stark, innere Strukturen palpierbar

2

trocken 0

vermehrt gefüllt, keine Lahmheit

1

Gelenke

vermehrt gefüllt, Lahmheit

2

reges Spiel, kein Sekret

0

reges Spiel, mgr. Sekret

1

Ohr

Ohr hängt, Kopf schief, hgr. Sekret

2

nicht verlagert 0

Lab- magen verlagert 3

Labmagenulcus 2

Tympanie 2

Besonder- heiten

Pathologische Herzgeräusche

2


Tab. 8: Befundbogen „ Spezielle Untersuchung Respirationstrakt“

Code

kein oder wenig; serös 0

mgr. mucös 1

Nasenausfluß

hgr. muco-purulent 2

kein 0

gelegentlich 1

Husten

häufig 2

< 46 / min 0

46 - 60 / min 1

Atem- frequenz

> 60 / min 2

normal 0

verstärkt 1

Atem- Intensität

hgr. verstärkt 2

normal 0

Insp. verlängert 1

Atemzeit- Quotient

Exsp. verlängert 2

normal 0

costal 1

Atmungs- typ

abdominal 2

normal 0

mgr. verschärft; v. a. inspiratorisch 1

Auskulta- tion

hgr. verschärft; v. a. exspiratorisch 2


Tab. 9: Kriterien für die Einteilung der Status und der Dyspnoe mit Hilfe der Befundbögen

Status CodeKT[ °C ]

Befund-bogen2 a)

Befund-bogen3 b) Dyspnoe

CodefürDyspnoe

Definition

Lungen-gesund

1 < 39,6 ≤ 2 Punkte ≤ 2 Punkte keineDyspnoe

0

FieberohneDyspnoe

4 > 39,5 ≤ 2 Punkte < 2 Punkte keineDyspnoe

0 Körpertemperatur an mindestens zwei Tagen höher als 39,5°Cund auf dem Befundbogen 2 höchstens 2 Punkte

2 > 39,5 > 2 Punkte ≤ 2 Punkte keineDyspnoe

0 Auf Befundbogen 2 mehr als zwei Punkte, aberbzgl. Atemintensität, Atemzeitquotient, Atmungstyp undAuskultation kein Punkt

2 > 39,5 > 2 Punkte ≤ 2 Punkte Inspirato-rischeDyspnoe

1 Auf Befundbogen 2 bzgl. Atemintensität, Atemzeitquotient,Atmungstyp, Auskultation in mindestens drei der vier Spalten 1Punkt

2 > 39,5 > 2 Punkte ≤ 2 Punkte Exspirato-rischeDyspnoe

2 Auf Befundbogen 2 bzgl. Atemintensität, Atemzeitquotient,Atmungstyp, Auskultation in mindestens drei der vier Spalten 2Punkte oder in mindestens zwei der vier Spalten 2 Punkte undzusätzlich in einer oder mehreren der anderen Spalten 1 Punkt.

2 > 39,5 > 2 Punkte ≤ 2 Punkte Inspirato-rischeDyspnoe

0,5 Morgens inspiratorische Dyspnoe und abends keine Dyspnoeoder morgens keine Dyspnoe und abends inspiratorischeDyspnoe

Lungen-krank

2 > 39,5 > 2 Punkte ≤ 2 Punkte GemischteDyspnoe

1,5 Morgens inspiratorische und abends exspiratorische Dyspnoeoder morgens exspiratorische und abends inspiratorischeDyspnoe

Krank -andereUrsache

3 > 39,5 >2 Punkte KeineDyspnoe

0

a) Befundbogen „Spezielle Untersuchung Respirationstrakt“ b) Befundbogen“Organsysteme (excl. Lunge)“

3. Material und Methoden Seite 51

3.1.6. Ausschluß von Tieren aus der Studie

Kälber wurden von der Wirksamkeitsstudie ausgeschlossen, wenn sie bei einer

Untersuchung im Rahmen der Untersuchung „Spezielle Untersuchung Respirationstrakt“

mehr als 9 Punkte erreichten oder im Rahmen der Untersuchung „Organsysteme (exkl.

Lunge)“ an zwei aufeinanderfolgenden Tagen mehr als zwei Punkte aufwiesen. Die orale

Medikation wurde dann abgebrochen und eine parenterale Therapie unmittelbar

begonnen.

Insgesamt wurden 36 der 80 Kälber (45 %) im Verlauf der zehntägigen

Medikationsperiode von der Studie ausgeschlossen.

3.1.7. Parenterale Behandlung

Die Initialbehandlung erfolgte mit Cefquinomsulfat (20 mg/kg/Tag s. c.; Cobactan®;

Hoechst Roussel Vet, Unterschleißheim;) sowie Bromhexinhydrochlorid (0,5 mg/kg/Tag

s. c.; Bisolvon®; Boehringer Ingelheim;). Sank die rektale Körpertemperatur innerhalb

von 48 h nicht unter 39,5 °C und wurden die Lungengeräusche innerhalb von 48 h auf

dem Befundbogen „Spezielle Untersuchung Respirationstrakt“ nicht als maximal

mittelgradig inspiratorisch verschärft beurteilt, so wurde die parenterale Therapie mit

Enrofloxacin (2,5 mg/kg s. c.; Baytril®; Bayer, Leverkusen) fortgesetzt.

3.1.8. Weiterführende Untersuchungen

Bei allen Kälbern der betreffenden Versuchsgruppe erfolgte die Entnahme einer

Trachealspülprobe unmittelbar vor der ersten Fütterung mit dem Medikament (erster

Tag der Medikation). Eine zweite Spülprobe wurde am ersten Tag nach Beendigung der

zehntägigen Medikation entnommen. Bei Tieren, die aufgrund massiver klinischer Symp-


tome aus der Studie ausgeschlossen werden mußten, erfolgte die Entnahme der zweiten

Spülprobe unmittelbar vor der ersten parenteralen Behandlung.

Bei Tieren mit einer rektalen Körpertemperatur von mehr als 39,9 °C wurden 12

Stunden nach dem Fieberpeak zwei Nasentupferproben genommen und im Ahlemer

Institut der Landwirtschaftskammer Hannover auf Parainfluenza-3-Virus, BRSV und

BHV-1 Virus untersucht.

Während der gesamten Aufenthaltsdauer in der Klinik wurden bei allen Tieren im

Abstand von drei Tagen sonographische Untersuchungen der Lunge durchgeführt.

Die Ergebnisse dieser weiterführenden Untersuchungen sind nicht Gegenstand der

vorliegenden Arbeit.

3.2. Blutgasanalyse

3.2.1. Zeitpunkt der Entnahme

Analysen der Blutgase im arteriellen Blut wurden im Abstand von im Mittel drei Tagen

bei jedem Tier durchgeführt. Die Entnahme der Blutproben erfolgte stets am Morgen

etwa 60 min nach der Fütterung.

3.2.2. Technik der Entnahme

Das Blut wurde aus der Arteria carotis comunis dextra bzw. sinistra entnommen. Dazu

wurde zunächst die Punktionsstelle etwa eine Handbreit oberhalb des Buggelenks im

Bereich der Apertura thoracis auf 5 x 5 cm rasiert, mit Alkohol (96 %) entfettet und mit

Jodtinktur (10 %) gesäubert. Dann wurde die Arterie mit einer Kanüle (1,20 x 75 mm;


TSK-Supra, Tochigi, Japan) punktiert. Das Blut wurde in einer Spritze (2 ml)

aufgefangen, deren Stempel zuvor herausgezogen wurde und in die etwa 50 mg

Heparinpulver (Lithium-Heparin, Sigma, Steinheim) gegeben worden war. Die Spritzen

wurden unmittelbar auf Kühlakkus gelegt.

Bei etwa 15 % der Versuche gelang die Punktion der Arteria carotis communis bei drei

aufeinanderfolgenden Versuchen nicht. Bei den betreffenden Tieren wurde dann nach

einer Pause von 20 min arterielles Blut aus der Arteria auricularis caudalis entnommen.

Dazu wurde der Ohrrücken zunächst rasiert, entfettet und jodiert. Die Arterie wurde

dann punktiert (0,8 x 40 mm; Terumo, Leuven, Belgien). Das Blut wurde bei diesem

Vorgehen unmittelbar in zwei Kapillarröhrchen (100 mm, Natrium-Heparin AD 1,75,

Hirschmann® Laborgeräte, LAT, Garbsen) aufgefangen, die anschließend mit Parafilm

verschlossen und auf Kühlakkus gelegt wurden.

3.2.3. Analyse

Die Blutgasanalysen erfolgten innerhalb von maximal 60 min nach Blutentnahme mit

Hilfe eines vollautomatischen Systems (Blood Gas System 278; Ciba Corning, Bayer

Vital, Fernwald). Folgende Parameter wurden bestimmt: pH Wert, Sauerstoffpartialdruck

(pO2), Sauerstoffsättigung (SatO2), Kohlendioxidpartialdruck (pCO2), Konzentration des

Standard-Bicarbonat (HCO3) sowie die alveolo-arterielle Sauerstoffdifferenz (Aa-DO2).


3.3. Die Untersuchung der Lungenfunktion mit Hilfe der

Impulsoszilloresistometrie

3.3.1. Zeitpunkt der Untersuchungen

Alle Kälber wurden über die Dauer des gesamten Klinikaufenthalts im Abstand von im

Mittel drei Tagen mit Hilfe der Impulsoszilloresistometrie (IOS) untersucht. Jedes Tier

wurde vor Beginn der zehntägigen Medikation sowie nach Ende der zehntägigen

Medikation jeweils mindestens einmal, sowie während der zehntägigen

Medikationsperiode mindestens dreimal untersucht. Es wurden insgesamt 462

Untersuchungen ausgewertet (5,5 ± 0,9 Untersuchungen pro Tier). Alle IOS-

Untersuchungen erfolgten zwischen 12.00 h und 16.00 h.

3.3.2. Durchführung der Untersuchungen

Die Untersuchungen wurden mit dem Impulsoszilloresistometriesystem „Master Screen-

IOS“ (E. Jaeger GmbH, Würzburg) mit einer speziell angefertigten Atemmaske, einem

Laptop (586 DX Prozessor) sowie entsprechender Software (Master Screen-Lab 4.23;

Jaeger GmbH, Würzburg) durchgeführt (Abb. 3).

Der Laptop wurde über ein Interface mit dem Impulsgenerator und dem Meßkopf des

IOS verbunden. Das IOS-System bestand im wesentlichen aus einem Lautsprecher als

Impulsgenerator, einem Pneumotachographen, einem Drucksensor und dem

Abschlußwiderstand.

An jedem Untersuchungstag wurden zunächst die Luftfeuchte, der Luftdruck und die

Raumtemperatur in die entsprechende Programmmaske eingegeben. Die Ohrmarke des

Kalbes sowie Körpergewicht und die mit einem Meßstab gemessene Körpergröße

wurden als Patientendaten einmalig vor der ersten Untersuchung registriert


Abb. 3: Aufbau des IOS-Systems und Durchführung einer Messung

Für die Messung wurde das Kalb in einen speziellen Stand gestellt, so daß eine

zusätzliche Fixation mittels Strick überflüssig war. Dem Tier wurde die aus Scotchcast®-

Binden (Fa. Lohmann) gefertigte Maske aufgesetzt und hinter den Ohren mit einem

Nylongurt mit Klippverschluß befestigt. Eine Gummimanschette an der Maske

gewährleistete, daß keine Luft zwischen dem Kopf des Tieres und der Maske entweichen

oder eintreten konnte. Bevor mit den Untersuchungen begonnen wurde, konnten sich

die Tiere etwa fünf Minuten an die neue Situation gewöhnen. Die Maske war durch

einen 35 cm langen, flexiblen Plastikschlauch (25 mm Durchmesser) mit dem IOS-Gerät

verbunden, so daß das Gerät durch eventuelle Abwehrbewegungen der Tiere nicht

gefährdet war.

Vor jeder Einzelmessung wurde das Sieb im Pneumotachographen gegen ein neues

ausgetauscht und eine Eichung durchgeführt. Dazu wurde eine speziell für diesen Zweck


angefertigte Luftpumpe an den Pneumotachografen angeschlossen. Mit dieser wurde

das Meßsystem mittels einiger Luftstöße durch das Sieb des Pneumotachographen

geeicht.

Die Untersuchungen wurden bei Ruheatmung ohne Sedierung vorgenommen. Sobald

die Tiere ruhig und entspannt standen, wurde mit den Messungen begonnen, die sich

bei nahezu allen Tieren als unproblematisch erwiesen; bereits bei der ersten Messung

wurden die Fixation der Tiere auf dem Stand und das Aufsetzen der Maske ohne

erkennbare Aufregung und/oder Gegenwehr von den Kälbern akzeptiert. Es wurde

besonders auf eine möglichst gerade Kopf-Hals-Linie des Tieres geachtet, ohne jedoch

die Trachea des Kalbes dabei zu berühren.

Bei jedem Tier wurden mindestens vier und höchstens sechs Registrierungen

durchgeführt, bei denen die Tiere über 30 bis 60 sec gleichmäßig atmeten (Abb. 3a).

Kam es während der Registrierung zu Störungen durch plötzliche Bewegungen des

Kopfes, Trippeln oder Hustenstöße, so wurde die Messung wiederholt (Abb. 3b).

3.3.3. Auswertung der Untersuchungen

3.3.3.1. Prüfung der Validität der Messungen

Die Auswertung der Messungen erfolgte nach Beendigung aller vier

Versuchsdurchgänge. Dazu wurde zunächst jede der vier bis sechs Registrierungen

eines Tieres von einem bestimmten Versuchstag einzeln von der Festplatte aufgerufen.

Als Kriterium für die Auswertbarkeit galt zunächst eine möglichst gleichmäßige Atmung

(siehe oben); damit im Zusammenhang stehend wurde die Kohärenz als Parameter für

die Qualität der Messung herangezogen. Der optimale Kohärenzwert 1 entspricht dabei

einer völligen Übereinstimmung des ausgesendeten Testsignals mit der Antwort des


respiratorischen Sytems (100 %). In Anlehnung an die Maßgaben aus der

Bedienungsanleitung des IOS-Geräts wurden alle Messungen, die eine Kohärenz von

weniger als 0,8 aufwiesen, verworfen. Dies erwies sich jedoch nur bei sehr wenigen

Messungen als notwendig, da Aufzeichnungen mit Unregelmäßigkeiten in der Regel

schon bei der Registrierung erkannt und verworfen wurden.

Abb. 3a und 3b: Beispiel für eine Messung mit einer Kohärenz zwischen 0,95 und 1

(3a) und einer nicht auswertbaren Messung mit einer Kohärenz von

0,2 - 0,8 (3b).

3.3.3.2. Vorversuche zur Auswahl des Auswertungsintervalls

Zur Standardisierung der Methode wurden in Vorversuchen aus vier verschiedenen

zufällig ausgewählten Registrierungen unterschiedlich lange Intervalle ausgewertet:

• fünf aufeinanderfolgende, gleichmäßige Atemzyklen (d. h. jeweils Inspiration und

Exspiration),

• zehn aufeinanderfolgende, gleichmäßige Atemzyklen,

• ein Intervall von 10 sec (beginnend mit einer Inspiration),

• ein Intervall von 30 sec (beginnend mit einer Inspiration).

