Aufgabenstellung: Die volumetrische Kapnographie stellt eine einfach anwendbare und nicht invasive Möglichkeit zur Beurteilung der Lungenfunktion bei Mensch und Pferd dar. Ziel dieser Arbeit war es, die Anwendbarkeit der Methode an wachen, spontan atmenden Kälbern zu überprüfen. Dazu wurden die volumetrischen Kapnogramme lungengesunder, klinisch inapparent lungenkranker sowie experimentell mit Mycoplasma bovis infizierter Tiere analysiert. Methodik: Für die Erfassung eines breiten kapnovolumetrischen Parameterspektrums wurde das Messsystem MasterScreen Capno der Firma VIASYSTM Healthcare (Höchberg) genutzt. Im 1. Versuchsabschnitt wurden zwölf anamnestisch nicht mit Lungenerkrankungen belastete Kälber (negative respiratorische Anamnese) und 13 laut Vorbericht pulmonal beeinträchtigte Kälber (positive respiratorische Anamnese) einmal monatlich vom zweiten bis zum siebenten Lebensmonat untersucht. Es wurden die Einflüsse von Wachstum und Ventilation auf die kapnovolumetrischen Parameter bei den lungengesunden Probanden sowie signifikante Unterschiede der kapnovolumetrischen Parameter zwischen beiden Kälbergruppen ermittelt. Im 2. Versuchsabschnitt wurden die kapnovolumetrischen Lungenfunktionsparameter von zwölf experimentell mit Mycoplasma bovis infizierten Kälbern mit denen von sechs Kontrollkälbern bis zum 14. Tag post infectionem verglichen. In beiden Versuchsabschnitten diente die impulsoszilloresistometrische Erfassung von Atemwegswiderständen als lungenfunktionsdiagnostische Referenzmethode. Zusätzliche Hinweise auf eine Beeinträchtigung des Atmungsapparates lieferten jeweils die Analyse der Ventilation sowie ergänzende Untersuchungen (klinische Untersuchung, direkter und indirekter Nachweis pneumopathogener Erreger, postmortale pathologisch- anatomische und histologische Untersuchung). Ergebnisse: Versuchsabschnitt 1: Bei den Kälbern mit negativer respiratorischer Anamnese ließen sich \- eine positive lineare Korrelation zwischen dem pro Exspiration eliminierten CO2-Volumen sowie der Fläche unterhalb der CO2-Exspirationskurve und dem Tidalvolumen, \- eine positive lineare Korrelation zwischen den Mischluftvolumenanteilen zwischen 25 und 50% sowie zwischen 50 und 75 % der endtidalen CO2-Konzentration und dem Inspirationsvolumen, \- eine negative lineare Korrelation zwischen dem Anstieg der Phase III und dem Tidalvolumen und \- eine positive lineare Korrelation zwischen den fünf definierten Totraumvolumina und dem Tidalvolumen nachweisen. Trotz der Abwesenheit klinischer Symptome wurden im vierten, fünften und siebenten Lebensmonat in der Kälbergruppe mit positiver respiratorischer Anamnese periphere Atemwegsobstruktionen mittels Impulsoszilloresistometrie erfasst. Zusätzlich ließ sich bei diesen Tieren zu fast allen Untersuchungszeitpunkten eine Intensivierung der Ventilation beobachten. Die meisten der kapnovolumetrischen Parameter unterschieden die Kälbergruppe mit negativer und die Kälbergruppe mit positiver respiratorischer Anamnese in nahezu jedem Lebensmonat signifikant voneinander. In Letzterer gab es dabei stets Hinweise auf eine obstruktiv bedingte Deformation der Kapnogramme sowie eine Vergrößerung des Totraumvolumens. Die Kälber mit positiver respiratorischer Anamnese zeigten gegenüber den Kälbern mit negativer respiratorischer Anamnese \- eine signifikant verminderte CO2-Elimination pro Atemzug, \- eine signifikante Vergrößerung der Quotienten aus den Mischluftvolumenanteilen zwischen 25 und 50% sowie zwischen 50 und 75 % der endtidalen CO2-Konzentration und dem vorausgegangenen Inspirationsvolumen, \- eine signifikant flacher ansteigende Phase II des volumetrischen Kapnogramms, \- eine signifikant steiler ansteigende Phase III des volumetrischen Kapnogramms und \- eine signifikante Vergrößerung der relativen Totraumvolumina berechnet nach Langley, Wolff und Brunner und Bohr. Anhand der Ergebnisse der serologischen Untersuchung konnte das vermehrte Vorliegen chronisch-persistierender Chlamydien-Infektionen bei den Kälbern mit positiver respiratorischer Anamnese festgestellt werden. Im Rahmen der postmortalen histologischen Untersuchung fiel in dieser Gruppe weiterhin eine Hyperplasie des bronchusassoziierten lymphatischen Gewebes mit Einengung der Lumina von Bronchien und Bronchiolen auf. Versuchsabschnitt 2: Trotz minimaler respiratorischer Symptome an den Tagen + 8 und + 10 post infectionem in der experimentell mit Mycoplasma bovis infizierten Kälbergruppe konnten bei diesen Tieren anhand der impulsoszillometrischen Untersuchung keine Hinweise auf erhöhte Atemwegswiderstände erfasst werden. Die ventilatorischen und kapnovolumetrischen Parameter wiesen ebenfalls bis zum Tag + 14 fast ausnahmslos keine signifikanten Unterschiede zwischen den Kontrollkälbern und den experimentell infizierten Kälbern auf. Der Erreger Mycoplasma bovis ließ sich in den postmortal entnommenen Gewebeproben des Atmungsapparates dieser Tiere reisolieren. Sie zeigten weiterhin eine Serokonversion gegen Mycoplasma bovis ab dem Tag + 10. Schlussfolgerungen: Die volumetrische Kapnographie ermöglicht die Erfassung obstruktiv bedingter, klinisch inapparenter Lungenfunktionsstörungen an wachen, spontan atmenden Kälbern. Die kapnovolumetrischen Parameter sollten bei dieser Tierart analog zur Human- und Pferdemedizin unter Beachtung des Einflusses der Ventilation analysiert werden. Da die Methode nicht invasiv und mit geringem Zeitaufwand anwendbar ist, kann sie für weiterführende Untersuchungen empfohlen werden.
