dc.contributor.author
Kneucker, Annette
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:48:28Z
dc.date.available
2009-12-04T12:18:09.592Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13904
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-18102
dc.description.abstract
Aufgabenstellung: Das Rückatmungs- bzw. Rebreathing-Verfahren mit den
Fremdgasen Helium (He) und Kohlenmonoxid (CO) stellt eine nicht-invasive und
mitarbeitsunabhängige Methode zur Bestimmung der Funktionellen
Residualkapazität (FRC) und des CO-Transferfaktors der Lunge (TLCO) dar. Die
vorliegende Arbeit diente der Validierung des Rebreathing-Verfahrens an
wachen, spontan atmenden Kälbern und Schweinen. Hierfür wurden gesunde Kälber
und Schweine sowie Kälber mit subklinischen Chlamydien- Infektionen und
Schweine mit experimentell induzierter PRRSV (porcine respiratory reproductive
syndrome virus)-Infektion lungenfunktionsdiagnostisch untersucht. Methodik:
Zur Anwendung am Tier unter Verwendung von Atmungsmasken wurde das
ursprünglich für die Humanmedizin entwickelte MasterScreen Diffusion-System
(Viasys Healthcare, Höchberg) leicht modifiziert. Eine Korrektur des CO-
Transferfaktors der Lunge auf die im peripheren Blut ermittelte aktuelle
Hämoglobinkonzentration (TLCOHb) erfolgte für jedes Tier individuell. Im
Untersuchungsabschnitt 1 wurden an 12 gesunden Kälbern (Gruppe I) sowie an 13
Kälbern mit spontan erworbener Chlamydieninfektion (Gruppe II) an zwei
aufeinander folgenden Tagen pro Monat vom 2.-7. Lebensmonat
Lungenfunktionsuntersuchungen durchgeführt. Hierbei wurde der Einfluss des
Wachstums sowie der Einfluss klinisch inapparenter chlamydialer Infektionen
auf ausgewählte ventilatorische Parameter sowie auf FRC und auf TLCOHb
erfasst. Im Untersuchungsabschnitt 2 wurden die gleichen Parameter der
Lungenfunktion an 8 gesunden Schweinen (Gruppe III) sowie an 8 Schweinen mit
experimentell induzierter PRRSV-Infektion (Gruppe IV) bis Tag 21 post
inoculationem (p.i.) überprüft. Während beider Untersuchungsabschnitte wurde
jedes Tier täglich klinisch untersucht, differentialdiagnostisch auf weitere
respiratorisch relevante Erreger kontrolliert, und am Ende des
Versuchsvorhabens zwecks pathologischer und histologischer Untersuchungen der
Sektion zugeführt. Ergebnisse: Untersuchungsabschnitt 1 – Kälber: Bei den
Kälbern der Gruppe I (Chl. neg.) wurden signifikante Abhängigkeiten der
spirometrischen Parameter, sowie von FRC und TLCOHb, vom Wachstum
nachgewiesen. Die meisten der untersuchten Parameter zeigten im Zeitraum vom
2.-7. Lebensmonat eine stärkere Abhängigkeit von der Körpermasse als vom
Alter. Für weiterführende Untersuchungen erwies sich FRC in Beziehung zur
Körpermasse (FRC/kg in ml/kg) als eine Größe, die den Vergleich verschieden
schwerer Tiere erlaubt. Für TLCOHb hingegen war erst nach Korrektur auf die
metabolische Körpermasse (TLCOHb/kg0,75 in mmol/min/kPa/kg0,75) kein Einfluss
des Wachstums mehr feststellbar. Im Vergleich zu den Kälber aus Gruppe I (Chl.
neg.) waren bei den Kälbern der Gruppe II (Chl. pos.) signifikant höhere
Atmungsfrequenzen und Atemminutenvolumina zu konstatieren. Des Weiteren wurden
bei den Kälbern mit latenter Chlamydieninfektion vom 2.-4. Lebensmonat
signifikant erhöhte Werte für FRC/kg beobachtet. Eine negative
Beeinträchtigung von TLCOHb/kg0,75 war bei den Kälbern der Gruppe II (Chl.
pos.) nicht feststellbar. Untersuchungsabschnitt 2 – Schweine: Im Vergleich zu
den Kontrolltieren (Gruppe III) wurden bei den mit PRRSV infizierten Tieren
(Gruppe IV) post inoculationem signifikant erhöhte Atmungsfrequenzen und
Atemminutenvolumina gemessen, wobei das Atemzugvolumen signifikant reduziert
war. Die Funktionelle Residualkapazität der Schweine erfuhr keine negative
Beeinflussung durch die experimentelle Belastung mit PRRSV. Im Gegensatz dazu
war der CO-Transferfaktor bei den Schweinen der Gruppe IV (PRRSV) ab dem 9.
Tag p.i. deutlich und am Tag 12 p.i. signifikant vermindert.