Die Mittelwerte aus den vier (bis sechs) Registrierungen eines jeden Meßtages wurden

für die Parameter Atemzugvolumen (Vt), zentrale Resistance (Rz), periphere Resistance


(Rp), Resistance (R) bei 5, 10, 15 und 20 Hz sowie Reactance (X) bei 5, 10, 15 und 20

Hz gebildet und verglichen (Tabelle 10).

Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wurden stets fünf gleichmäßige Atemzyklen zur

Auswertung herangezogen. Die aus den einzelnen Registrierungen gebildeten

Mittelwerte eines Meßtages wurden anschließend in ein Statistikprogramm übertragen

(Sigmastat 1.1; Jandel Scientific).


Tab. 10: Beispiel für den Vergleich der Atemzugvolumina und IOS-Parameter bei Auswertung unterschiedlich langer

Intervalle (5 Atemzüge [Az], 10 Sekunden, 15 Sekunden und 30 Sekunden) bei einem klinisch gesunden Kalb.

Regi-strie-rung

Inter-vall

Vt

[ml)

Rz

[kPa/ (l/s)]

Rp

[kPa/ (l/s)]

R5

[kPa/ (l/s)]

R10

[kPa/ (l/s)]

R15

[kPa/ (l/s)]

R20

[kPa/ (l/s)]

X5

[kPa/ (l/s)]

X10

[kPa/ (l/s)]

X15

[kPa/ (l/s)]

X20

[kPa/ (l/s)]

1 5 Az 560 0,22 0,10 0,44 0,42 0,45 0,47 -0,04 -0,03 -0,03 -0,07

10 sec 560 0,22 0,10 0,44 0,42 0,45 0,47 -0,04 -0,02 -0,03 -0,07

15 sec 560 0,24 0,10 0,41 0,40 0,43 0,47 -0,04 -0,01 -0,01 -0,05

30 sec 560 0,26 0,10 0,46 0,43 0,46 0,47 -0,04 -0,03 -0,03 -0,07

2 5 Az 550 0,25 0,10 0,43 0,42 0,45 0,46 -0,03 -0,02 -0,02 -0,06

10 sec 550 0,25 0,10 0,43 0,41 0,47 0,46 -0,03 -0,02 -0,02 -0,06

15 sec 550 0,25 0,10 0,43 0,42 0,45 0,46 -0,02 -0,02 -0,02 -0,06

30 sec 550 0,25 0,10 0,43 0,41 0,44 0,46 -0,03 -0,02 -0,02 -0,06

3 5 Az 570 0,24 0,10 0,43 0,39 0,43 0,44 -0,03 -0,02 -0,02 -0,06

10 sec 570 0,24 0,10 0,41 0,39 0,43 0,44 -0,03 -0,01 -0,02 -0,06

15 sec 570 0,23 0,10 0,41 0,39 0,43 0,42 -0,03 -0,02 -0,02 -0,06

30 sec 570 0,23 0,10 0,41 0,39 0,43 0,43 -0,03 -0,02 -0,02 -0,06

4 5 Az 520 0,24 0,10 0,41 0,42 0,46 0,47 -0,02 -0,02 -0,03 -0,07

10 sec 520 0,24 0,10 0,43 0,42 0,46 0,47 -0,02 -0,01 -0,03 -0,07

15 sec 520 0,24 0,10 0,42 0,41 0,46 0,47 -0,02 -0,01 -0,02 -0,07

30 sec 520 0,25 0,10 0,44 0,42 0,46 0,48 -0,03 -0,02 -0,03 -0,08


3.3.4. Statistik

Statistische Berechnungen wurden mit dem Statistikprogramm SIGMASTAT 1.1.

(JANDEL SCIENTIFIC) durchgeführt.

Die Prüfung der Ergebnisse auf Normalverteilung erfolgte mit Hilfe des Kolmogorov-

Smirnov-Tests; die überwiegende Mehrzahl der Stichproben erwies sich dabei als nicht

abweichend von einer Normalverteilung. Entsprechend wurden die Ergebnisse einheitlich

als arithmetische Mittelwerte mit Standardfehler oder Standardabweichung angegeben.

Die Signifikanz der Unterschiede zwischen Mittelwerten wurde varianzanalytisch mit dem

Student-Newman-Keul-Test für multiple Mittelwertsvergleiche bzw. Vergleiche von

gepaarten Mittelwerten geprüft. Bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von weniger als

5 % (p < 0,05) wurden die Ergebnisse als statistisch signifikant bezeichnet.

Intraindividuelle Variationskoeffizienten wurden als prozentualer Anteil der

Standardabweichung vom Mittelwert errechnet.

Korrelationen wurden mittels der Berechnung nach Pearsson bestimmt.

3.3.5. Spezielle Auswertung der Versuchsergebnisse

3.3.5.1. Körpergewicht und Lebensalter als Einflußfaktoren auf die


Zunächst galt es zu prüfen, ob die im Rahmen dieser Studie untersuchten Parameter

durch die Zunahme des Körpergewichts bzw. das steigende Lebensalter der Tiere

während der jeweiligen Versuchsperiode beeinflußt wurden. Dazu wurden von allen

klinisch gesunden Kälbern die acht schwersten bzw. leichtesten sowie die acht jüngsten


bzw. ältesten Tiere ausgewählt. Alle untersuchten Parameter wurden in den jeweiligen

Gruppen gemittelt und statistisch miteinander verglichen.

3.3.5.2. Intraindividuelle Varianz der Ventilationsgrößen und IOS-

Parameter bei klinisch lungengesunden Kälbern

Es wurden zehn Kälber ausgewählt, die während der gesamten Versuchsperiode klinisch

gesund waren. Im Mittel wurden bei jedem dieser Tiere 5,2 + 0,5 Messungen in etwa

dreitägigem Abstand durchgeführt. Die Ergebnisse der verschiedenen Meßtage eines

jeden Tieres für jeden einzelnen Parameter wurden gemittelt. Aus der

Standardabweichung wurde der individuelle Variationskoeffizient als Maß für die

intraindividuelle Varianz berechnet. Schließlich wurden die Mittelwerte und die

Standardabweichung für jeden Parameter aus den Variationskoeffizienten aller zehn

Tiere errechnet.

3.3.5.3. Ventilationsgrößen und IOS-Parameter bei klinisch gesunden und

lungenkranken Kälbern

Zunächst wurden die Ergebnisse sämtlicher Messungen in einer Datei zusammengefaßt.

Demnach wurden sie entsprechend der Ohrmarkennummer der Tiere sortiert,

anschließend entsprechend dem Versuchstag. Daraus ergab sich eine Auflistung der

Versuchsergebnisse eines jeden Tieres über den Verlauf der Versuchsperiode. Sie wurde

ergänzt durch die Score-Punkte zur Charakterisierung des Schweregrads der

Atemwegserkrankung (gemäß Tabelle 8), die Codezahlen für den klinischen Status, den

Dyspnoetyp und den Behandlungsstatus des Tieres am Tag der Messung (Tab. 9). Aus

diesen Dateien wurden neue Dateien erstellt mit jeweils einem klinischen Status,

Dypnoetyp usw. und statistisch geprüft.


Die hieraus errechneten Mittelwerte ergaben sich aus einer unterschiedlichen Anzahl

von Messungen (n) von jedem Tier (N). Potentiell können aus diesem Verfahren

Verzerrungen der Mittelwerte resultieren, wenn z. B. das Tier A mit sehr niedrigen

Meßwerten fünfmal bei der Berechnung des Mittelwertes xtotal berücksichtigt wird (NA:

nA1, nA2, nA3, nA4, nA5), ein zweites Tier B mit sehr hohen Werten hingegen nur zweimal

(NB: nB1, nB2). Im Rahmen einer vorläufigen Auswertung wurde die Zulässigkeit des

oben beschriebenen Verfahrens (xtotal = [ nA1 + nA2 + nA3 + nA4 + nA5 + nB1 + nB2 ] / 7 )

geprüft, indem die Mittelwerte für jedes Tier aus den Messungen errechnet wurden (xA

= [ nA1 + nA2 + nA3 + nA4 + nA5 ] / 5; xB = [ nB1 + nB2 ] / 2 ); diese wurden

anschließend wiederum gemittelt (xtotal = [ xA + xB ] / 2), um ausschließlich die

interindividuelle Varianz zu erfassen. Die mit diesen zwei unterschiedlichen Verfahren

berechneten Mittelwerte und Streuungsmaße waren jedoch nahezu identisch, so daß

stets das praktikablere erste Verfahren für die weitere Auswertung gewählt wurde.

3.3.5.4. Vergleich der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter von nicht

bzw. nur oral behandelten Kälbern mit parenteral behandelten

Kälbern

Um spezifische Effekte der parenteral applizierten Medikamente auf Ventilationsgrößen

und IOS-Parameter zu prüfen, wurden in einer Datei die nicht behandelten bzw. nur oral

behandelten Tiere zusammengefaßt und in einer zweiten Datei die parenteral

behandelten Tiere. Eine weitere Spezifizierung erfolgte, indem die jeweiligen Dateien

darüber hinaus aufgesplittet wurden entsprechend des klinischen Status bzw. des

Dyspnoetyps der Tiere.


3.3.5.5. Veränderungen der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter im


Ziel dieser Auswertung war es, die relativen und absoluten Veränderungen von

Ventilationsgrößen und IOS-Parametern bei Kälbern im Verlauf der Erkrankung zu

erfassen. Dazu wurden 15 Kälber ausgewählt, die alle zum Zeitpunkt der ersten IOS-

Untersuchung klinisch lungengesund waren, anschließend an einer Bronchopneumonie

erkrankten und spätestens bei der letzten IOS-Messung wiederum lungengesund waren.

Bei diesen Tieren waren entsprechend zwischen den IOS-Messungen deutliche

Unterschiede im klinischen Score nachweisbar. Es wurde nun mittels eines

semiquantitativen Score-Systems geprüft, in welchem Umfang die untersuchten

Parameter absolute und relative Veränderungen aufwiesen wie der respiratorische

Score.

3.3.5.6. Berechnung von Korrelationen

Für die Bestimmung der Korrelationen zwischen dem klinischen Bild und den

Ventilationsgrößen bzw. IOS-Parametern wurde zunächst die Datei mit den

Meßergebnissen aller lungengesunden und lungenkranken Tiere verwendet. Dadurch

wurden die Meßergebnisse von Tieren mit anderweitigen Organerkrankungen von der

Auswertung ausgeschlossen.

Um die Ergebnisse der Ventilationsgrößen bzw. IOS-Parameter mit den Ergebnissen der

Blutgasanalysen zu korrelieren, wurden ausschließlich die Meßergebnisse von den Tagen

herangezogen, an denen bei dem jeweiligen Tier auch eine Analyse der Blutgase im

arteriellen Blut durchgeführt wurde.

4. Ergebnisse Seite 64

4. ERGEBNISSE

4.1. Körpergewicht und Lebensalter als Einflußfaktoren auf


Zum Zeitpunkt der Einstallung war bei den klinisch lungengesunden schweren Kälbern

eine höhere Atemfrequenz und ein höheres Atemminutenvolumen nachweisbar als bei

den leichten Tieren. Die Resistance war überwiegend nicht signifikant unterschiedlich

zwischen diesen Gruppen; lediglich die zentrale Resistance Rz erwies sich bei den

schweren Kälbern als niedriger verglichen mit der der leichten Tiere. Die Reactance war

zwar bei den schweren Tieren tendenziell weniger negativ als bei den leichten Tieren,

die Unterschiede waren jedoch nur für die X15Hz und X20Hz signifikant (Tab. 11).

Der Vergleich der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter zwischen den lungengesunden

Kälbern mit dem niedrigsten und höchsten Lebensalter ergab zum Zeitpunkt der

Einstallung keine signifikanten Unterschiede, mit Ausnahme einer höheren peripheren

Resistance bei den älteren Tieren (Tab. 12).

4.2. Intraindividuelle Varianz der Ventilationsgrößen und IOS-

Parameter bei klinisch lungengesunden Kälbern

Die Abschätzung der intraindividuellen Varianz der Ventilationsgrößen und IOS-

Parameter erfolgte durch Mitteln der Variationskoeffizienten von 16 lungengesunden

Kälbern, bei denen jeweils 5,2 + 0,5 Messungen durchgeführt wurden (Tab. 13).


Die Variationskoeffizienten der Ventilationsgrößen lagen zwischen etwa 10 und 20 %.

Für die Resistance errechneten sich Variationskoeffizienten zwischen 10 und 15 %;

lediglich für die periphere Resistance ergab sich ein deutlich höherer Wert (33 %).

Für die Reactance wurden keine Variationskoeffizienten berechnet, da die Meßwerte

meist sehr klein waren, so daß sich für die Variationskoeffizienten extrem große Zahlen

ergaben. Es wurden deshalb in Tab. 13 lediglich die Mittelwerte und

Standardabweichungen angegeben. Ein Vergleich mit den Ergebnissen der Resistance

macht deutlich, daß sich die Streuung der einzelnen Reactance-Messungen in derselben

Größenordnung bewegte.

Tab. 11: IOS-Parameter und Ventilationsgrößen zwischen den leichtesten und den

acht schwersten klinisch lungengesunden Kälbern; Mittelwerte (+ SD) der

Meßergebnisse des ersten Meßtages

Leicht

Schwer

Signifikanz

Anzahl 8 8

Körpergewicht [kg] 32,5 ± 2,6 47,9 ± 3,2 p < 0,001

Lebensalter [Tage] 20,4 ± 4,2 21,3 ± 11,8 n. s.

Atemfrequenz [min-1] 18,4 ± 2,1 26,3 ± 9,6 p = 0,04

Atemzugvolumen [l] 0,32 ± 0,06 0,37 ± 0,09 n. s.

Atemminutenvolumen [l] 5,82 ± 0,79 9,34 ± 2,13 p < 0,001

Zentrale Resistance [kPa/(l/s)] 0,23 ± 0,03 0,19 ± 0,02 p = 0,04

Periphere Resistance [kPa/(l/s)] 0,12 ± 0,05 0,12 ± 0,04 n. s.

R5Hz [kPa/(l/s)] 0,41 ± 0,08 0,37 ± 0,08 n. s.

R10Hz [kPa/(l/s)] 0,38 ± 0,06 0,35 ± 0,05 n. s.

R15Hz [kPa/(l/s)] 0,36 ± 0,05 0,34 ± 0,05 n. s.

R20Hz [kPa/(l/s)] 0,34 ± 0,04 0,35 ± 0,04 n. s.

X5Hz [kPa/(l/s)] - 0,05 ± 0,03 - 0,02 ± 0,04 n. s.

X10Hz [kPa/(l/s)] - 0,07 ± 0,04 - 0,04 ± 0,04 n. s.

