Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)TiHo eLib

Untersuchung zur Optimierung der Isoflurannarkose für die Durchführung einer sicheren, schmerzlosen Kastration von Ferkeln bis zum siebten Lebenstag mittels mobiler Narkosegeräte

Die betäubungslose Kastration männlicher Saugferkel ist in Deutschland seit dem 01.01.2021 gesetzlich verboten. Als eine mögliche tierschutzkonforme Alternative nennt das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft auch die Kastration unter Vollnarkose (BUNDESMINISTERIUM FÜR ERNÄHRUNG UND LANDWIRTSCHAFT 2020). Insbesondere die automatisierte Isoflurannarkose mittels mobiler Narkosegeräte stellt eine praktikable Methode dar, die bereits vielfach erprobt worden ist. Frühere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass die automatisierte Isoflurannarkose nicht bei allen Ferkeln zu einer ausreichenden Narkosetiefe führt. Neben unzureichender Maskenanpassung wird auch die starre Anflutungszeit und eingeschränkte, individuelle Steuerbarkeit der Geräte als Grund für die unzureichende Anästhesietiefe genannt. Ziel dieser Arbeit war die Ermittlung einer ausreichenden Narkosegasanflutungszeit bei einheitlicher Isoflurankonzentration (5 Vol. % Isofluran) für eine gemäß den Forderungen des Tierschutzgesetzes schmerzfreie Kastration unter Einbezug des Körpergewichtes. Dafür wurden 257 Ferkel beiderlei Geschlechts für Teil 1 und 375 männliche Ferkel für Teil 2, alle unter acht Tage alt, in sechs verschiedene Gewichtsklassen eingeteilt. Die Untersuchung wurde unter Verwendung der Trägergase Sauerstoff bzw. Raumluft entsprechend der auf dem Markt zur Verfügung stehenden automatisierten Narkosegeräte durchgeführt. In Teil 1 dieser Studie wurde mittels nichtinvasiver Schmerzreize in den Zwischenklauenspalt die optimale Anflutungszeit für jede von 6 Gewichtsklassen (< 1 kg bis > 3kg KGW) evaluiert. Dabei ergaben sich für die Gewichtsklassen Anflutungszeiten zwischen 90 und 105 s. Im nachfolgenden Teil 2 der Untersuchung wurden die in Teil 1 ermittelten Anflutungszeit auf ihre Effektivität bei der Kastration überprüft. Bei etwaigen Schmerzreaktionen konnte die Anflutungszeit für die betreffende Gewichtsklasse zweimal um je 5 s erhöht werden. Zur Schmerzdetektion wurden die auch in Felduntersuchungen einfach durchführbare Beobachtung von 181 Abwehrbewegungen und Lautäußerungen durchgeführt. Trotz eines nicht ausschließbaren subjektiven Einflusses konnte bei einer standardisierten Durchführung der Untersuchung vergleichbare Ergebnisse erzielt werden. Dagegen stellten sich die Parameter EEG und Pulsfrequenz als eher ungeeignet für die Schmerzbeurteilung unter Isoflurannarkose heraus. Es ergab sich, dass die in Teil 1 ermittelten Anflutungszeiten in Teil 2 der Studie, unabhängig vom verwendeten Trägergas, bei keiner Gewichtsklasse zu einer ausreichenden Anästhesietiefe bei der Kastration führten. Daher wurden die Anflutungszeiten bei allen Gewichtsklassen je zweimal erhöht, sodass sich im Vergleich zu Teil 1 um 10 s verlängerte Anflutungszeiten von 100–115 s ergaben. Doch auch nach zweimaliger Erhöhung der Anflutungszeit wurden bei 27,5 % (IsofluranSauerstoff-Narkose) bzw. 14,2 % (Isofluran-Raumluft-Narkose) der Ferkel Abwehrreaktionen während der Kastration festgestellt. Der Ergebnisse dieser Studie zeigten, dass die Prüfung des Zwischenklauenreflexes nicht geeignet war, um darüber effektive Anflutungszeiten für die Gewichtsklassen zu evaluieren und um die Anästhesietiefe für die anschließende Kastration zu belegen. Zum anderen wurde festgestellt, dass selbst eine gewichtsabhängige und im Vergleich zu anderen Studien längere Anflutungszeit nicht zu besseren Anästhesieergebnissen führte als vergleichbare Untersuchungen der letzten Jahre. Eine weitere Erhöhung der Anflutungszeit zur Erzielung besserer Anästhesieergebnisse erscheint jedoch nicht optimal. Der hochdosierten Isoflurananflutung sind durch die obligate Atemdepression Limitationen gesetzt, wie sie auch in dieser Studie vorwiegend bei der längsten verwendeten Anflutungszeit von 115 s beobachtet wurden. Die automatisierte Isoflurannarkose entspricht nach heutigem Standard nicht den rechtlichen Anforderungen des deutschen Tierschutzgesetzes, da sie keine sichere, effektive Anästhesie bei allen Ferkeln für eine schmerzlose Kastration gewährleistet. Die fest eingestellten Anflutungszeiten von 70 (+ 15) s der Narkoseautomaten lassen keine Anpassung an einen tierindividuellen Isofluranbedarf zu und führen bei einem Teil der Ferkel zu inadäquaten Narkosen. Vor diesem Hintergrund ist wenig nachvollziehbar, dass diese Geräte trotz Abwehrreaktionen von bis zu 15 % in den Praxistests von der DLG zertifiziert wurden und nun auf landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzt werden dürfen. Die vorliegende Studie konnte zeigen, dass selbst gewichtsabhängige und deutlich längere Anflutungszeiten als die der DLG- 182 zertifizierten Geräte nicht bei allen Ferkeln zu einer ausreichenden Anästhesie führten, während gleichzeitig vermehrt Narkosezwischenfälle auftraten. Die routinemäßige Anwendung der automatisierten Isoflurannarkose bei der Saugferkelkastration widerspricht daher dem Tierschutzgedanken und kann in dieser Form nicht befürwortet werden. Eine Lösung dieses Problems ließe sich nur durch eine individuell angepasste und überwachte Isoflurannarkose für jedes einzelne Ferkel erzielen, was aus arbeitstechnischen sowie wirtschaftlichen Gründen für die Ferkelproduzenten jedoch gänzlich impraktikabel ist.