Schlussfolgerungen: Das MasterScreen Diffusion-System erwies sich als
geeignet, um während experimenteller Untersuchungen an spontan atmenden
Kälbern und Schweinen Veränderungen der Funktionellen Residualkapazität und
des CO-Transferfaktors der Lunge quantitativ zu erfassen. Bei den Kälbern mit
klinisch inapparenten chlamydialen Infektionen deuteten die erhöhten Werte von
FRC/kg auf eine reversible Überblähung des Alveolarraums („trapped air“) hin.
Die verminderten Werte von TLCOHb/kg0,75 der Schweine nach PRRSV-Exposition
zeigten Störungen des pulmonalen Gasaustauschs auf. Aufgrund der nicht-
invasiven Anwendbarkeit am wachen Tier und dem geringen Zeitbedarf kann der
Einsatz dieser Messmethode für weitere Studien in der experimentellen
Veterinärmedizin empfohlen werden.
de
dc.description.abstract
Objective: Pulmonary function testing based on a re-breathing technique is a
non-invasive method to measure both (i) functional residual capacity (FRC)
using helium (He) dilution and (ii) transfer factor for carbon monoxide (TLCO)
which is also called diffusion capacity of the lung. The aim of this study was
to validate this method for further usage in spontaneously breathing calves
and pigs. Therefore, separate analyses were performed in pulmonary healthy
calves and pigs, in calves with chronic-persistent chlamydial infections, and
in swine experimentally infected with PRRSV (porcine respiratory reproductive
disease virus). Animals and Methods: The MasterScreen Diffusion-System (Viasys
Healthcare, Hoechberg, Germany) originally developed for human medicine was
modified to be used in animals wearing a face mask. In addition, CO transfer
factor was corrected for each animal taking the individual concentration of
haemoglobin in peripheral blood into account (TLCOHb). In the first part of
the study, 12 healthy control calves and 13 calves with clinically inapparent
infection with Chlamydia spp. were included. Pulmonary function testing was
performed on two consecutive days per month from 2nd to 7th month of life. In
healthy control calves, physiological dependences of ventilatory variables,
FRC and TLCOHb on growth (either age or body weight) were analysed. Comparing
both groups, the influence of clinically silent chlamydial infection on
pulmonary functions was evaluated. In the second part of the study, 8 pigs
experimentally inoculated with PRRSV were compared to 8 non-infected control
pigs until day 21 after challenge. In both parts of the study, daily clinical
examination was performed in each animal. Furthermore, complementary
microbiological data ensured differential diagnoses with respect to
respiratory pathogens. At the end of the study, animals were euthanized for
necropsy as well as pathological and histological examination. Results: Part 1
- calves: In healthy calves aged two to seven months, ventilatory parameters,
FRC and TLCOHb were found to be dependent to growth, and coefficients of
correlations to body weight were usually higher compared to correlations to
age. FRC in relation to body weight (FRC/kg in ml/kg) allows comparing animals
of different body mass. For the CO transfer factor, only the correction for
metabolic body weight (TLCOHb/kg0.75) led to data that were found to be
independent on growth. In calves with clinically inapparent chlamydial
infection, both tidal volume and minute ventilation were significantly
elevated compared to data in control calves without chlamydial infection.
Furthermore, FRC/kg was significantly increased in Chlamydia-positive calves
from 2nd to 4th month of life. In contrast, no impairment of TLCOHb or
TLCOHb/kg0.75 was seen due to chronic chlamydial infection. Part 2 – swine: In
comparison to non-infected controls, significantly reduced tidal volumes and
significantly higher respiratory rates as well as minute ventilations were
observed in pigs experimentally exposed to PRRSV. While challenge with PRRSV
had no influence on FRC, the gas exchange was affected as shown by diminished
data of TLCOHb in PRRSV challenged pigs (marked decrease 9 days post
inoculationem; significant decrease with minimal data 12 days post
inoculationem). Conclusions: The MasterScreen Diffusion-System was found to be
suitable to measure both FRC and TLCOHb in spontaneously breathing calves and
pigs, and to evaluate pulmonary dysfunctions in experimental studies. In
calves with clinically silent chlamydial infections, reversible increases in
FRC indicated a temporarily presence of trapped air caused by airway
obstruction. Reduced CO transfer factors of the lung in pigs experimentally
challenged with PRRSV indicated gas exchange disturbances after challenge.
Because this method is applicable non-invasively and with a small amount of
time, it is recommended for further diagnostic purposes in experimental
veterinary studies in both animal species.
en
dc.format.extent
IX, 166 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
functional residual capacity (MeSH)
dc.subject
pulmonary diffusing capacity (MeSH)
dc.subject
carbon monoxide
dc.subject
respiratory diseases
dc.subject
porcine respiratory and reproductive syndrome virus
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft
dc.title
Funktionelle Residualkapazität und Diffusionskapazität der Lunge bei Kalb und
Schwein
dc.contributor.firstReferee
PD Dr. Dr. P. Reinhold
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. H. Hartmann
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. K. Doll
dc.date.accepted
2009-06-10
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000014167-8
dc.title.subtitle
Physiologische Werte und Einfluss respiratorischer Infektionen
dc.title.translated
Functional residual capacity and diffusion capacity of lung in calves and
swine
en
dc.title.translatedsubtitle
physiological values and influence of respiratory infections
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000014167
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000006613
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access