X15Hz [kPa/(l/s)] - 0,08 ± 0,04 - 0,04 ± 0,03 p = 0,02

X20Hz [kPa/(l/s)] - 0,08 ± 0,04 - 0,04 ± 0,03 p = 0,02


Tab. 12: IOS-Parameter und Ventilationsgrößen zwischen den jüngsten und den

acht ältesten klinisch lungengesunden Kälbern; Mittelwerte ( + SD ) der

Meßergebnisse des ersten Meßtages

Jung

Alt

Signifikanz

Anzahl 8 8

Körpergewicht [kg] 43,1 ± 5,6 42,8 ± 3,6 n.s.

Lebensalter [Tage] 9,8 ± 2,0 35,1 ± 3,4 p < 0,001

Atemfrequenz [min-1] 23,3 ± 10,0 20,6 ± 2,8 n.s.

Atemzugvolumen [l] 0,42 ± 0,11 0,44 ± 0,09 n.s.

Atemminutenvolumen [l] 9,3 ± 2,7 8,9 ± 1,6 n.s.

Zentrale Resistance [kPa/(l/s)] 0,19 ± 0,03 0,20 ± 0,02 n.s.

Periphere Resistance [kPa/(l/s)] 0,09 ± 0,01 0,13 ± 0,03 p = 0,04

R5Hz [kPa/(l/s)] 0,35 ± 0,05 0,39 ± 0,05 n.s.

R10Hz [kPa/(l/s)] 0,35 ± 0,05 0,37 ± 0,04 n.s.

R15Hz [kPa/(l/s)] 0,36 ± 0,06 0,36 ± 0,04 n.s.

R20Hz [kPa/(l/s)] 0,37 ± 0,05 0,37 ± 0,03 n.s.

X5Hz [kPa/(l/s)] 0,00 ± 0,04 - 0,04 ± 0,03 n.s.

X10Hz [kPa/(l/s)] 0,01 ± 0,05 - 0,05 ± 0,03 p = 0,04

X15Hz [kPa/(l/s)] 0,00 ± 0,06 - 0,05 ± 0,02 n.s.

X20Hz [kPa/(l/s)] 0,01 ± 0,07 - 0,05 ± 0,01 n.s.


Tab. 13 : Mittlere Variationskoeffizienten der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter

von 16 klinisch lungengesunden Kälbern, bei denen jeweils pro Tier 5,2 ± 0,5

Messungen im Abstand von etwa 3 Tagen durchgeführt wurden (N=16, n=83)

Mittel- Wert

SD Mittlerer VK

Atemfrequenz

[ min-1 ]

20,6 3,6 21,4

Atemzugvolumen [ l ]

0,40 0,05 13,3

Zentrale Resistance

[ kPa/(l/s) ]

0,220 0,032 12,4

Periphere Resistance

[ kPa/(l/s) ]

0,114 0,025 33,9

R5Hz

[ kPa/(l/s) ] 0,398 0,039 14,2

R10 Hz [ kPa/(l/s) ]

0,381 0,035 13,2


0,377 0,038 13,0


0,371 0,037 10,4

X5 Hz [ kPa/(l/s) ]

- 0,028 0,017

X10 Hz [ kPa/(l/s) ]

- 0,035 0,021

X15 Hz [ kPa/(l/s) ]

- 0,043 0,022

X20 Hz

[ kPa/(l/s) ] - 0,050 0,022


4.3. Ventilationsgrößen und IOS-Parameter bei klinisch

lungengesunden und lungenkranken Kälbern

4.3.1. Ventilationsgrößen

Die Atemfrequenz der lungengesunden Tiere (Status 1, DT 0) war mit im Mittel 21

Atemzügen pro Minute signifikant niedriger als die Atemfrequenz der lungenkranken

Tiere mit inspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 0,5/1). Deren Frequenz war mit etwa

35 min-1 wiederum etwa 30 % niedriger als die der lungenkranken Tiere mit gemischter

oder exspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 1,5/2) (Abb. 4A).

Die Atemfrequenz der lungengesunden Tiere mit Fieber (Status 4, DT 0) unterschied

sich nicht signifikant von der der klinisch lungengesunden Tiere; sie war somit niedriger

als die der lungenkranken Kälber mit inspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 0,5/1).

Die Atemfrequenz der klinisch lungengesunden Tiere unterschied sich nicht von der

Atemfrequenz der Tiere mit anderen Erkrankungen (Status 3, DT 0).

Das mittlere Atemzugvolumen von klinisch lungengesunden Tieren (Status 1, DT 0)

unterschied sich mit etwa 385 ml nicht von dem der lungengesunden Tiere mit anderen

Erkrankungen (Status 3, DT 0). Es war etwa 30 % höher als das Atemzugvolumen von

klinisch lungengesunden Tieren mit Fieber (Status 4, DT 0) bzw. als jenes von

lungenkranken Tieren mit inspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 0,5/1). Das mit im

Mittel etwa 180 ml niedrigste Atemzugvolumen wurde bei den lungenkranken Tieren mit

gemischter oder exspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 1,5/2) gemessen (Abb. 4B).

Die Atemminutenvolumina unterschieden sich zwischen den einzelnen Gruppen nicht

signifikant (Abb. 5).


Abb. 4A u. 4B:

Atemfrequenzen und Atemzugvolumina von gesunden Kälbern (Status [S] 1,

Dyspnoetyp [DT] 0), lungengesunden Kälbern mit Fieber (S 4, DT 0), lungenkranken Kälbern ohne Dyspnoe (S 2, DT 0), lungenkranken Kälbern mit

inspiratorischer Dyspnoe (S 2, DT 0,5/1), lungenkranken Kälbern mit

gemischter oder exspiratorischer Dyspnoe (S 2, DT 1,5/2) sowie Kälbern mit

Erkrankungen anderer Organsysteme ohne Dyspnoe (S 3, DT 0) (Mittelwert ±

SEM); statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Mittelwerten der Gruppen sind durch unterschiedliche Buchstaben gekennzeichnet (p<0,05).

Ate

mfr

equ

enz

[m

in-1

]

0

10

20

30

40

50

a

ad

bde ce

f

a

Ate

mzu

gvo

lum

en[

l]

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

a

b bc

d

a

c

StatusDyspnoetypAnzahl Messungen

10

166

40

33

20

13

20,5/1

95

21,5/2

43

30

12


Abb. 5: Atemminutenvolumina von gesunden Kälbern (Status [S] 1,

Dyspnoetyp [DT] 0), lungengesunden Kälbern mit Fieber (S 4, DT 0),

lungenkranken Kälbern ohne Dyspnoe (S 2, DT 0), lungenkranken

Kälbern mit inspiratorischer Dyspnoe (S 2, DT 0,5/1), lungenkrankenKälbern mit gemischter oder exspiratorischer (S 2, DT 1,5/2) Dyspnoe

sowie Kälbern mit Erkrankungen anderer Organsysteme ohne Dyspnoe

(S 3, DT 0) (Mittelwert ± SEM); die Mittelwerte der Gruppen

unterscheiden sich nicht signifikant.

Ate

mm

inu

ten

volu

men

[l]

0,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10

166

4033

20,5/195

21,5/243

3012

2013



4.3.2. IOS-Parameter

Die zentrale Resistance Rz unterschied sich zwischen klinisch lungengesunden Tieren,

lungenkranken Kälbern mit in- und exspiratorischer Dyspnoe und lungengesunden

Tieren mit anderen Erkrankungen nicht (Abb. 6A). Im Mittel wurden Werte um 0,22

kPa / (l/s) berechnet.

Die periphere Resistance Rp der klinisch lungengesunden Tiere (Status 1 und 3) und

der Tiere mit Fieber (Status 4) unterschied sich nicht (Abb. 6B); die Mittelwerte lagen

bei etwa 0,12 kPa / (l/s). Für lungenkranke Tiere wurden Mittelwerte berechnet, die

30 – 50 % höher lagen als die der lungengesunden Kälber. Der Unterschied erwies sich

jedoch aufgrund der hohen Streuung lediglich für die Tiere mit gemischter oder

exspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 1,5/2) als signifikant (Abb. 6B).

Die Resistance bei 5, 10, 15, 20 Hz unterschied sich zwischen den verschiedenen

geprüften Gruppen nicht signifikant (Abb. 7). Es war lediglich eine Tendenz zu einer

zunehmenden negativen Frequenzabhängigkeit der Resistance bei lungenkranken Tieren

(Status 2) erkennbar. Die Mittelwerte der Tiere mit inspiratorischer und exspiratorischer

Dyspnoe waren nahezu gleich.

Auch die Mittelwerte der Reactance bei 5, 10, 15 und 20 Hz unterschieden sich

zwischen den verschiedenen geprüften Gruppen von klinisch lungengesunden bzw.

lungenkranken Kälbern nicht (Abb. 7). Zwar waren die Mittelwerte der Reactance bei

Tieren mit in- und exspiratorischer Dyspnoe negativer, aufgrund der erheblichen

Streuung der Werte erwiesen sich Unterschiede jedoch als nicht statistisch

unterschiedlich.


Abb.: 6A u. 6B: Zentrale (Abb.6A) und periphere Resistance (Abb. 6B) von gesunden Kälbern

(Status [S] 1, Dyspnoetyp [DT] 0), lungengesunden Kälbern mit Fieber (S 4,

DT 0), lungenkranken Kälbern ohne Dyspnoe (S 2, DT 0), lungenkranken

Kälbern mit inspiratorischer Dyspnoe (S 2, DT 0,5/1), lungenkranken Kälbern mit gemischter oder exspiratorischer Dyspnoe (S 2, DT 1,5/2) sowie Kälbern

mit Erkrankungen anderer Organsysteme ohne Dyspnoe (S 3, DT 0)

(Mittelwert ± SEM); statistisch signifikante Unterschiede zwischen den

Mittelwerten der Gruppen sind durch unterschiedliche Buchstaben

gekennzeichnet (p<0,05).

Rp

[kp

a/(l

/s)

]

0 ,0

0 ,1

0 ,2

a

a

a b

b

S ta tu sD y s p n o e ty pA n z a h l M e s s u n g e n

10

1 6 6

40

3 3

20

1 3

20 ,5 /1

9 5

21 ,5 /2

4 3

30

1 2

Rz

[kP

a/(l

/s)

]

0 ,0

0 ,1

0 ,2

0 ,3

aa a

a a

a


Abb. 7: Resistance- und Reactancewerte von lungengesunden Kälbern

(Status [S] 1, Dyspnoetyp [DT] 0, lungenkranken Kälbern (S 2, DT

0-2), lungengesunden Kälbern mit Fieber (S 4, DT 0 und Kälbern

mit anderen Erkrankungen ohne Dyspnoe (S 3 DT 0) (Mittelwert +SD).

Frequenz [ Hz ]

5 10 15 20

Res

ista

nce

bzw

.R

eact

ance

[kP

a/(l

/s)

]

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

S 1 DT 0 (n= 66)S 4 DT 0 (n=33)

S 2 DT 0,5/1 (n=95)S 2 DT 1,5/2 (n=43)

S 3 DT 0 (n=12)S 2 DT 0 (n=13)

R

X


4.4. Blutgasparameter

Signifikante Unterschiede bzgl. des pH-Werts im arteriellen Blut waren zwischen

lungengesunden und lungenkranken Tieren nicht nachweisbar; alle Mittelwerte lagen bei

etwa 7,41 (Abb. 8).

Auch die Mittelwerte, die für den Partialdruck des Kohlendioxids pCO2 berechnet

wurden, unterschieden sich nicht zwischen den geprüften Gruppen; sie lagen bei etwa

49 mm Hg (Abb. 9A).

Im Hinblick auf den Partialdruck des Sauerstoffs pO2 waren demgegenüber

deutliche Unterschiede nachweisbar (Abb. 9B). Die Mittelwerte der klinisch

lungengesunden Kälber (Status 1) waren mit 94 mm Hg vergleichbar mit jenen der

lungengesunden Kälber mit Fieber (Status 4), jedoch signifikant höher als jene der Tiere

mit inspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 0,5/1), die lediglich im Mittel bei 84 mm Hg

lagen. Die niedrigsten Mittelwerte wurden bei Tieren mit gemischter oder

exspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 1,5/2) gefunden.

Entsprechende Unterschiede wie bei dem pO2 ergaben sich auch für die

Sauerstoffsättigung Sat-O2 (Abb. 10A). Die absoluten Unterschiede waren jedoch

deutlich geringer; sogar die Mittelwerte der Tiere mit gemischter oder exspiratorischer

Dyspnoe (Status 2, DT 1,5/2) lagen mit 88 % nur 8 % niedriger als jene der

lungengesunden Kälber (Status 1).

Die alveolo-arterielle Sauerstoffdifferenz A-aDO2 der klinisch lungengesunden

Tiere (Status 1) war mit 12 mm Hg signifikant niedriger als die alveolo-arterielle

Sauerstoffdifferenz der lungengesunden Tiere mit Fieber (Status 4). Deren Mittelwert

unterschied sich wiederum signifikant von dem der lungenkranken Tiere mit


inspiratorischer Dyspnoe (Status 2, DT 0,5/1), bei denen im Mittel eine A-aDO2 von 24

mm Hg gemessen wurde. Die höchsten Werte wurden bei Tieren mit gemischter oder

exspiratorischer Dyspnoe nachgewiesen (Status 2, DT 1,5/2); der Mittelwert lag bei 36

mm Hg (Abb. 10B).

4.5. Ventilationsgrößen, IOS-Parameter und Blutgasparameter bei

klinisch lungengesunden und lungenkranken Kälbern: Einteilung

gemäß Score-Punkten auf Befunderhebungsbogen

„Respirationstrakt“


Die mittlere Atemfrequenz stieg mit zunehmender Anzahl der Scorepunkte.

Signifikante Unterschiede gab es zwischen Gruppen, die 3/4 Score-Punkte aufwiesen

und den Gruppen mit 5/6 bzw. 6/7 Punkten. Bei Tieren mit > 8 Punkten war eine

weitere Zunahme nicht nachweisbar (Abb. 11A).

Das Atemzugvolumen fiel mit steigender Anzahl der Scorepunkte von 370 ml (0-2

Punkte) auf etwa im Mittel 160 ml bei Tieren mit > 6 Punkten; die Unterschiede

erwiesen sich als statistisch signifikant (Abb. 11B).

Die Mittelwerte der Atemminutenvolumina waren in den Gruppen mit mehr als 4

Punkten geringer als in den Gruppen mit 0, 1/2 bzw. 3/4 Punkten. Diese tendenziellen

Unterschiede waren jedoch aufgrund der erheblichen Streuung der Einzelwerte nicht

statistisch signifikant (Abb. 12).



Eine signifikante Abhängigkeit zwischen der Anzahl der Score-Punkte und der zentralen

Resistance Rz war nicht nachweisbar. Bei allen untersuchten Tieren lagen die

Mittelwerte zwischen 0,23 und 0,25 kPa / (l/s) (Abb. 13A).

