Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zur Wirkung von Mannanoligosacchariden (MOS) gegen Salmonella spp. in Schweinemastbeständen

Nobmann, Juliane Annette

The objective of the presented study was to assess the efficacy of mannanoligosaccharides against Salmonella spp. via a field trial in four fatting herds in northwestern Germany. Positive in vitro Agglutinations-Tests as well as the documented efficacy of MOS against Salmonella in poultry and in weaner pigs were the basis for the hypothesis that MOS is reducing Salmonella in fattening pigs. The four fattening herds were chosen for the study because of their high intra–herd Salmonella sero-prevalence, which had previously been determined through the German Salmonella monitoring program (three herds in Category III, one in Category II). Another reason was the fact that within these herds it was possible to create subgroups of pigs, which could then be fed separately. The pigs were fed either a conventional feed or this feed mixed with 1,5kg/t or 3kg/t MOS, respectively. All pigs within one herd were subject to the same housing, management, water- and feeding factors. In order to determine the level of the Salmonella contamination of a herd, several different kinds of samples were examined. Pooled samples of feces were examined via real time PCR every 14 days within the fattening period. If positive, these samples were further examined via culture. At the beginning of the fattening period, in the middle and at the end blood serum samples and individual feces samples were examined as well. The blood serum samples and the meat juice samples which were later collected at slaughter were tested for antibodies against Salmonella. If the samples showed a high amount of antibodies, then the corresponding individual feces samples were examined via culture. For the overall result of the study over 1,500 serological tests and about 360 PCR-tests were analysed.  About 160 samples were further examined by culture and six animals were necropsied. The first step of the analysis was to calculate the mean of the serological results with respect to group (case vs. control) and sampling interval. These results were then placed in a graph and analyzed with respect to differences during the course of the fattening period. The percentage of serologically positive samples was calculated as well. When examining the results of all four herds, no direct influence of MOS on the amount of antibodies against Salmonella could be demonstrated. Only the animals in herd D.1 which were fed 3kg/t MOS had lower antibody titers when compared to their control group. The results of the pooled feces samples examined via PCR were analyzed with respect to the percentage of positive samples during the course of the fatting period. Due to the fact that the pigs do not shed Salmonella continuously after the first immunological response, negative samples cannot be directly interpreted as negative animals. There were only few positive samples in all; Herds A.1 and B had none at all. Herd C had the highest amount of positive samples, with the number increasing during the course of the fatting period. This was most likely due to the fact that this herd had a higher Salmonella sero-prevalence than the other herds and that groups of individuals were separated prior to slaughter. The stress due to this separation may have increased the amount of Salmonella shed in the feces. In total, 30 strains of Salmonella were isolated and identified with respect to serotype. 26 of these were Salmonella Typhimurium and 4 were Salmonella Group B. Summarizing the results of this study, no direct influence of MOS on the amount of Salmonella in fatting pigs could be observed. This might be due to the fact that not all strains of Salmonella can be agglutinized by MOS. Therefore it may be prudent to check the efficacy of the agglutination of MOS with the strain of Salmonella isolated from an individual herd, before implementing the feeding of MOS as a measure against the Salmonella problem of that particular farm. Another theory is that MOS is digested too early in the adult porcine intestinal tract, so that it cannot agglutinize Salmonella spp. since this bacterium is most often found in the colon of pigs. A longitudinal study observing several fattening groups of a farm including the post-weaning period of the animals may answer the question if MOS is able to reduce the amount of Salmonella in a herd in the long run.