Aim: Volumetric capnography allows assessing of pulmonary function in humans and horses in an easily applicable and non-invasive way. The aim of this study was to examine the applicability of this method in awake, spontaneously breathing calves. Therefore volumetric capnograms of pulmonary healthy calves, calves suffering from clinically inapparent lung diseases and calves experimentally infected with Mycoplasma bovis were analysed. Methods: The pulmonary function device MasterScreen Capno (VIASYSTM Healthcare, Hoechberg, Germany) was used to determine various capnovolumetric parameters. In the first part of the study, 12 calves without any history of respiratory diseases and 13 calves from stocks with known problems of lower airway affections were investigated capnographically from the second to the seventh month of age (once per month). In the 12 pulmonary healthy calves, the dependence of capnovolumetric parameters on growth and ventilation was investigated. Furthermore, significant differences of the capnovolumetric parameters between healthy and pulmonary affected calves were analysed. In the second part of the study, the capnovolumetric parameters of 12 calves experimentally infected with Mycoplasma bovis were compared to those of six non infected animals until day 14 after challenge. As the reference method, impulsoscillometric measurements were performed in both parts of the study in order to identify the presence of airway obstructions. In addition, ventilatory parameters were analysed and complementary investigations (clinical examination, direct and indirect evidence of pulmonary pathogens, pathologic-anatomical and histological examination of postmortem tissue samples) were done to evaluate any pulmonary affections. Results: Part 1: In calves without any history of respiratory diseases, the following characteristics were noticed \- a positive linear relationship between the CO2-volume exhaled per breath as well as the area under the expiratory CO2-curve and the tidal volume, \- a positive linear relationship between the mixing volume expired between 25 und 50 % of the end-tidal CO2-concentration as well as the mixing volume expired between 50 und 75 % of the end-tidal CO2-concentration and the inspired volume, \- a negative linear relationship between the slope of phase III and the tidal volume and \- a positive linear relationship between the five dead space estimates and the tidal volume. Despite the absence of clinical symptoms, peripheral airway obstructions were detected in the calves with known respiratory problems in the fourth, fifth and seventh month of life using impulse oscillometry. Furthermore, these calves showed an intensively effort of ventilation at almost each time point of investigation. Most of the capnovolumetric parameters showed a significant difference between the calves with or without any history of respiratory problems, respectively. In calves with known pulmonary affections, volumetric capnography indicated the presence of airway obstructions by deformations of the capnograms and an increased dead space volume. In comparison to the calves without any history of respiratory diseases, the following characteristics were identified almost month by month \- significantly decreased CO2-elimination per breath, \- significant increase of the ratios of the mixing volume expired between 25 und 50 % of the end-tidal CO2-concentration and the inspired volume as well as the mixing volume expired between 50 und 75 % of the end-tidal CO2-concentration and the inspired volume, \- significantly flatter slope of phase II, \- significantly steeper slope of phase III and \- significant increase of the ratio between dead space volume (determined according to Langley, Wolff and Brunner, or Bohr) and tidal volume. Serologically, persistent or recurrent chlamydial infections were confirmed in most of the calves with known respiratory problems. The histological examination of lung tissue samples of these anmials showed a markedly activated bronchus-associated lymphoid tissue (BALT) causing partial obstruction of bronchiolar lumina. Part 2: Despite some minor clinical symptoms observed 8 -10 days after challenge, calves experimentally infected with Mycoplasma bovis did not show any airway obstructions using the impulse oscillometric system. Furthermore, no significant differences of either ventilatory or capnovolumetric parameters were observed between infected and non infected calves till 14 days after challenge. Nevertheless, Mycoplasma bovis was re-isolated in postmortem tissue samples of the respiratory tract of the experimentally infected animals, and a serological reaction against Mycoplasma bovis was detectable starting 10 days after infection. Conclusions: Volumetric capnography was found to be suitable for the detection of clinically inapparent obstructiv lung affections in awake, spontaneously breathing calves. In agreement with recommendations from human and equine medicine, capnovolumetric parameters should be analysed taking ventilatory variables into account. Because this method is applicable non-invasively and with a small amount of time, it is recommended for further diagnostic purposes in bovines.