Publikationsdatenbank

Funktionelle Residualkapazität und Diffusionskapazität der Lunge bei Kalb und Schwein:
physiologische Werte und Einfluss respiratorischer Infektionen (2009)

Art

Hochschulschrift

Autor

Kneucker, Annette (WE 2)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2009 — IX, 166 Seiten

ISBN: 978-3-86664-681-0

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13904

Kontakt

Institut für Veterinär-Physiologie

Oertzenweg 19 b
14163 Berlin
+49 30 838 62600
physiologie@vetmed.fu-berlin.de

Abstract / Zusammenfassung

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.