Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Julia Hankel

 

 

Einfluss von Genetik, Alter und Fütterung

auf die Empfänglichkeit für eine experimentelle

Campylobacter jejuni - Infektion in der Hühnermast

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-108098

title (engl.)

Influence of chicken genetics, age and diet composition on the susceptibility to an experimental Campylobacter jejuni infection in poultry fattening

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2016

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/hankelj_ss16.pdf

abstract (deutsch)

In der vorliegenden Studie wurde der Einfluss verschiedener Parameter auf die Empfänglichkeit für eine experimentelle Campylobacter jejuni-Infektion beim Huhn untersucht. Als Einflussgrößen wurden die Genetik, die Fütterung und das Alter der Tiere zum Zeitpunkt der experimentellen Infektion beurteilt. Eine weizenbasierte Ration wurde durch den weiteren Einsatz von ganzem Weizen, Kokzidiostatika und NSP-spaltenden Enzymen im Hinblick auf eine Reduktion Campylobacter-fördernder Einflüsse optimierend gestaltet, sodass ein möglicher Einfluss eines Laurinsäure enthaltenden Futters auf eine experimentelle Campylobacter-Infektion als nahezu monokausal bewertet werden kann. Vier verschiedene Hybridlinien mit unterschiedlichen Nutzungsrichtungen (Ross 308, Hubbard JA 757, Lohmann Dual und Lohmann Brown-Classic) erhielten, durch den Zusatz von Palmkernfettsäurendestillat zum angebotenen Futter, Laurinsäure in einer Konzentration von 2 %. Eine der Hybridlinien wurde neben der experimentellen Infektion in der dritten Lebenswoche (A1) zusätzlich mit fortgeschrittenem Alter von 9-10 Wochen (A2) experimentell infiziert.

Im Vorfeld der Hauptversuche fanden, zur Vorbereitung auf diese, Vorversuche in drei Durchgängen statt. Im Rahmen dieser Vorversuche wurden einerseits Effekte eines Einsatzes von destillierten Palmkernfettsäuren auf die Leistungsparameter von Broilern untersucht, andererseits Laurinsäuregehalte im Chymus des Magen-Darm-Traktes von Masthähnchen bestimmt, die ein mit 2 % Laurinsäure versetztes Futter zur freien Aufnahme erhielten.

In den Hauptversuchen folgte einer zweiwöchigen (Ross 308, Hubbard JA 757, Lohmann Dual und Lohmann Brown-Classic (A1)) bzw. acht- bis neunwöchigen (Lohmann Brown-Classic (A2)) Aufzuchtphase eine einwöchige Adaptationsphase zur Gewöhnung der Tiere an die Umgebung und Fütterung. Unmittelbar im Anschluss an die Adaptationsphase erfolgte eine experimentelle Infektion von drei Tieren aus jeder Gruppe mit Campylobacter jejuni in einer Dosis von 10KbE/ml. Die qualitativen Untersuchungen in der sich anschließenden dreiwöchigen Versuchsphase an den Tagen 2, 4, 7, 14 und 21 nach erfolgter experimenteller Infektion dienten der Erfassung der Prävalenz von Campylobacter jejuni in der Tiergruppe. An drei Zeitpunkten wurde zusätzlich die Campylobacter-Ausscheidung mit den Exkrementen quantitativ untersucht. 21 Tage nach der experimentellen Infektion wurde der Caecuminhalt im Rahmen einer Sektion der Tiere hinsichtlich der Campylobacter-Zahlen analysiert. Die bakteriologischen Untersuchungen auf Campylobacter jejuni erfolgten in Anlehnung an das in den Amtl. Sammlungen von Untersuchungsverfahren nach § 64 LFGB beschriebene horizontale Verfahren zum Nachweis von Campylobacter spp. Neben der primären Probengewinnung für die bakteriologischen Untersuchungen auf Campylobacter jejuni wurde jedes Tier zur Erfassung der Körpergewichtsentwicklung mit jeder Futterumstellung gewogen. Die zusätzliche Erhebung der Futteraufnahme ermöglichte eine Berechnung des Futteraufwandes auf Gruppenebene. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Arbeit werden nachfolgend zusammengefasst:

 

Einfluss der Genetik auf die Empfänglichkeit für eine experimentelle Campylobacter jejuni-Infektion