Die periphere Resistance Rp der klinisch lungengesunden Tiere (0-2 Punkte) lag

signifikant niedriger als die Mittelwerte der Tiere mit 5/6 bzw. 7/8 Punkten; die

absoluten Unterschiede waren jedoch relativ gering. Demgegenüber war der Mittelwert

der Tiere mit > 8 Punkten mehr als doppelt so hoch als der von Kälbern mit 7/8 Sore-

Punkten (Abb. 13B).

Analog zu den Ergebnissen auf der Basis der Einteilung in in- bzw. exspiratorische

Dyspnoe waren signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen mit geringer bzw.

hoher Anzahl von Score-Punkten weder hinsichtlich der Resistance bei 5, 10, 15, 20

Hz noch bzgl. der Reactance bei 5, 10, 15 und 20 Hz nachweisbar. Es war lediglich

eine tendenzielle Frequenzabhängigkeit der Resistance bei Tieren mit > 8 Score-Punkten

feststellbar. Die deutliche Verminderung der absoluten Werte für die Reactance

insbesondere bei 5 Hz bei Tieren mit der höchsten Anzahl an Score-Punkten (> 8

Punkte) ließ sich aufgrund der erheblichen Streuung der Werte nicht statistisch

absichern (Abb. 14).

4.5.3. Blutgasparameter

Der Mittelwert des pH-Werts im arteriellen Blutes von Kälbern mit bis zu 8 Score-

Punkten unterschied sich nicht; er lag im Mittel bei 7,41. Lediglich bei Tieren mit > 8

Score-Punkten lag der pH-Wert mit 7,39 signifikant niedriger (Abb. 15).


Der mittlere pCO2 war zwischen den Gruppen nicht unterschiedlich (Abb. 16A).

Mit zunehmender Anzahl von Score-Punkten nahm der pO2 signifikant ab; die

niedrigsten Werte bei Tieren mit > 8 Score-Punkten lagen bei etwa 60 mm Hg (Abb.

16B).

Die Sauerstoffsättigung sank mit steigender Anzahl der Score-Punkte. Bereits bei 3/4

Punkten war ein signifikanter Unterschied zu lungengesunden Tieren nachweisbar.

Lediglich bei Tieren mit > 8 Punkten war die mittlere Sauerstoffsättigung auf Werte

unter 85 % vermindert (Abb. 17A).

Die absoluten Unterschiede zwischen Tieren mit geringer und hoher Anzahl an Score-

Punkten waren hinsichtlich der alveolo-arteriellen Sauerstoffdifferenz sehr

deutlich; mit zunehmendem Schweregrad der respiratorischen Symptomatik wurden

Werte von bis zu 48 mm Hg erreicht (Abb. 17B).


Abb. 8: pH-Wert im arteriellen Blut von lungengesunden Kälbern (Status [S] 1,

Dyspnoetyp [DT] 0, lungengesunden Kälbern mit Fieber (S 4, DT 0),lungenkranken Kälbern mit inspiratorischer Dyspnoe (S 2, DT 0,5/1),

lungenkranken Kälbern mit gemischter oder exspiratorischer Dyspnoe

(S 2, DT 1,5/2); die Mittelwerte der Gruppen unterscheiden sich nicht

signifikant.

pH

0 ,0

7 ,2

7 ,3

7 ,4

7 ,5

S ta tu sD y s p n o e typ

10

40

20 ,5 /1

21 ,5 /2

2 1 6 3 9 8 7 4 3A n z a h l M e s s u n g e n


Abb. 9A u. 9B:

Kohlendioxidpartialdruck und Sauerstoffpartialdruck im arteriellen Blut von

lungengesunden Kälbern (Status [S] 1, Dyspnoetyp [DT] 0, lungengesunden

Kälbern mit Fieber (S 4, DT 0), lungenkranken Kälbern mit inspiratorischer

Dyspnoe (S 2, DT 0,5/1), lungenkranken Kälbern mit gemischter oder exspiratorischer Dyspnoe (S 2, DT 1,5/2); statistisch signifikante

Unterschiede sind durch unterschiedliche Buchstaben gekennzeichnet

(Mittelwert + SEM); (1 mm Hg = 0,1333 kPa).

pO

2[

mm

Hg

]

0

70

75

80

85

90

95

100

a


10

216

40

39

20,5/1

87

21,5/243

b

a

c

pC

O2

[m

mH

g]

0

40

42

44

46

48

50

52

a a a a


Abb. 10A u. 10B: Sauerstoffsättigung und alveolo-arterielle Sauerstoffdifferenz im arteriellen Blut

von lungengesunden Kälbern (Status [S] 1, Dyspnoetyp [DT] 0, lungengesunden

Kälbern mit Fieber (S 4, DT 0), lungenkranken Kälbern mit inspiratorischer

Dyspnoe (S 2, DT 0,5/1), lungenkranken Kälbern mit gemischter oder

exspiratorischer Dyspnoe (S 2, DT 1,5/2); statistisch signifikante Unterschiede sind durch unterschiedliche Buchstaben gekennzeichnet (Mittelwert + SEM);

(1 mm Hg = 0,1333 kPa).

A-a

DO

2[

mm

Hg

]

0

5

10

15

20

25

30

35

40

a

b

c

d


10

216

40

39

20,5/1

87

21,5/2

43

Sau

erst

off

sätt

igu

ng

[%

]

0

80

85

90

95

100

ab

c

a

B

A


Abb. 11A u. 11B: Atemfrequenz und Atemzugvolumen von Kälbern mit unterschiedlicher

Ausprägung respiratorischer Symptomatik (respiratorischer Score);

statistisch signifikante Unterschiede (p < 0,05) sind durch unterschiedliche

Buchstaben gekennzeichnet (Mittelwert + SEM).

Ate

mzu

gvo

lum

en[

l]

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40 a

b

c

dcd

Resp. ScoreAnzahl Messungen

0113

1/2153

3/463

5/636

7/834

>88

a

Ate

mfr

equ

enz

[m

in-1

]

0

10

20

30

40

50

60

70

a a

b

c

d

d


Abb. 12: Atemminutenvolumina von Kälbern mit unterschiedlicher Ausprägung

respiratorischer Symptomatik (respiratorischer Score); die Mittelwerte der

Gruppen unterscheiden sich nicht signifikant.

Ate

mm

inu

ten

volu

men

[l]

0,0

6,0

8,0

Resp. Score 0 1/2 3/4 5/6 7/8 >8

113 153 63 36 34 8Anzahl Messungen


Abb. 13A u. 13B: Zentrale und periphere Resistance von Kälbern mit unterschiedlicher usprägung

respiratorischer Symptomatik (respiratorischer Score); statistisch signifikante

Unterschiede (p < 0,05) sind durch unterschiedliche Buchstaben gekennzeichnet

(Mittelwert + SEM).

Rp

[kP

a/(l

/s)

]

0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,50

a aab b b

c


0113

1/2153

3/463

5/636

7/834

>88

Rz

[kP

a/(l

/s)

]

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

a

aaaaa


Abb. 14: Resistance- und Reactancewerte von Kälbern mit

unterschiedlicher Ausprägung respiratorischer Symptomatik(respiratorischer Score); (Mittelwert + SEM).

0 5 10 15 20

Re

sis

tan

ce

bzw

. R

ea

cta

nce

[

kP

a/(l

/s)

]

-0,40

-0,30

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

Resp. Score 0 (n =113)

Resp. Score 1/2 (n= 53)

Resp. Score 3/4 (n = 63)

Resp. Score 5/6 (n=36)

Resp. Score 7/8 (n=34)

Resp. Score >8 (n=8)

R

X


Abb. 15: pH-Wert von Kälbern mit unterschiedlicher Ausprägung

respiratorischer Symptomatik (resp. Score); statistisch signifikante

Unterschiede (p<0,05) sind durch unterschiedliche Buchstaben

gekennzeichnet (Mittelwert + SEM).

pH

0,0

7,2

7,3

7,4

7,5

143 137 65 33 25 10

Resp. Score 1/2 3/4 5/6 7/8 >80

Anzahl Messungen

aa a

a ab


Abb. 16A u. 16B : Sauerstoffpartialdruck und Kohlendioxidpartialdruck von Kälbern mit

unterschiedlicher Ausprägung respiratorischer Symptomatik (resp. Score);

statistisch signifikante Unterschiede (p<0,05) sind durch unterschiedliche

Buchstaben gekennzeichnet (Mittelwert + SEM); (1 mm Hg = 0,1333 kPa).

pO

2[m

mH

g]

050556065707580859095

100a b

c

d

e

f


0143

1/2137

3/465

5/633

7/825

>810

pC

O2

[m

mH

g]

0

40

42

44

46

48

50

52a

a aa

a a


Abb. 17A u. 17B:

Sauerstoffsättigung und alveolo-arterielle Sauerstoffdifferenz von Kälbern mit

unterschiedlicher Ausprägung respiratorischer Symptomatik (resp. Score); statistisch signifikante Unterschiede (p<0,05) sind durch unterschiedliche

Buchstaben gekennzeichnet (Mittelwert + SEM); (1 mm Hg = 0,1333 kPa).

AaD

O2

[mm

Hg

]

0

10

20

30

40

50

Resp. Score 0 1/2 3/4 5/6 7/8 >8143 137 65 33 25 10Anzahl Messungen

a a

b

cd

e

Sau

erst

off

sätt

igu

ng

[%

]

0

80

85

90

95

100

a ab

cd

e

A

B


4.6. Vergleich der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter von nicht


Kälbern


Zwischen den zu vergleichenden Gruppen der nicht oder nur oral behandelten Kälber

mit den parenteral behandelten Kälber gab es überwiegend keine signifikanten

Unterschiede bzgl. der Atemfrequenz, der Atemzugvolumina und der

Atemminutenvolumina. Lediglich die Atemfrequenz und das Atemzugvolumen der

lungengesunden, nicht behandelten oder nur oral behandelten Tiere (Status 1, DT 0,

Beh. 0/1) war signifikant niedriger als die der lungengesunden, parenteral antibiotisch

behandelten Tiere (Status 1, DT 0, Beh. 2) (Abb. 18, 19, 20).


Für die periphere und die zentrale Resistance ergaben sich nahezu keine signifikanten

Unterschiede zwischen den Gruppen; lediglich die periphere und die zentrale Resistance

der Tiere, die eine geringgradige inspiratorische Dyspnoe aufwiesen und nicht behandelt

oder nur oral antibiotisch behandelt waren, unterschied sich signifikant von

entsprechenden Tieren, die parenteral behandelt waren (Abb. 21, 22).

Für die Resistance und die Reactance bei 5, 10, 15, 20 Hertz gab es keine signifikanten

Unterschiede zwischen den nicht oder nur oral behandelten behandelten Tieren und den

parenteral antibiotisch behandelten Tieren (Abb. 23, 24).


Ate

mfr

equ

enz

[m

in-1

]

0

10

20

30

40

50

60

Status

DyspnoetypBehandlung

100/1

102

40

0/1

402

20,50/1

20,52

211

212

21,50/1

21,52

221

222

30

0/1

137 27 26 7 24 17 25 28 15 9 12Anzahl Messungen

a

b a

aa

aa

a

a

aa

a

a

Abb. 18: Atemfrequenzen von nicht behandelten oder nur oral behandelten Kälbern (0/1) mit parenteral behandelten Kälbern (2); signifikante Unterschiede zwischen Säulen gleicher Musterung sind durch unterschiedliche Buchstaben gekennzeichnet (Mittelwert + SEM).

ERGEBNISSE Seite- 90 -

Abb: 19: Atemzugvolumina von nicht behandelten oder nur oral behandelten Kälbern (0/1) mit parenteral behandelten Kälbern (2); signifikante Unterschiede zwischen Säulen gleicher Musterung sind durch unterschiedliche Buchstaben gekennzeichnet Mittelwert + SEM).

Ate

mzu

gvo

lum

en[

l]

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

StatusDyspnoetypBehandlung

102

402

20,52

212

21,52

222

10

0/1

40

0/1

20,50/1

211

21,50/1

221

30

0/1

137 27 26 7 24 17 25 28 15 8 9 10 12Anzahl Messungen

a

b a

aa

aa

aa

a aa

a


Abb. 20: Atemminutenvolumina von nicht behandelten oder nur oral behandelten Kälbern (0/1) mit

parenteral behandelten Kälbern (2); die Mittelwerte zwischen Säulen gleicher Musterung sind nicht signifikant.

Ate

mm

inu

ten

volu

men

[l]

0

2

4

6

8

10


10

0/1

40

0/1

402

20,50/1

20,52

211

212

21,50/1

21,52

221

222

30

0/1

102




Rp

[kp

a/(

l/s)

]

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35


100/1

102

400/1

402

20,50/1

20,52

211

212

21,50/1

21,52

221

222

300/1


aa

aa

a

b

a

a

a

a

a

a

a

Abb. 22: Periphere Resistance von nicht behandelten oder nur oral behandelten Kälbern (0/1) mit parenteral behandelten Kälbern (2); signifikante Unterschiede zwischen Säulen gleicher Musterung sind durch unterschiedliche Buchstaben gekennzeichnet (Mittelwert + SEM).


Frequenz [ Hz ]

5 10 15 20

Re

sis

tan

ce

bzw

. R

ea

cta

nce

[

kP

a /

(l/

s)]

-0,30

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

S1 DT 0 (n = 137)

S 4 DT 0 (n = 26)

S 2 DT 1,5 (n = 15)

S 2 DT 2 (n =10)S 2 DT 0,5 (n = 24)

S 3 DT 0 (n = 12)S 2 DT 1 (n = 25)

R

X

Abb. 23: Resistance- und Reactancewerte von nicht behandelten oder nur oral behandelten Kälbern;

lungengesund: Status [S] 1, Dyspnoetyp [DT] 0, lungengesund mit Fieber: S 4, DT 0, lungenkrank mit inspiratorischer Dyspnoe : S 2, DT 0,5/1, lungenkrank mit gemischter

oder exspiratorischer Dyspnoe: S 2, DT 1,5/2; (Mittelwert + SD).


Frequenz [ Hz ]5 10 15 20

Res

ista

nce

bzw

.Rea

ctan

ce[k

Pa

/(l/s

)]

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

S 1 DT 0 (n=27)

S 4 DT 0 (n=7)

S 2 DT 1,5 (n=8)

S 2 DT 0,5 (n=17)

S 2 DT 2 (n=10)S 2 DT 1 (n=28)

Abb. 24: Resistance- und Reactancewerte von parenteral behandelten Kälbern; lungengesund: Status [S] 1,

Dyspnoetyp [DT] 0, lungengesund mit Fieber: S 4, DT 0, lungenkrank mit inspiratorischer Dyspnoe: S 2, DT 0,5/1, lungenkrank mit gemischter oder exspiratorischer Dyspnoe: S 2, DT 1,5/2; (Mittelwert + SD).