The anesthetic-free castration of male suckling piglets has been prohibited by law in Germany since 01.01.2021. The Federal Ministry of Food and Agriculture also mentions castration under general anesthesia as a possible alternative that complies with animal welfare requirements (FEDERAL MINISTRY OF FOOD AND AGRICULTURE 2020). In particular, automated isoflurane anesthesia using mobile anesthesia equipment represents a feasible method that has been widely tested. However, previous studies have shown that automated isoflurane anesthesia does not result in sufficient depth of anesthesia in all piglets. In addition to inadequate mask fitting, rigid induction time and limited individual controllability of the devices have also been cited as reasons for inadequate depth of anesthesia. The aim of this work was to determine a sufficient anesthetic induction time at a uniform isoflurane concentration (5 vol. % isoflurane) for a painless castration according to the requirements of the Animal Welfare Act, with regard to different body weights. For this, 257 piglets of both sexes for part 1 and 375 male piglets for part 2, all under eight days old, were divided into six different weight classes. The study was performed using the carrier gases oxygen or room air according to the automated anesthesia devices available on the market. In part 1 of this study, noninvasive pain stimuli into the interclavicular gap were used to evaluate the optimal anesthetic time for each weight class. This resulted in gas flooding times between 90 and 105 s for the weight classes. In the following part 2 of the study, the induction times determined in part 1 were tested for their effectiveness during castration. In the case of any pain reactions, the gas flooding time could be increased twice by 5 s each for the weight class in question. For pain detection, the observation of defensive movements and vocalizations, which can also be easily performed in field investigations, was carried out. Despite a subjective influence that could not be excluded, comparable results were obtained when the examination was 184 carried out in a standardized manner. In contrast, the parameters EEG and pulse rate turned out to be rather unsuitable for pain assessment under isoflurane anesthesia. It was found that the induction times determined in part 1 did not result in sufficient depth of anesthesia in part 2 of the study, regardless of the carrier gas used. Therefore, the gas flooding times were increased twice for each weight class, resulting in induction times of 100-115 s, which were 10 s longer than in part 1. However, even after increasing the induction time twice, 27.5% (isoflurane-oxygen anaesthesia) and 14.2% (isoflurane-room air anaesthesia) of piglets showed defensive reactions during castration. The results of this study showed that testing of the interdigital reflex was not suitable for evaluating effective gas flooding times for the weight classes and for providing evidence of anesthesia depth for subsequent castration. On the other hand, it was found that even a weight-dependent and, compared to other studies, longer anesthesia times did not lead to better anesthesia results than comparable studies in recent years. However, further increasing the gas flooding time to achieve better anesthetic outcomes does not seem optimal. High-dose isoflurane flooding is limited by obligatory respiratory depression, as was also predominantly observed in this study with the longest flooding time of 115 s used. According to current standards, automated isoflurane anesthesia does not meet the legal requirements of the German Animal Welfare Act, as it does not ensure safe, effective anesthesia in all piglets for painless castration. The fixed anesthesia times of 70 (+ 15) s of the anesthesia machines do not allow any adjustment to an animalspecific isoflurane requirement and lead to inadequate anesthesia in a large proportion of piglets. Against this background, it is difficult to understand why these devices were certified by the DLG (German Agricultural Society) and may now be used on farms, despite rejection reactions of up to 15% in the practical tests. The present study was able to show that even weight-dependent and significantly longer anesthesia induction times than those of the DLG-certified devices did not lead to sufficient anesthesia in all piglets, while at the same time increased anesthesia incidents occurred. The routine use of automated isoflurane anesthesia in suckling piglet castration is therefore contrary to animal welfare considerations and cannot be advocated in this form. A solution to this problem could only be achieved by individually adapted and monitored 185 isoflurane anesthesia for each individual piglet, which, however, is completely impracticable for piglet producers for both labor and economic reasons.

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