Ein Einfluss der Genetik auf die Campylobacter-Prävalenz und sogar noch deutlicher auf die Campylobacter-Ausscheidung mit den Exkrementen konnte nachgewiesen werden. Die Campylobacter-Zahlen in den Exkrementen der Legehybride Lohmann Brown-Classic ( = log 3,77 KbE/g Exkremente ±2,02) waren zum Ende der Versuchsphase bis nahezu 2 Log-Stufen geringer als die Campylobacter-Zahlen in den Exkrementen der beiden Masthybridlinien Ross 308 ( = log 5,21 KbE/g Exkremente ±0,85) und Hubbard JA 757 ( = log 5,62 KbE/g Exkremente ±0,90). Die Linie Lohmann Dual war, hinsichtlich der Campylobacter-Zahlen in den Exkrementen, zwischen die Legehybridlinie und die Masthybridlinien einzuordnen, wies jedoch 21 Tage nach experimenteller Infektion die signifikant geringste Campylobacter-Prävalenz unter den Linien gleichen Alters auf (91 %).

 

Einfluss des Alters auf die Empfänglichkeit für eine experimentelle Campylobacter jejuni-Infektion

Das Alter zum Zeitpunkt der Infektion hat einen großen Einfluss auf das Ausscheidungsverhalten und die Ausscheidungsrate des Erregers. Zwei Tage nach erfolgter experimenteller Infektion schieden signifikant mehr Tiere der Altersstufe 2 Campylobacter über die Kloake aus und die Campylobacter-Zahlen in den Exkrementen der Altersstufe 2 ( = log 5,24 KbE/g Exkremente ±1,56) waren deutlich höher als in den Exkrementen der Altersstufe 1 ( = log 3,30 KbE/g Exkremente ±2,68). Bereits neun Tage später schieden die Tiere der Altersstufe 2 geringere Campylobacter-Zahlen mit den Exkrementen aus, sodass sich nach weiteren sechs Tagen eine Differenz von Δ KbE/g = log 2,05 zwischen der Campylobacter-Last der Altersstufe 1 ( = log 3,77 KbE/g Exkremente ±2,02) und der Altersstufe 2 ( = log 1,72 KbE/g Exkremente ±1,87) ergab. Am Tag der Sektion wurde eine signifikant höhere Prävalenz der Altersstufe 1 (99 %) im Vergleich zu Altersstufe 2 (67 %) nachgewiesen. Zu diesem Zeitpunkt konnte bei einem der 90 Tiere der Alterststufe 2 trotz Anreicherung kein Campylobacter mehr im Caecum nachgewiesen werden.

 

Einfluss des Futters auf die Empfänglichkeit für eine experimentelle Campylobacter jejuni-Infektion

Ein Einfluss des Futters beschränkte sich auf die initiale Phase der Infektion. Die Campylobacter-Prävalenz konnte zwei Tage nach erfolgter experimenteller Infektion infolge des Angebots des Versuchsfutters im Vergleich zum Kontrollfutter, um 19 % gesenkt werden.

 

Abschließend lässt sich sagen, dass sich die Ausscheidungsrate von Campylobacter jejuni mit den Exkrementen in Abhängigkeit der Genetik um bis zu 1,9 Log-Stufen unterscheiden kann. Das Alter zum Zeitpunkt der Infektion nimmt einen noch größeren Einfluss auf die Ausscheidungsrate (Differenzen von > 2 Log-Stufen) und die Prävalenz von Campylobacter jejuni. Die Campylobacter-Prävalenz konnte mit Hilfe der Fütterungsmaßnahme gesenkt werden, jedoch beschränkte sich dieser Einfluss auf die initiale Phase der Infektion.

 

abstract (englisch)

The aim of the present study was to examine the influence of several parameters on the susceptibility to an experimental Campylobacter jejuni infection of chicken. The parameters chicken genetics, diet composition and age of the animals at the time of experimental infection were to be investigated. A wheat-based diet was supplemented by whole wheat, coccidiostats and NSP-degrading enzymes in order to reduce Campylobacter promoting factors. For that reason the impact of diet composition on susceptibility to an experimental Campylobacter infection in the group of animals could be traced back monocausally to lauric acid. Four different hybrid lines with different types of use were fed a complete diet with a partial replacement of fat by distilled palm kernel fatty acids thereby receiving lauric acids with the diet at concentrations of 2 %. One of the hybrid lines was experimentally infected in the third week of age like the other three hybrid lines and additionally infected in an advanced age of nine to ten weeks.