R

X

ERGEBNISSE Seite- 96

4.7. Veränderungen der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter im Verlauf einer

bronchopneumonischen Erkrankung

Die Beziehung zwischen der klinischen Symptomatik und den im Rahmen der IOS-

Messungen erfaßten Parametern wurde bei 14 Kälbern mittels eines semiquantiativen

Scores erfaßt. Auswahlkriterium für diese Tiere war, daß sie bei Einlieferung klinisch

lungengesund waren, dann zumeist schwer an Bronchopneumonie erkrankten und

noch während des Verlaufs der Untersuchung vollständig gesundeten. Bei jedem

dieser Tiere wurden die Score-Punkte als Ausdruck des klinischen Bildes (Tab. 14)

mit IOS-Parametern in einer Grafik aufgetragen (z. B. Abb. 25, 26).

Bei 12 der 14 Kälber erwies es sich dabei als grundsätzlich möglich, Beziehungen

zwischen dem klinischen Bild und IOS-Parametern nachzuweisen. Die deutlichste

Übereinstimmung zwischen klinischer Symptomatik und IOS-Ergebnissen ergab sich

dabei für die Reactance bei 5 Hz und 10 Hz (Tab. 14).

Tab. 14: Übereinstimmung der IOS-Parameter mit respiratorischer Symptomatik

im Verlauf einer bronchopneumonischen Erkrankung

Parameter Übereinstimmung mit

respiratorischem Score [%]

Vt [l] 55

Rz [kPa/ (l/s)] 55

Rp [kPa/ (l/s)] 57

R5 Hz [kPa/ (l/s)] 48

R10 Hz [kPa/ (l/s)] 54

X5 Hz [kPa/ (l/s)] 71

X10 Hz [kPa/ (l/s)] 65


Versuchstage

1 6 11

Res

pir

ato

risc

her

Sco

re

0

2

4

6

8

10

5Hz

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

Versuchstage1 6 11

Res

pir

ato

risc

her

Sco

re

0

2

4

6

8

10

12

-0,25

-0,20

-0,15

-0,10

-0,05

0,00Reactance

10HzResistance

Abb. 25 : Veränderungen des respiratorischen Scores (vgl. Tab. 14, S.97), Resistance und Reactancevor, während und nach einer Bronchopneumonie (Tier 013).

kPa

/(l/s

)

kPa

/(l/s

)


V e rs u c h s ta g e

1 6 1 1

Res

pir

ato

risc

her

Sco

re

0

2

4

6

8

1 0

1 2

0 ,2 0

0 ,2 5

0 ,3 0

0 ,3 5

0 ,4 0

0 ,4 5

0 ,5 0

0 ,5 5

0 ,6 0

0 ,6 5

V e rs u c h s ta g e1 6 1 1

Res

pir

ato

risc

her

Sco

re

0

2

4

6

8

1 0

1 2

-0 ,2 5

-0 ,2 0

-0 ,1 5

-0 ,1 0

-0 ,0 5

0 ,0 0R e s is ta n c e R e a c ta n c e

kpa

/(l/s

)

kpa

/(l/s

)

5 H z

1 0 H z

A b b . 2 6 : V e rä n d e ru n g e n d e s re s p ira to r is c h e n S c o re s (v g l. T a b . 1 4 , S . 9 7 ) , R e s is ta n c e u n d R e a c ta n c ev o r , w ä h re n d u n d n a c h e in e r B ro n c h o p n e u m o n ie (T ie r 1 9 0 ) .


4.8. Berechnung von Korrelationen

Die statistischen Beziehungen zwischen klinischen Befunden, Ventilationsgrößen und

IOS-Parametern wurden mit Hilfe der Pearson'schen Korrelationskoeffizienten

geprüft. Dabei wurden zunächst alle durchgeführten Messungen in die Auswertung

einbezogen (Tab. 15, 16.).

Um die Ergebnisse der arteriellen Blutgasanalysen einzubeziehen, wurden

ausschließlich IOS-Messungen berücksichtigt, bei denen die IOS-Messungen an

demselben Tag stattfanden wie die Messungen der Blutgase (Tab. 16).


Tab. 15: Korrelationen zwischen klinischem Score, Ventilationsgrößen und IOS-

Parametern und Ergebnissen der Analysen arteriellen Blutes (angegeben ist

der Korrelationskoeffizient; das Signifikanzniveau ist gekennzeichnet durch : *:

p < 0,05; **: p < 0,01; ***: p< 0,001; n=462)

Ausk.Lu.

-2-

Freq.

-3-

Vt

-4-

RZ

-5-

RP

-6-

R5

-7-

R10

-8-

X5

-9-

X10

-10-Lp-1-

0,755***

0,735***

-0,653***

0,201***

0,451***

0,161**

0,142*

-0,508***

-0,428***

Ausk.Lu-2-

0,527***

-0,457***

0,117*

0,428***

0,162**

0,157**

-0,389***

-0,433***

Freq.-3-

-0,846***

0,083 0,368***

-0,063 -0,036 -0,497***

-0,357***

VT

-4--0,171

**-0,333

***-0,041 0,013 0,460

***0,421***

Rz-5-

0,386***

0,687***

0,705***

-0,431***

-0,497***

Rp-6-

0,693***

0,541***

-0,723***

-0,825***

R5

-7-0,893***

-0,374***

-0,661***

R10

-8--0,370

***-0,507

***X5

-9-0,861***

X10

-10-


Erklärungen zu Tabelle 15 und 16:

Zahl Abkürzung Parameter

-1- LP Score-Punkte des Befunderhebungsbogens“ Spezielle Untersuchung Respirationstrakt“

-2- Ausk.Lu. Score-Punkte der Lungenauskultation

-3- Frequ. Atemfrequenz während der IOS-Messung [ min-1 ]

-4- Vt Atemzugvolumen [ l ]

-5- Rz zentrale Resistance [ Hz ]

-6- Rp periphere Resistance [ Hz ]

-7- R5 Resistance bei 5 Hz [ kPa /(l/s) ]

-8- R10 Resistance bei 10 Hz [ kPa /(l/s) ]

-9- X5 Reactance bei 5 Hz [ kPa /(l/s) ]

-10- X10 Reactance bei 10 Hz [ kPa /(l/s) ]

-11- pCO2 Kohlendioxidpartialdruck [ mmHg ]

-12- pO2 Sauerstoffpartialdruck [ mm Hg ]

-13- Sat.O2 Sauerstoffsättigung des Hämoglobins [ % ]

-14- A-aDO2 alveolo-arterielle Sauerstoffdifferenz [ mm Hg ]


Tab. 16 : Korrelationen zwischen klinischem Score, Ventilationsgrößen und IOS-Parametern und Ergebnissen der Analysen

arteriellen Blutes (Angeben ist der Korrelationskoeffizient; das Signifikanzniveau ist gekennzeichnet durch * p < 0,05,

** p < 0,01; *** p < 0,001; n=127)

Ausk.Lu.-2-

Frequ.-3-

Vt

-4-RZ

-5-RP

-6-R5

-7-R10

-8-X5

-9-X10

-10-PCO2

-11-PO2

-12-Sat.O2

-13-A-aDO2

-14-LP-1-

0,748***

0,757***

-0,690***

0,239 0,377***

0,018 0,129 -0,503***

-0,371***

0,083 -0,531***

-0,449***

0,565***

Ausk.Lu.-2-

0,508***

0,431***

0,131 0,304***

0,030 0,187*

-0,396***

-0,299***

0,151 -0,468***

-0,402***

0,497***

Frequ.-3-

-0,875***

0,064 0,384***

-0,166 -0,009 -0,576***

-0,371***

0,121 -0,476***

-0,397***

0,464***

Vt

-4-0,171 -0,370

***0,011 -0,029 0,476

***0,409***

-0,078 0,443***

0,280**

-0,466***

RZ

-5-0,381***

0,679***

0,721***

-0,378***

0,515***

-0,039 -0,134 0,075 0,219

Rp-6-

0,603***

0,497***

-0,704***

-0,833***

-0,038 -0,301***

-0,126 0,344***

R5

-7-0,836***

-0,177 -0,565***

-0,121 -0,049 0,141 0,094

R10

-8--0,343

***-0,510

***-0,020 -0,106 0,021 0,103

X5

-9-0,846***

-0,038 0,385***

0,307***

-0,375***

X10

-10-0,0187 0,323

***0,169 0,332

***pCO2

-11--0,352

***-0,379

***-0,007

pO2

-12-0,764***

-0,884***

Sat.O2

-13--0,786

***

5. DISKUSSION Seite 103

5. DISKUSSION

Es war das Ziel der vorliegenden Arbeit

• zu prüfen, in welchem Umfang sich die klinische Diagnostik bei Kälbern mit

enzootischer Bronchopneumonie durch Anwendung der

Impulsoszilloresistometrie erweitern läßt,

• die Änderungen der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter bei

lungenkranken Kälbern näher zu charakterisieren,

• die Korrelationen zwischen klinischen Befunden, Ventilationsgrößen, IOS-

Parametern und Ergebnissen der arteriellen Blutgasanalysen zu prüfen,

• die geeignetesten IOS-Parameter zur Beurteilung des Verlaufs einer

bronchopneumonischen Erkrankung zu evaluieren.

5.1. Diskussion der Methodik

5.1.1. Versuchsdurchführung

Die Rahmenbedingungen der Wirksamkeitsstudie entsprachen weitgehend den

üblichen Haltungsbedingungen von Mastkälbern in der Praxis. Dies war insofern

geplant, als das Infektionsgeschehen mit den daraus resultierenden Konsequenzen

für die Inzidenz von enzootischen Bronchopneumonien möglichst praxisnah sein

sollte.

Die Fütterung der Tiere erfolgte zweimal täglich mit Milchaustauschertränke und

entsprach damit den praktischen Gegebenheiten in der Praxis. Die Gruppenhaltung

auf Stroh ist laut Kälberhaltungsverordnung (1997) ab einem Alter von 1 Woche

vorgeschrieben; Mastkälber bis zu einem Alter von sechs Wochen werden jedoch in

entsprechenden Betrieben häufig noch in Einzelboxen eingestellt.

Innerhalb aller Versuchsperioden starben von den 81 Kälbern 7 Tiere, das entspricht

einer Mortalität von 8,8 % und liegt im Bereich der unter Praxisverhältnissen


üblichen Verlustrate von 9 - 13% (GROTH, 1988). Jedem Kalb stand eine Stallfläche

von etwa 1,5 m2 zur Verfügung; das entspricht dem Wert, der laut

Kälberhaltungsverordnung (1997) für Kälber bis zu einem Gewicht bis 150 kg

vorgeschrieben ist.

5.1.2. Ablauf der weiterführenden Untersuchungen

Zusätzlich zur täglichen klinischen Befundung wurden arterielle Blutgasanalysen, IOS-

Messungen sowie Trachealspülproben und sonographische Untersuchungen bei den

Kälbern durchgeführt. Diese weiterführenden Untersuchungen erfolgten im Abstand

von im Mittel drei Tagen, um sämtliche Kälber einbeziehen zu können. Die gewählten

Intervalle erwiesen sich zwar als grundsätzlich brauchbar, um die klinische

Symptomatik im Zusammenhang mit enzootischer Bronchopneumonie mit IOS-

Befunden zu korrelieren. Jedoch änderte sich bei vielen Kälbern mit

Bronchopneumonie die klinische Symptomatik innerhalb von Stunden bzw. wenigen

Tagen sehr schnell; im Hinblick auf die erhebliche Dynamik dieser Veränderungen

wäre es bei bestimmten Tieren vorteilhafter gewesen, die funktionelle

Lungenfunktionsdiagnostik mittels IOS in Abständen von lediglich 24 Stunden (oder

in einzelnen Fällen von 12 Stunden) durchzuführen. Entsprechendes gilt sicher auch

für die Blutgasanalytik.

5.1.3. Klinische Befundung

Das gewählte Vorgehen bezüglich der Erfassung der klinischen Symptomatik (siehe

3.1.4.-3.1.5) ermöglichte eine exakte und lückenlose Erfassung der Dynamik des

Krankheitsgeschehens. Die zweimal tägliche klinische Untersuchung erlaubte es

zudem, auf Verschlechterungen des Krankheitsbildes unverzüglich zu reagieren.

Auffallend war hierbei, daß die Befundung eines Tieres durch zwei unabhängige

Personen zu lediglich marginalen Abweichungen hinsichtlich der Score-Punkte führte.


5.1.4. Durchführung der IOS-Messungen

Die IOS erfordert nahezu keine Mitarbeit des Patienten und repräsentiert ein nicht-

invasives Untersuchungsverfahren, das auch an unsedierten Tieren durchgeführt

werden kann. Da das Gerät problemlos und leicht zu transportieren ist, könnte es

auch unter den üblichen tierärztlichen Praxisbedingungen im Stall von Tierbesitzern

Verwendung finden.

Kälber erwiesen sich in den eigenen Untersuchungen als gut geeignete Versuchstiere

zur Durchführung der IOS-Messungen. Die Adaptationszeit an die Atemmaske und an

den Versuchsaufbau betrug bei der Mehrzahl der Tiere weniger als fünf Minuten. Die

Messungen konnten bei allen Tieren ohne Sedation und unter Spontanatmung

vorgenommen werden. Innerhalb von 20 Minuten waren in der Regel vier bis sechs

Einzelmessungen mit einer Dauer von jeweils 30 – 60 sec abgeschlossen. Beim

Schwein wird demgegenüber eine leichte Sedation und eine Hängematte zur

Durchführung der Messungen benötigt (REINHOLD et al., 1998a). Eine erste

Anwendung an Pferden wurde von VAN ERCK et al. (1998) beschrieben; es sind

jedoch für diese Tierart aufgrund der höheren Atemvolumina und Atemstromstärken

modifizierte technische Lösungen erforderlich.

In Übereinstimmung mit STRIE (1997) waren auch in der vorliegenden Studie keine

Messungen bei Kälbern mit hochgradig gestörtem Allgemeinbefinden durchführbar.

Insbesondere festliegende Tiere und Kälber mit starker exspiratorischer Dyspnoe

konnten in die Untersuchung nicht einbezogen werden. Daraus ergeben sich zwei

Konsequenzen: die bei Tieren mit hochgradiger exspiratorischer Dyspnoe

festgestellte hohe Atemfrequenz (Abb. 4A) berücksichtigt nicht, daß bei Tieren mit

Dyspnoe insbesondere in der Agonie die Atemfrequenz in der Regel niedrig ist

(Schnappatmung). Des weiteren kann nicht ausgeschlossen werden, daß die

Lungenfunktionsparameter bei Tieren mit extremer Dyspnoe deutlicher verändert

sind als es in den Ergebnissen dieser Studie zum Ausdruck kommt.


5.1.4.1. Intraindividuelle Varianz

Für die Interpretation der Meßergebnisse sind die intraindividuellen ebenso wie die

interindividuellen Varianzen von großer Bedeutung. Die intraindividuelle Varianz

ergibt sich aus der methodischen und der biologischen Varianz, wobei die

methodische Varianz mit Variationskoeffizienten von < 1 % sehr gering ist

(REINHOLD et al., 1998a). Die biologische Varianz ist somit der quantitativ wichtigste

Anteil an der gesamten intraindividuellen Varianz.