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Wirksamkeit von Mannanoligosacchariden gegen Salmonellen im Rahmen eines Feldversuches in vier nordwestdeutschen Schweinemastbetrieben zu untersuchen. Anlass zur Annahme, dass eine Wirksamkeit vorliegt, gaben positive in-vitro-Agglutinations-Tests und die dokumentierte Wirksamkeit von MOS gegen Salmonellen in Geflügelbeständen und bei Absetzferkeln. Die vier Schweinemastbetriebe wurden vor allem hinsichtlich ihrer hohen Salmonellenbelastung, welche vorab durch das deutsche Salmonellenmonitoring ermittelt worden war (dreimal Kategorie III, einmal Kategorie II) und hinsichtlich der Möglichkeit, Schweinegruppen getrennt voneinander füttern zu können, ausgewählt. Bei der Einstallung wurden die Tiere in Gruppen unterteilt, die entweder nur das herkömmliche Mastfutter, oder dieses Futter gemischt mit 1,5 kg/t bzw. 3 kg/t MOS erhielten. Alle untersuchten Mastschweine unterlagen innerhalb eines Betriebes den gleichen stallbaulichen Gegebenheiten, dem gleichen Managementsystem und der gleichen Futter- und Wasserdarreichung. Um den Grad der Belastung mit Salmonellen bei den Schweinen beurteilen zu können, wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. 14-tägig entnommene Sammelkotproben wurden molekularbiologisch und im positiven Falle zusätzlich kulturell-mikrobiologisch auf Salmonellen-DNA, bzw. vermehrungsfähige Salmonellen, untersucht. Zum Beginn der Mast, zur Mitte und zum Ende hin wurden jeweils Blutproben und Einzelkotproben entnommen. Die Blutproben wurden, ebenso wie die bei der Schlachtung gewonnenen Fleischsaftproben, serologisch auf Salmonellen-Antikörper untersucht. Bei hohen serologischen Ergebnissen wurden zusätzlich die dazugehörigen Einzelkotproben kulturell-mikrobiologisch untersucht. Für die Auswertung standen über 1.500 serologische Ergebnisse und rund 360 molekularbiologische Untersuchungen zur Verfügung. Rund 160 Proben wurden umfassend mikrobiologisch untersucht und sechs Tiere wurden für eine Probenentnahme seziert. Für die Auswertung der Untersuchungsergebnisse wurden zunächst die serologischen Werte gruppenweise (Versuchsgruppen und Kontrollgruppen) je Entnahmeintervall gemittelt. Diese Mittelwerte wurden graphisch dargestellt und mit Augenmerk auf Veränderungen während des Mastverlaufes ausgewertet. Zusätzlich wurde der prozentuale Anteil an serologisch positiv getesteten Proben errechnet und ebenfalls ausgewertet. Fasst man die serologischen Ergebnisse aus allen Betrieben zusammen, so kann kein eindeutiger Einfluss von MOS auf die Salmonellen-Antikörper beobachtet werden. Lediglich in Betrieb D.1 war eine eindeutige Senkung der Antiköper bei den Tieren, die 3 kg/t MOS erhielten im Vergleich zur Kontrollgruppe zu verzeichnen. Bei den molekularbiologisch untersuchten Sammelkotproben war der Anteil an positiven Proben je Gruppe im Verlaufe der Mast von Interesse. Da Schweine, die Salmonellen in sich tragen, diese nach der immunologischen Auseinandersetzung nicht mehr kontinuierlich ausscheiden, konnten negative Ergebnisse nicht auf Salmonellen-freie Tiere schließen lassen. Positive Proben wurden nur vereinzelt nachgewiesen, bei Betrieb A.1 und Betrieb B sogar gar keine. Mit Abstand die meisten positiven Proben wurden in Betrieb C zum Ende der Mast hin ermittelt. Dies kann jedoch mit der, im Vergleich zu den anderen drei Betrieben, höheren Salmonellenbelastung und höheren Tierbewegung durch frühe Absonderung zur Schlachtung und damit verbundenen Stresseinwirkung auf die Tiere erklärt werden. Insgesamt konnten 30 Salmonellen-Stämme isoliert und identifiziert werden. In 26 Fällen handelte es sich dabei um S. Typhimurium und viermal wurden Salmonellen der Gruppe B identifiziert. Fasst man die Ergebnisse dieser Arbeit zusammen, so kann gesagt werden, dass durch den Einsatz von MOS bei Mastschweinen keine eindeutige Wirkung gegen Salmonellen nachzuweisen ist. Eine Erklärung dafür könnte sein, dass nicht alle Salmonellen-Stämme durch MOS agglutiniert werden. Es wäre demnach empfehlenswert, die Agglutinationsfähigkeit der Salmonella spp., die aus einem Bestand isoliert wurde, zu testen, bevor MOS als potentielle Bekämpfungsmaßnahme eingesetzt wird. Zum anderen liegt die Annahme nahe, dass MOS in einem adulten porzinen Verdauungssystem frühzeitiger, als bei Absetzferkeln verstoffwechselt wird und somit nicht mehr wirksam sein kann. Eine Langzeitstudie über mehrere Mastdurchgänge unter Einbeziehung des Lebensabschnitts direkt nach dem Absetzen der Tiere, könnte Aufschluss darüber bringen, ob MOS dazu in der Lage ist, die Salmonellenbelastung nachhaltig zu reduzieren.

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Nobmann, Juliane Annette: Untersuchungen zur Wirkung von Mannanoligosacchariden (MOS) gegen Salmonella spp. in Schweinemastbeständen. Hannover 2010. Tierärztliche Hochschule.

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