Three preliminary studies were implemented with the objective to evaluate the influence of distilled palm kernel fatty acids on chicken performance on the one hand. On the other hand the lauric acid content in the gastrointestinal tract of broiler chicken were measured after feeding the experimental diet that is rich in lauric acid compared to the control diet.

In the main trials a variable rearing phase of two ((Ross 308, Hubbard JA 757, Lohmann Dual und Lohmann Brown-Classic (A1)) or eight to nine weeks (Lohmann Brown-Classic (A2)) is followed by a one-week adaptation phase so that the animals get habituate to the surrounding area and feeding. Directly after the adaptation phase, three animals of every group were experimentally infected with Campylobacter jejuni (104 cfu/ml). To investigate the Campylobacter jejuni prevalence in the animal group during the three weeks of the experimental phase individual cloacal swabs were taken on day 2, 4, 7, 14 and 21 after experimental infection. Further on three consecutive times of sampling, Campylobacter shedding was quantified in the animal droppings. 21 days after experimental infection Campylobacter counts were analysed in cecal samples taken at the dissection of the chicken. The bacteriological examination was applied in accordance to the official collection of analysis methods according to § 64 of the German Food and Feed Code (LFGB).

Besides the bacteriological examinations, the individual body weight of the chicken was taken with every change of diet. With the additional measurement of feed intake the feed conversion ratio was calculated. The essential results are summerised below:

 

Influence of chicken genetics on the susceptibility to an experimental Campylobacter jejuni infection

An influence of chicken genetics on Campylobacter prevalence and sheddings occured. The quantified Campylobacter counts in the excreta of the layer hybrid Lohmann Brown-Classic ( = log 3,77 cfu/g excreta ±2,02) was 2 log levels lower in comparison to the broiler hybrids Ross 308 ( = log 5,21 cfu/g excreta ±0,85) and Hubbard JA 757 ( = log 5,62 cfu/g excreta ±0,90) at the end of the trial. The dual purpose line Lohmann Dual excreted Campylobacter counts higher than the layer hybrid and lower than the broiler hybrids. On day 21 after experimental infection the dual purpose line recorded the significantly lowest Campylobacter prevalence (91 %) in comparison to the other three lines.

 

Influence of chicken age on the susceptibility to an experimental Campylobacter jejuni infection

The chicken age at the time of experimental infection has shown a big influence on Campylobacter prevalence and excretion. Two days after experimental infection a significant higher prevalence and higher Campylobacter counts in the excreta of the chicken belonging to the age group 2 ( = log 5,24 cfu/g excreta ±1,56) in comparison to the age group 1 ( = log 3,30 cfu/g excreta ±2,68) was observed. Nine days after that, the chicken of the age group 2 excreted lower bacterial counts compared to the chicken of the age group 1. The differences increased with time so that another six days later these differences amounted to 2,05 log levels cfu/g excreta between the age group 1 ( = log 3,77 cfu/g excreta ±2,02) and age group 2 ( = log 1,72 cfu/g excreta ±1,87).

21 days after experimental infection the prevalence of the chicken belonging to age group 1 was significantly higher (99 %) compared to age group 2 (67 %). At this time one of the 90 chickens of age group 2 was stated Campylobacter free in the ceca even after enrichment of the cecal sample. It is presumed that this chicken was able to eliminate Campylobacter infection.

 

Influence of diet on the susceptibility to an experimental Campylobacter jejuni infection

An influence of the diet was limited to the initial phase of infection. Two days after experimental infection the Campylobacter prevalence was reduced by 19 % due to the offering of the experimental diet in comparison to the control diet.

 

To conclude, the excretion of Campylobacter jejuni in the chicken’s droppings can differ up to 1,9 log levels depending on the genetics. The age at the time of experimetal infection had an even bigger influence on the excreted Campylobacter counts and prevalence, which differences amounted to > 2 log levels. The prevalence could be reduced through the applied feeding measures. However, this influence was limited to the initial phase of infection.

 

keywords

Fütterung, Hühner, Campylobacter jejuni, diet composition, chicken, Campylobacter jejuni

kb

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