REINHOLD et al. (1998a) ermittelten bei 11 Kälbern und Messungen an drei

aufeinanderfolgenden Tagen dabei Variationskoeffizienten der Resistance zwischen 5

und 20 Hz von etwa 10 %. Bei STRIE (1997) lagen die Variationskoeffizienten für die

entsprechenden Resistancewerte zwischen 9 % und 13 %. In der vorliegenden

Studie wurden geringfügig höhere Varianzkoeffizienten berechnet (Tab. 13); eine

mögliche Ursache dafür sind die größeren zeitlichen Abstände zwischen den

einzelnen Untersuchungen.

5.1.4.2. Einfluß von Körpergewicht, Tageszeit und Kopfhaltung

Mit zunehmendem Körperwachstum vergrößern sich die Querschnitte der Atemwege,

die Strömungswiderstände innerhalb der Atemwege nehmen ab, die Compliance des

Lungengewebes nimmt zu (CASTLEMAN, 1990). Die Resistance nimmt demzufolge

mit zunehmender Körpermasse ab; während die Reactance mit zunehmender

Körpermasse ansteigt (STRIE, 1997; REINHOLD et al., 1998b).

Um dies für die in die eigenen Untersuchungen einbezogenen Kälber zu prüfen,

wurden die schwersten und leichtesten Tiere gegenübergestellt (Tab. 11).

Tendenziell konnten entsprechende Unterschiede wie in der Literatur angegeben


beobachtet werden. Ursache für die fehlende Signifikanz der Unterschiede dürften

die vergleichsweise geringen Unterschiede im Körpergewicht zwischen den

leichtesten und schwersten Tieren (etwa 15 kg) sein. Für die Prüfung des Einflusses

des Körpergewichts wäre es zwar prinzipiell vorteilhafter gewesen, im gepaarten Test

die Ergebnisse von klinisch gesunden Kälbern zu Beginn und am Ende der

Versuchsperiode zu vergleichen; davon wurde jedoch abgesehen, da die

Tageszunahmen der Tiere in der vergleichsweise kurzen Versuchsperiode nur gering

waren.

Im Hinblick auf den Einfluß der Tageszeit auf die Meßergebnisse galt es die

circadianen Änderungen der Bronchodilatation zu berücksichtigen. Die Weite der

Bronchen soll früh am Morgen am geringsten sein und im Laufe des Tages

zunehmen; entsprechende signifikante Unterschiede wurden mittels konventioneller

Lungenfunktionsdiagnostik für Pferde (STADLER, 1983; STADLER u. DEEGEN; 1986)

und für gesunde Kälber mittels IOS nachgewiesen (REINHOLD et al., 1998a).

Demzufolge sollten IOS-Messungen immer zur gleichen Tageszeit durchgeführt

werden (REINHOLD et al., 1998a). Für die eigenen Untersuchungen wurde eine

Zeitspanne von vier Stunden gewählt, innerhalb derer die täglichen Messungen

durchgeführt wurden (12.00 – 16.00 Uhr).

Kopfhaltung und Körperposition üben eine signifikanten Einfluß auf die Messungen

aus (DUIVERMANN, 1985). Bei den IOS-Messungen wurde entsprechend streng

darauf geachtet, daß die Kopf-Halshaltung der Tiere möglichst vergleichbar war und

der leicht abgesenkte Kopf maximal 45 ° zur Halsachse gebeugt war (REINHOLD et

al., 1998a).

5.1.4.3. Einfluß der Atemmaske

Werden IOS-Messungen bei Menschen durchgeführt, so atmet der Proband während

der Messungen durch den Mund; die Atmung durch die Nase wird durch eine

Nasenklemme verhindert. Bei Tieren muß hingegen eine Atemmaske verwendet

werden. Daraus ergeben sich potentielle Verfälschungen der Meßwerte, da Anteile


des Signals über die Atemmaske ausweichen können und somit nicht das

respiratorische System erreichen. Der Grad der Meßwertverfälschung nimmt mit

steigender Frequenz zu (REINHOLD et al., 1998a). Während bei Frequenzen von 5

Hz und 10 Hz kaum Unterschiede zwischen den Meßwerten der respiratorischen

Impedanz und den korrigierten Werten bestehen, werden oberhalb von 15 Hz die

Meßwerte der Resistance und Reactance zunehmend stärker verfälscht. Um

Meßwertverfälschungen durch die Maske möglichst auszuschließen, wurden für die

Auswertung der vorliegenden Ergebnisse nur die Frequenzen zwischen 5 und 20 Hz

berücksichtigt, da eine Maskenkorrektur nicht durchgeführt wurde.

Ein Hinweis auf den Einfluß der Atemmaske ergibt sich zusätzlich aus der in den

eigenen Messungen beobachteten Abnahme der Reactance mit zunehmender

Frequenz (siehe Tab. 17, 18.). Der theoretische Hintergrund der IOS läßt

demgegenüber höhere Reactance-Werte bei höheren Frequenzen der Testsignale

erwarten. Diese Unterschiede scheinen auf dem Einfluß der Atemmaske zu beruhen

(REINHOLD, pers. Mitteilung).

5.1.5. Blutgasanalyse

Die Entahme von arteriellem Blut - in der überwiegenden Mehrzahl aus der Arteria

carotis - erwies sich als unproblematisch. In Einzelfällen gelang die Punktion der

Arterien nicht unmittelbar. Nur bei sehr wenigen Tieren kam es dann zu heftigen

Abwehrbewegungen, was bei diesen Tieren zu erhöhter sympathiko-adrenerger

Aktivität mit Hyperventilation führte. Demzufolge war der pO2 höher und der pCO2

niedriger als unter Ruhebedingungen. Die Ergebnisse wurden demzufolge verworfen

und eine neue Probe nach etwa einer Stunde entnommen.


5.2. Diskussion der Ergebnisse

5.2.1. Ventilationsgrößen, IOS-Parameter und Blutgasparameter

bei klinisch lungengesunden Kälbern

5.2.1.1. Ventilationsgrößen

5.2.1.1.1. Atemfrequenz

Gemäß der Angaben in Lehrbüchern liegt die normale Atemfrequenz für Kälber bei

30-45 Atemzügen pro Minute (ROSENBERGER, 1990); unterhalb von 25 min-1 sei von

einer Bradypnoe, oberhalb von 50 min-1 von einer Tachypnoe auszugehen.

Vergleichbare Werte gibt COLLIE (1992) mit im Mittel 40 min-1 bei Tieren mit einem

Körpergewicht von 64 kg an; die Werte von REINHOLD und FÖDISCH (1993) liegen

mit 30 min-1 für 40 Tage alte Kälber mit einem Körpergewicht von im Mittel 40 kg

eher an der unteren Grenze des von ROSENBERGER (1990) angegebenen

Schwankungsbereichs. In der eigenen Untersuchung blieb die Atemfrequenz klinisch

lungengesunder Kälber mit im Mittel 22 Atemzügen pro Minute sogar noch darunter.

Dies könnte darauf zurückzuführen sein, daß jegliche physische und psychische

Aufregung der Tiere während der Untersuchung weitestmöglich vermieden wurde.

Nachdem sich die Tiere in wenigen Tagen an den täglich immer gleichen

Untersuchungsgang gewöhnt hatten, tolerierten sie ihn ohne erkennbare

Streßerscheinungen. Somit entfiel eine sympathikus-induzierte Hyperventilation.

Hinzu kommt, daß die Umgebungstemperatur im Untersuchungszeitraum (Winter

und Frühjahr) nicht höher als 18 °C war. Somit kann ausgeschlossen werden, daß die

Atemfrequenz infolge thermoregulatorischer Mechanismen erhöht war. Schmerz als

ein weiterer wichtiger, die Atemfrequenz modulierender Einflußfaktor scheidet für die

lungengesunden Tiere aus.

Die Mittelwerte der Atemfrequenz der klinisch lungengesunden Kälber mit Fieber

(Status 4) waren zwar höher als die der klinisch lungengesunden Tiere (Status 1;

Abb. 4A u. 4B), ein signifikanter Unterschied war demgegenüber nicht nachweisbar.


Das ist insofern überraschend, als eine pyrogeninduzierte Tachypnoe bei vielen

Tierarten regelmäßig beobachtet wird (Robinson, 1997). Eine mögliche Erklärung ist,

daß die Temperatur von 39,5 °C, die als Grenzwert verwendet wurde, nicht

ausreichend hoch gewählt wurde.

Mit zunehmendem Schweregrad der respiratorischen Erkrankung (Abb. 4A) bzw. der

respiratorischen Symptomatik (Abb. 11A) erhöhte sich die Atemfrequenz, wie auch

von anderen Autoren beschrieben (COLLIE, 1992; REINHOLD und FÖDISCH, 1993).

Hervorzuheben ist dabei, daß selbst bei Tieren mit gemischter oder exspiratorischer

Dyspnoe häufig Frequenzen ermittelt wurden, die noch im vom ROSENBERGER

(1990) angegebenen Normbereich lagen.

Bemerkenswert scheint auch die hochsignifikante Korrelation zwischen der

respiratorischen Symptomatik, die im respiratorischen Score zum Ausdruck kommt,

und der Atemfrequenz (Tab. 15, 16). Das Bestimmtheitsmaß von r² = 0,65 läßt den

Schluß zu, daß 65 % der Gesamtvarianz der respiratorischen Symptomatik allein

durch Änderungen der Frequenz erfaßt werden können. Des weiteren fällt auf, daß

die Korrelationskoeffizienten für die Beziehung zwischen respiratorischem Score und

pO2, Sat-O2 bzw. A-aDO2 fast genauso hoch sind wie die Korrelationskoeffizienten für

die Beziehung zwischen der Atemfrequenz allein und den erwähnten Parametern.

Daraus läßt sich schlußfolgern, daß die Atemfrequenz einen ausgesprochen sensiblen

Parameter für die Beurteilung des klinischen Bildes und die Effektivität des

Gasaustausches darstellt. Die in Lehrbüchern angegebenen Normbereiche für Kälber

scheinen zu hoch gewählt. Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Arbeit ist eine

Frequenz bereits oberhalb von 30 Atemzügen pro Minute als Hinweis auf das

Vorliegen einer Atemwegserkrankung zu werten. Voraussetzung ist allerdings, daß

eine Beeinflussung der Frequenz durch Aufregung der Tiere, hohe

Umgebungstemperatur und Schmerzen weitgehend ausgeschlossen werden kann.


5.2.1.1.2. Atemzugvolumen

Die in der vorliegenden Arbeit bei klinisch lungengesunden Kälbern mit einem

Körpergewicht von etwa 40 kg gemessenen Atemzugvolumina lagen bei 380 + 66 ml

(Abb. 4B). REINHOLD und FÖDISCH (1993) fanden 564 + 32 ml für schwarzbunte

Kälber mit einem Körpergewicht von 51 + 1,7 kg; COLLIE (1992) gibt für gesunde

Kälber im Alter von 40 ± 3 Tagen und einem Gewicht von 63,6 ± 0,6 kg ein

Atemzugvolumen (Vt) von 650 ± 30 ml an. Die eigenen Werte scheinen somit

angesichts der engen Korrelation zwischen Körpergewicht und Vt (r = 0,72;

REINHOLD und FÖDISCH, 1993) plausibel.

Bei Kälbern mit respiratorischen Erkrankungen wurde in Übereinstimmung mit

anderen Autoren (COLLIE, 1992; REINHOLD und FÖDISCH, 1993) eine signifikante

Abnahme des Atemzugvolumens nachgewiesen; der Schweregrad der

respiratorischen Symptomatik war hochsignifikant mit dem Atemzugvolumen

korreliert (Abb. 4B, 11B; Tab. 15, 16). Im Unterschied zur Atemfrequenz fiel bereits

bei klinisch lungengesunden Tieren mit Fieber (Status 4) ein signifikant geringeres

Atemzugvolumen auf verglichen mit klinisch lungengesunden Kälbern ohne Fieber

(Status 1). Dies läßt sich als Hinweis interpretieren, daß das Atemzugvolumen einen

sensibleren Parameter für die respiratorische Diagnostik darstellt als die

Atemfrequenz; andererseits ist die Bestimmung des Atemzugvolumens methodisch,

insbesondere unter Praxisbedingungen, deutlich schwieriger. Die

Korrelationskoeffizienten zwischen dem Atemzugvolumen und den Blutgas-

Parametern lagen demgegenüber eher geringfügig unter den entsprechenden

Werten, die die Beziehung zwischen der Atemfrequenz und Blutgas-Parametern

beschrieben (Tab. 15).

5.2.1.1.3. Atemminutenvolumen

In Übereinstimmung mit REINHOLD und FÖDISCH (1993) unterschied sich das

Atemminutenvolumen von Kälbern mit Bronchopneumonie nicht von dem der klinisch

lungengesunden Kälber. Darin kommt zum Ausdruck, daß die Zunahme der


Atemfrequenz zu einer Kompensation der Abnahme des Atemzugvolumens führte.

Andererseits ist für die Effektivität des Gasaustausches ausschließlich die alveoläre

Ventilation entscheidend. Diese ergibt sich aus dem Atemzugvolumen abzüglich des

anatomischen (und funktionellen) Totraums. Der absolute Anteil der

Totraumventilation am Atemzugvolumen bleibt unabhängig von der Atemfrequenz

konstant; er kann sogar bei einer Vergrößerung des funktionellen Totraums (z. B.

durch atelektatische Bereiche im Lungenparenchym) zunehmen. Aus einer Abnahme

des Atemzugvolumens resultiert somit eine überproportionale Abnahme der

alveolären Ventilation, obwohl sich das Atemminutenvolumen nicht ändert. Dies

manifestiert sich wiederum in einer Hypoxämie (Abb. 9B), deren Ausmaß mit der

Atemfrequenz (r = - 0,476) bzw. dem Atemzugvolumen (r = 0,443) hochsignifikant

korreliert, nicht aber mit dem Atemzeitvolumen.

5.2.1.2. Blutgase

Die im arteriellen Blut der lungengesunden und lungenkranken Kälber

nachgewiesenen Ergebnisse der Blutgasanalyse stimmen mit Angaben aus der

Literatur weitgehend überein (DONAWICK u. BAUE, 1968; KIORPES et al., 1978;

LEKEUX et al., 1984; SCHOLZ et al., 1987; SCHÄFER et al., 1992). Sie machen

deutlich, daß die alveolo-arterielle Sauerstoffpartialdruckdifferenz als Ausdruck von

Verteilungsstörungen der einzige Parameter war, der bereits während der

Fieberphase vor dem Auftreten klinischer respiratorischer Symptome signifikant

erhöht war. Eine Hypoxämie war erst bei Patienten mit inspiratorischer Dyspnoe

nachweisbar (Abb. 9B), sie war bei Tieren mit exspiratorischer Dyspnoe noch

gravierender. Nur bei schwerkranken Tieren war eine massive Abnahme der

Sauerstoffsättigung zu beobachten (Abb. 10A). Aufgrund der Lage der

Sauerstoffbindungskurve besteht selbst bei nachhaltig vermindertem arteriellem pO2

noch eine hohe Affinität des Sauerstoffs zum Hämoglobin. LEKEUX (1998)

interpretiert entsprechend eine Sat-O2 von < 80 % bei pneumoniekranken Kälbern

als einen Hinweis auf eine praktisch infauste Prognose. Aufgrund eigener

Erfahrungen scheint es zwar bei Kälbern mit extremer Hypoxämie und einer Sat-O2

sogar unter 80 % möglich, daß die Tiere bei optimierten Umweltbedingungen und


ausreichend langen Therapiebemühungen gesunden; es muß jedoch dahingestellt

bleiben, ob dieses Vorgehen unter den wirtschaftlichen Rahmenbedingungen der

Kälbermast sinnvoll erscheint.

Eine Hyperkapnie wurde nur bei einzelnen schwerkranken Tieren gefunden;

andererseits wurden bereits bei den gesunden Tieren pCO2-Werte gemessen, die

relativ hoch lagen. Die Mittelwerte der lungengesunden und lungenkranken Tiere

unterschieden sich nicht signifikant. Darin wird deutlich, daß die Abgabe des

Kohlendioxids für den Organismus wesentlich unproblematischer ist als die

Sauerstoffaufnahme. Dies ist auf die hohe Diffusionskapazität des CO2

zurückzuführen, die etwa dreiundzwanzig mal höher ist als die des Sauerstoffs

(TAMMELING und QUANJER, 1980); außerdem wird eine Hyperkapnie zumeist durch

eine einsetzende Hyperventilation verhindert (DEEGEN, 1984).

5.2.1.3. Änderungen der IOS-Parameter bei lungengesunden und

lungenkranken Tieren

5.2.1.3.1. Resistance

Die Betrachtung der zentralen und peripheren Resistance ermöglicht eine ungefähre

Abschätzung hinsichtlich des Umfanges und der Lokalisation der obstruktiven

Komponente der Ventilationsstörung im Zusammenhang mit der Bronchopneumonie.

Die zentrale Resistance beinhaltet die Strömungswiderstände der oberen Atemwege

sowie die resistiven Komponenten von Thorax, Diaphragma und Lungengewebe

(REINHOLD, 1997b). Die periphere Resistance beruht demgegenüber vor allem auf

den Strömungswiderständen im Bereich der unteren Atemwege. Die

Gesamtresistance bei Rindern ist zu 70-80 % auf Veränderungen im Bereich der

oberen Atemwege zurückzuführen (LEKEUX et al., 1985). Periphere Obstruktionen

wirken sich demzufolge relativ geringer auf die Resistance aus als Obstruktionen der

zentralen oder extrathorakalen Atemwege (REINHOLD et al., 1998b). Die zentrale

Resistance unterschied sich zwischen klinisch lungengesunden und lungenkranken

Kälbern trotz unterschiedlicher Mittelwerte nicht signifikant.


Die periphere Resistance war hingegen bei lungenkranken Tieren mit

exspiratorischer Dyspnoe höher als bei den anderen Gruppen. Da die Resistance

durch Einengungen der oberen luftleitenden Wege viel stärker beeinflußt wird als

durch Obstruktionen der kleinlumigen Bronchuli, kann bei Betrachtung der

vorliegenden Ergebnisse davon ausgegangen werden, daß die Kälber hauptsächlich

Obstruktionen im peripheren Bereich der kleinen Bronchien und Bronchuli aufwiesen

und die oberen Atemwege seltener betroffen waren.

Bei klinisch lungengesunden Kälbern wurden Werte für die Resistance bei 5 – 20

Hz gemessen, die in einer vergleichbaren Größenordnung lagen wie die von anderen

Autoren gemessenen Werte (STRIE, 1997; REINHOLD et al., 1998b; HILDEBRANDT,

1999). In Tabelle 17 wurden ausschließlich die Resistance und Reactance bei 5 und

10 Hz verglichen, da diese am ehesten den mit konventionellen Methoden der

Lungenfunktionsdiagnostik ermittelten Parametern Resistance und Compliance

entsprechen und zudem nicht durch Einflüsse der Atemmaske verfälscht sind.

Grundsätzlich fällt bei der Betrachtung der Resistance (und auch der Reactance) die

erhebliche interindividuelle Varianz auf; die Variationskoeffizienten liegen im Bereich

von 25 % (Tab. 13). Diese große Schwankungsbreite ist jedoch nicht methodisch

bedingt, sondern wird auch bei konventionellen Untersuchungen der Lungenfunktion

gefunden (REINHOLD et al., 1998a). Die Ursache hierfür ist unklar.

Die Resistance-Werte der vorliegenden Studie unterschieden sich nicht signifikant

zwischen lungengesunden und lungenkranken Kälbern, obwohl die Mittelwerte bei

Kälbern mit Dyspnoe mit 0,48 kPa / (l/s) höher lagen als bei klinisch lungengesunden

Tieren (0,38 kPa / (l/s). Eine statistische Absicherung der Unterschiede der absoluten

Werte scheiterte wiederum an der erheblichen Streuung der Einzelwerte. Somit

ergibt sich die Schlußfolgerung, daß es mittels einer einmaligen IOS-Untersuchung

von Kälbern in der Routinediagnostik nicht möglich ist, Art und Ausmaß der

Ventilationsstörung präzise zu beurteilen. Andererseits gibt es zusätzlich zu den

absoluten Werten ein weiteres Kriterium: bei der Mehrzahl der Tiere mit Dyspnoe ist

eine zunehmende negative Frequenzabhängigkeit der Resistance nachweisbar. Diese

gilt als ein empfindlicher Parameter zur Diagnose von frühen Stadien einer


peripheren Obstruktion (STRIE, 1997; REINHOLD et al., 1998b). Eine entsprechende

Veränderung war auch bei der Mehrzahl der untersuchten Tiere mit Dyspnoe deutlich

erkennbar. Eine drastische Zunahme der Resistance ist andererseits nur bei Stenosen

oder Obstruktionen der oberen Atemwege zu erwarten. Derartige Veränderungen –

beispielsweise infolge von massiver Hyperkrinie und/oder Bronchokonstriktion –

scheinen bei Kälbern mit enzootischer Bronchopneumonie keine wesentliche Rolle zu

spielen; dafür sprechen einerseits die oben erwähnte unveränderte zentrale

Resistance bei den Kälbern mit Dyspnoe, andererseits der fehlende Unterschied

hinsichtlich der Resistance-Werte beim Vergleich von Tieren mit inspiratorischer und

Kälbern mit schwerer exspiratorischer Dyspnoe (Tab. 18).

5.2.1.3.2. Reactance

Die Reactance ist – vor allem im Frequenzbereich von 5 und 10 Hz - ein Indikator für

die dynamische Compliance (SLOCOMBE und ROBINSON, 1981). Diese resultiert

einerseits aus der Volumendehnbarkeit der Lunge. Bei Jungrindern mit einer

Erkrankung des peripheren respiratorischen Systems wurden signifikant niedrigere

X5Hz -, X10Hz - und X15Hz -Werte verglichen mit gesunden Tieren nachgewiesen (STRIE,

1997). HILDEBRANDT (1999) dagegen konnte keine eindeutigen Beziehungen

zwischen klinischen Befunden und IOS-Ergebnissen feststellen. Zusätzlich geht in die

Compliance auch der Querschnitt der peripheren Atemwege mit ein (MÜLLER et al.,

1989). So vermindert sich die Reactance bei Kälbern mit einer experimentell

ausgelösten peripheren Bronchokonstriktion (durch Inhalation von aerosoliertem

Carbachol) (REINHOLD et al., 1998b) vor allem bei 5 und 10 Hz.

Die Reactance bei 5 und 10 Hz war bei den Kälbern mit inspiratorischer und

exspiratorischer Dyspnoe gegenüber lungengesunden Tieren tendenziell vermindert.

Sie lag im Mittel bei lungenkranken Kälbern zwischen –0,10 und –0,23 kPa / (l/s)

(Abb.7). Die absoluten Unterschiede erwiesen sich dabei als größer, verglichen mit

den Zunahmen der Resistance. Die Reactance erwies sich somit in Übereinstimmung

mit REINHOLD et al. (1998b) als sensitiver und weniger variabel verglichen mit der


Resistance. Es erscheint somit naheliegend, daß die Abnahmen der Reactance auf

Konsolidierungen des Lungenparenchyms zurückzuführen sind. Diese findet man vor

allem im Bereich der Spitzenlappen bei katarrhalisch-purulenten Herdpneumonien.

Bedingt durch seröse Exsudation und granulozytäre Infiltration von Alveolen und

Bronchuli entwickelt sich eine Obstruktionsatelektase, die zur Zunahme der

peripheren Resistance beiträgt. Entsprechend läßt sich die bei katarrhalisch-

purulenten Herdpneumonien nachweisbare Abnahme der Compliance in Verbindung

mit einer Zunahme insbesondere der peripheren Resistance erklären. Die

hochsignifikante Korrelation zwischen der peripheren Resistance und der Reactance

bei 5 und 10 Hz ist als ein weiterer Hinweis zu betrachten, daß Obstruktionen im

peripheren Bronchialsystem vorlagen und daß eine Verringerung der Compliance

nicht nur aus Elastizitätsverlusten des Lungengewebes resultiert.

Die Ergebnisse der IOS-Messungen lassen somit auf das Vorliegen einer vorwiegend

restriktiven Ventilationsstörung mit obstruktiver Komponente bei Kälbern mit

Bronchopneumonie schließen.

5.2.2. Blutgasanalytik und IOS

In der vorliegenden Studie waren hochsignifikante Korrelationen zwischen pO2 bzw.

A-aDO2 und der Reactance bei 5 bzw. 10 Hz nachweisbar (Abb. 27). STRIE (1997)

fand nur geringgradige Unterschiede hinsichtlich der Ergebnisse der Blutgasanalyse

zwischen Kälbern mit Erkrankungen der oberen Atemwege und Tieren mit

Erkrankungen des peripheren respiratorischen Systems, wobei die

Gruppenzuordnung clusteranalytisch erfolgte. Diese Divergenz dürfte auf dem

unterschiedlichen methodischen Vorgehen bei der Gruppeneinteilung sowie der

größeren Anzahl von Tieren in der vorliegenden Arbeit beruhen. Die

Bestimmtheitsmaße (r²) liegen für pO2 bzw. A-aDO2 bei 0,15, d.h. 15 % der

Gesamtvarianz von pO2 bzw. A-aDO2 können durch Änderungen der Reactance

erklärt werden. Dieser zwar hochsignifikante, doch absolut betrachtet relativ geringe

Anteil erscheint dennoch durchaus plausibel, denn die Effektivität des


Gasaustausches beruht nicht nur auf adäquater Ventilation, sondern wird maßgeblich

auch durch Perfusion, Diffusion und Distribution beeinflußt. Bemerkenswert erscheint

weiterhin die fehlende Korrelation zwischen der Resistance und Parametern der

Blutgasanalyse (Tab. 15.). Dies verdeutlicht zusätzlich, daß insbesondere der

Strömungswiderstand in den oberen Atemwegen, der durch die Resistance

beschrieben wird, für die Effektivität des Gasaustausches von untergeordneter

Bedeutung ist.


Tab. 17: Resistance- und Reactancewerte bei gesunden DSB Kälbern im Alter von zwei bis sechs Wochen

(Mittelwerte ± SD).

STRIE (1997) REINHOLD

(1998b)

HILDEBRANDT

(1999)

Vorliegende Studie

(2000)

Alter [Tage] 42 ± 27 20-30 15 ± 6,0 19,5 ± 0,8

Gewicht [kg] 60 ± 19 nicht bekannt 43,7 ± 4,3 40,3 ± 0,8

Anzahl 104 7 31 113

R5 Hz [kPa/ (l/s)] 0,370 ± 0,108 0,48 ± 0,102 0,423 ± 0,109 0,38 ± 0,103

R10 Hz [kPa/ (l/s)] 0,365 ± 0,101 0,47 ± 0,025 0,404 ± 0,07 0,37 ± 0,023

X5 Hz [kPa/ (l/s)] 0,012 ± 0,030 -0,05 ± 0,026 -0,039 ± 0,047 -0,02 ± 0,051

X10 Hz [kPa/ (l/s)] 0,012 ± 0,036 -0,02 ± 0,042 -0,037 ± 0,056 -0,05 ± 0,024


Tab. 18: Resistance- und Reactancewerte bei lungenkranken Kälbern bzw. bei Tieren mit experimentell induzierter Bronchokonstriktion (Mittelwerte ± SD).

STRIE (1997) REINHOLD

(1998b)

HILDEBRANDT (1999) Vorliegende Studie

(2000)

Klinische

Diagnose

Erkrankung der

oberen Atemwege

Erkrankung des

peripheren

respiratorischen

Systems

Experimentell

ausgelöste

Bronchokon-

striktion

Mittel-bis

hochgradige

Erkrankung der

oberen Atemwege

Mittel-bis

hochgradige

Erkrankung des

peripheren

respiratorischen

Systems

Vorwiegend

inspiratorische

Dyspnoe

Exspiratorische

Dyspnoe

Alter [Tage] 47 ± 25 47 ± 25 20-30 15,6 ± 6,0

19,5 ± 0,8

Gewicht [kg] 62 ± 17 62 ± 17 nicht bekannt 43,7 ± 4,3 40,3 ± 0,8

Anzahl 9 104 7 3 31 36 8

R5 H [kPa/ (l/s)] 0,434 ± 0,078 0,455 ± 0,122 0,51 ± 0,214 0,385 ±0,038 0,459 ± 0,064 0,44 ± 0,07 0,48 ± 0,24

R10 Hz[kPa/ (l/s)] 0,406 ± 0,050 0,407 ± 0,086 0,46 ± 0,126 0,368 ±0,022 0,420 ± 0,073 0,39 ± 0,05 0,43 ± 0,04

X5 Hz [kPa/ (l/s)] -0,023 ± 0,031 -0,042 ± 0,056 -0,30 ± 0,04 -0,034 ±0,013 -0,045 ± 0,004 -0,07 ± 0,04 -0,24 ± 0,17

X10 Hz [kPa/ (l/s)] -0,023 ± 0,061 -0,052 ± 0,064 -0,25 ± 0,036 -0,031 ±0,027 -0,074 ± 0,012 -0,07 ± 0,05 -0,19 ± 0,12

6. DISKUSSION Seite - 120 -

5.2.3. Vergleich der Ventilationsgrößen und IOS-Parameter von nicht


Kälbern

Dieser Vergleich von nicht bzw. nur oral behandelten Kälbern mit Tieren, die

parenteral behandelt wurden, sollte zeigen, ob spezifische Wirkungen der applizierten

Medikamente auf die Atmungswiderstände nachweisbar sind. In der Regel kam es

nach Ausschluß der Tiere aus der Wirksamkeitsstudie und der anschließenden

parenteralen Behandlung zu einer deutlichen Besserung des klinischen Bildes. Im

Hinblick auf die Korrelation zwischen klinischer Symptomatik und der Reactance war

es nicht überraschend, daß entsprechend auch die Reactance anstieg. Vergleicht

man allerdings ausschließlich Tiere mit demselben klinischen Bild, so sind

Unterschiede nicht mehr nachweisbar (Abb. 23, 24). Es stellt sich andererseits die

Frage, ob derartige spezifische Wirkungen bei antibiotischer bzw.

bronchosekretolytischer Therapie überhaupt zu erwarten sind. Wahrscheinlicher

erscheinen diese bei Therapeutika mit bronchodilatatorischer Wirkung; so konnten

REINHOLD et al., (1998b) nach der Anwendung des β2-Sympathomimetikums

Fenoterol eine verminderte Resistance im gesamten Frequenzbereich nachweisen;

deutliche Veränderungen der Reactance blieben aus.

Es läßt sich schlußfolgern, daß die Antibiose und die Bronchosekretolyse nicht zu

einer vom klinischen Bild unabhängigen Verbesserung der Compliance führte.

Gleichzeitig stützt dieses Ergebnis die Hypothese, daß Veränderungen der

Atmungswiderstände in der Regel mit Änderungen des klinischen Bildes einhergehen.

5.3. Beurteilung des Verlaufs einer pneumonischen Erkrankung mit

Hilfe der IOS

Die Betrachtung der Korrelationen aller Tiere (Tab. 16) und der 14

Verlaufsuntersuchungen zeigte, daß Korrelationen zwischen klinischer Symptomatik

und Atmungswiderständen bestehen. Auch HILDEBRANDT (1999) betont, daß die

IOS nur dann zur Beurteilung des Krankheitsverlaufes geeignet ist, wenn an

6. DISKUSSION Seite - 121 -

denselben Probanden wiederholte Messungen durchgeführt werden; dies ergibt sich

aus der erheblichen interindividuellen Varianz der IOS-Parameter; einmalige

Untersuchungen sind demzufolge nicht sinnvoll. Laut STRIE (1997) kommen der

Entwicklung der impulsoszillometrischen Befunde im Rahmen von

Verlaufsuntersuchungen große Bedeutung zu. Es sind jedoch die chronobiologischen

Rhythmen der Atmungswiderstände zu beachten, so daß die Messungen an

verschiedenen Tagen immer zu derselben Tageszeit durchgeführt werden müssen

(REINHOLD et al., 1998a).

Die Reactance bei 5 Hz erwies sich als der sensibelste Parameter. Hervorzuheben ist,

daß sich Änderungen der Atmungswiderstände bei Verlaufsuntersuchungen besser

objektivieren lassen als bei Einzeluntersuchungen, da die absoluten Änderungen

zumeist etwas ausgeprägter sind als in Änderungen der Mittelwerte zum Ausdruck

kommt.

Die Betrachtung der Ergebnisse von Tieren, die zunächst als lungengesund und

später als lungenkrank eingestuft wurden, zeigt einerseits, daß sich die absoluten

Änderungen der Reactance und Resistance bei Tieren mit vergleichbarer

Veränderung des klinischen Bildes teilweise deutlich unterscheiden. Zwei Beispiele

zur Verdeutlichung sind in Abb. 25 und Abb. 26 dargestellt. Zum anderen zeigt diese

Auswertung, daß sich die durch die IOS erfaßbaren Atmungswiderstände zumindest

nicht prinzipiell vor dem Auftreten klinischer Symptome deutlich ändern. Zwar gab es

Tiere, bei denen die Resistance bereits Tage vor der eigentlichen Erkrankung zunahm

(Abb. 26); ebenso häufig aber wurden bei Tieren mit deutlicher klinischer

Symptomatik noch unveränderte Reactance- und Resistancewerte gemessen.

Auf der Grundlage dieser Ergebnisse scheint es nicht möglich, durch IOS- Messungen

zuverlässige prospektive Aussagen zu machen. Das erscheint insofern plausibel, als

sich Änderungen der Atmungswiderstände, die in der Resistance und Reactance zum

Ausdruck kommen, eine Manifestation des klinischen Bildes darstellen und nicht per

definitionem von diesem unabhängig auftreten können.

ZUSAMMENFASSUNG Seite - 122 -

A-aDO2 [ mmHg ]

0 20 40 60

X5

[kP

a/(

l/s)

]

-0,20

-0,15

-0,10

-0,05

0,00

0,05

0,10

pO2 [ mmHg ]

40 50 60 70 80 90 100 110 120

-0,30

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

Abb. 27:Zusammenhang zwischen Reactance bei 5 Hz, alveolo-arterieller Sauerstoffdifferenz(A) bzw. Sauerstoffpartialdruck (B); jeder Punkt repräsentiert das Ergebnis einer Messung(n = 127)

(A)

(B)

y = -0,016-0,0018xr = 0,375p < 0,001

y = -0,17+ 0,0014xr = 0,4p < 0,001

ZUSAMMENFASSUNG Seite - 123 -

6. ZUSAMMENFASSUNG

Im Rahmen einer klinischen Wirksamkeitsstudie wurde an 81 Kälbern der Rasse DSB

(18 weiblich, 63 männlich) die Möglichkeit der Erweiterung der klinischen Diagnostik

durch die Anwendung der Impulsoszilloresistometrie (IOS) geprüft. Darüber hinaus

sollten die Zusammenhänge zwischen klinischer Symptomatik, Ergebnissen von

Blutgasanalysen des arteriellen Blutes und IOS-Parametern näher charakterisiert

werden. Es wurden in vier Versuchsdurchgängen je zwanzig Kälber über einen

Zeitraum von jeweils etwa drei Wochen untersucht. Am Tag der Einstellung waren

die Tiere 19,5 + 0,8 Tage alt. Sie hatten ein mittleres Körpergewicht von 40,3 + 0,8

kg.

Innerhalb eines Versuchsdurchgangs wurden die Kälber täglich zweimal klinisch

untersucht; die klinische Symptomatik wurde mittels eines Scores quantifiziert. Im

Abstand von drei Tagen wurden Blutgasanalysen und IOS-Messungen durchgeführt.

Insgesamt wurden 462 IOS-Messungen in die Auswertung einbezogen. Mit Hilfe des

respiratorischen Scores wurden die Kälber täglich folgenden Gruppen zugeordnet:

klinisch lungengesunde Kälber, klinisch lungengesunde Kälber mit Fieber,

lungenkranke Kälber ohne Dyspnoe, lungenkranke Kälber mit inspiratorischer

Dyspnoe, lungenkranke Kälber mit exspiratorischer Dyspnoe und klinisch

lungengesunde Kälber mit Erkrankungen anderer Organsysteme.

Die Atemfrequenz und das Atemzugvolumen erwiesen sich als sensitive Parameter

für die Diagnose einer Dyspnoe. Mit zunehmendem Schweregrad der respiratorischen

Symptomatik veränderten sich diese beiden Parameter hochsignifikant. Die

Atemminutenvolumina unterschieden sich nicht zwischen lungengesunden und

lungenkranken Kälbern. Auch für die zentrale Resistance waren keine signifikanten

Unterschiede nachweisbar. Die periphere Resistance war hingegen bei Tieren mit

exspiratorischer Dyspnoe gegenüber lungengesunden Tieren erhöht. Die Resistance

und die Reactance bei 5, 10, 15 und 20 Hz unterschieden sich trotz eines

ZUSAMMENFASSUNG Seite- 123 -

tendenziellen Anstiegs nicht signifikant zwischen lungengesunden und

lungenkranken Tieren; die statistische Absicherung gelang nicht aufgrund erheblicher

interindividueller Varianzen (Variationskoeffizienten von 24 – 35 %). Der

respiratorischer Score korrelierte hochsignifikant mit der Reactance bei 5 und 10 Hz,

nicht hingegen mit der Resistance. Verlaufsuntersuchungen an 14 Kälbern zeigten,

daß die Reactance bei 5 Hz am besten geeignet war, um Änderungen der

Atmungswiderstände im Zusammenhang mit einer Bronchopneumonie nachzuweisen.

Die Negativierung dieses Wertes ist Hinweis auf eine Abnahme der Compliance in

Verbindung mit einer peripheren Obstruktion.

Sauerstoffpartialdruck (pO2), alveolo-arterielle Sauerstoffdifferenz (A-aDO2) und

Sauerstoffsättigung (Sat-O2) im arteriellen Blut unterschieden sich zwischen

lungengesunden Kälbern (pO2 94 + 4 mm Hg, A-aDO2 13 + 7 mm Hg, Sat-O2 96 + 1

%), lungenkranken Tieren mit inspiratorischer Dyspnoe (pO2 84 + 7 mm Hg, A-aDO2

24 + 8 mm Hg, Sat-O2 94 + 4 %) und lungenkranken Tieren mit exspiratorischer

Dyspnoe (pO2 73 mm + 17 mm Hg, A-aDO2 36 + 12 mm Hg, Sat-O2 89 + 11 %);

Unterschiede im Partialdruck des Kohlendixoxids und pH waren nicht signifikant. Die

Reactance bei 5 und 10 Hz korrelierte signifikant mit pO2 (r = 0,38), A-aDO2 (R = -

0,38) und Sat-O2 (r = 0,31); Korrelationen zwischen Parametern der Blutgasanalyse

und der Resistance waren nicht nachweisbar.

Es läßt sich schlußfolgern, daß Verlaufsuntersuchungen mittels IOS bei Kälbern mit

Atemwegserkrankungen wesentliche Informationen über Änderungen von

Atmungswiderständen liefern können; einmalige Untersuchungen sind aufgrund

erheblicher interindividueller Varianzen der Lungenfunktionsparameter nicht sinnvoll.

7. SUMMARY Seite - 125 --

van Bömmel, Corinna (2000):

Clinical, haematological and impulse oscillometric investigations in pneumonic calves

7. SUMMARY

It was the objective of the study to test whether the clinical diagnosis in calves

suffering from enzootic pneumonia can be improved by applying the impulse

oscillometric technique. Accordingly, the relations between clinical findings, results of

blood gas analysis and results of IOS-measurements were characterized in a clinical

study using 81 calves (Holstein Frisian, 18 female, 63 male). Four batches of 20

calves each were investigated over a period of about three weeks. At the day of

admission, the age and the body weight of the calves were 19,5 + 0,8 days and 40,3

+ 0,8 kg, respectively.

Within each experimental period the calves were investigated twice per day; the

clinical symptoms were quantified using a standardized score system. In intervals of

three days, blood gas analyses using arterial blood and IOS-measurements were

carried out. A total of 462 results was evaluated. By using the respiratory score,

calves were assigned daily as being clinically healthy or suffering from respiratory

disease (which was furthermore classified according to the type of dyspnoe), or

calves affected with miscellenous diseases without respiratory symptoms,

respectively.

Respiratory frequency and tidal volume proved to be sensitive parameters for the

diagnosis and the extent of respiratory symptoms related to the bovine respiratory

disease - complex. Neither the minute expiratory volume nor central resistance

varied significantly between clinically healthy calves and those suffering from

respiratory distress. Peripheral resistance was higher in calves with expiratory

dyspnoe as compared to clinically healthy animals. Irrespective of differences in the

mean values, the resistance and reactance at 5, 10, 15 and 20 Hz did not differ

significantly between healthy calves and calves with pneumonia due to high

7. SUMMARY Seite - 126 --

interindividual variations (coefficients of variation 24 – 35 %). The respiratory score

correlated significantly with the reactance at 5 und 10 Hz, but not with the

resistance. The sequence of clinical changes evaluated precisely in 14 calves showed

that the reactance at 5 Hz was themost appropriate parameter indicating changes of

respiratory mechanics. The decrease of the compliance indicated a reduced

compliance and, simultaneously, a peripheral obstruction of the respiratory system.

Partial pressure of oxygen (pO2), alveolar-arterial difference in partial pressure of

oxygen (A-aDO2) and oxygen saturation (Sat-O2) in the arterial blood differed

between clinically healthy calves (pO2 94 + 4 mm Hg, A-aDO2 12 + 7 mm Hg, Sat-O2

96 + 1 %), calves affected with inspiratory dyspnoe (pO2 84 + 10 mm Hg, A-aDO2

18 + 8 mm Hg, Sat-O2 94 + 4 %) and calves with expiratory dyspnoe (pO2 73 mm +

17 mm Hg, A-aDO2 36 + 12 mm Hg, Sat-O2 88 + 11 %). Differences between the

partial pressure of carbon dioxide and blood pH were not found between these

groups. The reactance at 5 and 10 Hz correlated significantly with pO2 (r = 0,38), A-

aDO2 (R = - 0,38) und Sat-O2 (r = 0,31); correlations between parameters of blood

gas analysis and resistance were not evident.

It is concluded that IOS provides valuable information about changes in respiratory

mechanics in calves suffering from bovine respiratory disease provided that the same

animals are studied over a longer period. Single measurements do not support

clinical diagnosis due to high interindividual variations.

8.LITERATURVERZEICHNIS Seite - 127 -

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Hannover, den 29.08.2000

EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG

Hiermit erkläre ich, daß ich die Dissertation mit dem Titel

Untersuchungen an Kälbern mit enzootischer Bronchopneumonie: Klinische, labordiagnostische und impulsoszilloresistometrische Ergebnisse

selbstständig verfaßt habe. Bei der Anfertigung wurden folgende Hilfen und Hilfsmittel, insbesondere Hilfen Dritter in Anspruch genommen: - Unterstützung bei der Betreuung der Versuchskälber durch Frau Anke Rocker. - Unterstützung bei der statistischen Auswertung durch Herrn Dr. Martin Kaske. Ich habe die Dissertation an den folgenden wissenschaftlichen Instituten angefertigt: Klinik für Rinderkrankheiten der Tierärztlichen Hochschule Hannover. Die Dissertation wurde bisher nicht für eine Prüfung oder Promotion oder für einen ähnlichen Zweck zur Beurteilung eingereicht. Ich versichere, daß ich die vorstehenden Angaben nach bestem Wissen vollständig und der Wahrheit entsprechend gemacht habe.

Herrn Prof. Dr. Scholz danke ich sehr herzlich für die Überlassung des Themas und die jederzeit gewährte freundliche Unterstützung. Ein ganz besonderer Dank gilt Herrn Dr. Martin Kaske für die hervorragende und unermüdliche Unterstützung bei den Versuchen und der Fertigstellung der Arbeit. Vielen Dank an Anke für die gute Zusammenarbeit bei der Durchführung der Versuche und ihre moralische Unterstützung bei allen Höhen und Tiefen dieser Arbeit. Bei den Mitarbeitern der Rinderklinik und besonders bei Herrn Pölkner bedanke ich mich für die Unterstützung bei der Betreuung der Kälber. Bei Jürgen und Heike bedanke ich mich für das stets gewährte Entgegenkommen im Hinblick auf meine sehr flexiblen Arbeitszeiten. Meinen Eltern danke ich besonders für die stets gewährte finanzielle und moralische Unterstützung. Hier an letzter Stelle, aber nicht zuletzt danke ich Giuliano, Rachele und Paola für die Geduld und das Verständnis, das sie mir entgegenbracht haben.

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Untersuchungen an Kälbern mit enzootischer Bronchopneumonie · Aus der Klinik für Rinderkrankheiten (im Richard-Götze-Haus) der Tierärztlichen Hochschule Hannover Untersuchungen