Untersuchungen zum Verhalten von Pansenprotozoen in vitro unter Zulage von Stoffen des Pflanzenabbaus sowie von auffälligen Grassilagen

Neben Bakterien und Pilzen sind Protozoen für eine effektive Pansenfunktion beim Rind und eine beständige Wirtsgesundheit von Bedeutung. In früheren Untersuchungen im künstlichen Pansen wurde beobachtet, dass nach Zulage von Silagen mit einem Reineiweißanteil am Gesamteiweiß von < 50 % (sog. Schadsilagen) die geradlinige Bewegung der Pansenprotozoen negativ beeinflusst wurde. Ziel vorliegender Arbeit war es, in einem kontrollierten Versuch, Pansenprotozoen anhand der Aktivität (Anteil an Protozoen die sich aktiv in Bewegung befinden [SAk]), Größe (Anteil an großen, mittleren und kleinen Protozoen [SGr]) und des Bewegungstyps (Anteil an Protozoen mit gerichteter oder abweichender Bewegung z.B. kreisend, taumelnd [SBe]) unter dem Einfluss von Polyaminen als Marker für den Pflanzenabbau sowie Schadsilagen und verpilztem Heu in vitro zu untersuchen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen Aufschluss über die Eignung von Pansenprotozoen zur Nutzung als Bioindikatoren in der tierärztlichen Praxis liefern. Die für die Untersuchungen benötigten Pansensaftproben stammten von einem fistulierten Rind der Klinik für Rinder der Tierärztlichen Hochschule Hannover. Die Pansensaftproben wurden täglich 2 h nach der morgendlichen Fütterung des Spendertiers entnommen und unverzüglich für 5 h in HUNGATE-Puffer unter Zulage von Cadaverin, GABA, Spermin und Spermidin in den Konzentrationen 0 mol/l (Kontrolle), 0,02 mol/l, 0,04 mol/l, 0,16 mol/l, 0,32 mol/l und 0,64 mol/l inkubiert. Zum Zeitpunkt 0 h, 1/2 h, 1 h, 2 h und 5 h wurden die Pansenprotozoen mittels videogestützter Technik mikroskopisch unter Verwendung folgender Scores untersucht: SAk 1: < 30 % der Protozoen aktiv in Bewegung; SAk 2: ≥ 30 < 60 % der Protozoen aktiv in Bewegung; SAk 3: ≥ 60 % der Protozoen aktiv in Bewegung. SGr K: überwiegend kleine und gelegentlich mittlere Protozoen; SGr M: überwiegend mittelgroße Protozoen, alle Größenklassen vertreten; SGr G: überwiegend große und vereinzelt mittlere Protozoen. SBe 1 = freischwimmend, hauptsächlich Vorwärtsbewegung; SBe 2 = freischwimmende und ortsständig oder hektisch kreisende Protzoen. Unter Zulage der Polyamine wurden 20 Versuchswiederholungen und unter Zulage von 13 Schad-, 9 Kontrollsilagen und 5 verpilzten Heuproben wurden jeweils 3 Versuchswiederholungen durchgeführt. Folgende Ergebnisse wurden erzielt: 1. SAk: Über die Inkubationsdauer von 5 h nahm der SAk unter Zulage aller vier Polyamine einschließlich der Kontrolle ab. Im Vergleich zur Kontrolle, hatten die Zulagen von Cadaverin, GABA und Spermidin in den verschiedenen Konzentrationen keinen Effekt auf den SAk. Im Gegensatz dazu war der SAk nach Zulage von Spermin in den höheren Konzentrationen im Vergleich zur Kontrolle erniedrigt. 2. SGr: Im Verlauf der Inkubation mit Cadaverin, GABA und Spermidin nahm der Anteil an großen Protozoen zunächst im Zeitraum von ½ h bis 2 h zu, um danach zu Gunsten der kleinen und mittleren Protozoen abzufallen. Dieser Effekt war zwar auch in den Kontrollansätzen zu erkennen, aber weniger ausgeprägt. Bei Spermin nahm der Anteil großer Protozoen im Verlauf der Inkubation mit zunehmender Konzentration ab. Bei den anderen drei Polyaminen gab es keine konzentrationsabhängigen Veränderungen des SGr. 3. SBe: Der Anteil der Versuchsansätze mit gerichteter Bewegung nahm zum Zeitpunkt ½ h ab, um nach 1 h bis 2 h anzusteigen und zum Ende der Inkubation mehrheitlich wieder die Ausgangssituation zu erreichen. Während in den Kontrollansätzen dieser Effekt entweder nicht vorhanden oder nur sehr mäßig ausgeprägt war, hatte die Zulage mit den vier Polyaminen mit steigender Konzentration einen reversiblen negativen Effekt auf die gerichtete Bewegung. 4. Der Vergleich von Schadsilagen mit Kontrollsilagen ergab keine Unterschiede bzgl. der SAk, SGr und SBe. Bei beiden Silagetypen war von Beginn der Inkubation an nur in ca. 50 % der Ansätze eine ausschließlich gerichtete Bewegung erkennbar. 5. Die Zulage von verpilztem Heu ergab bei vier Proben in mindestens einem Versuchsdurchgang eine 100 %ige Mortalität. Die Größenverteilung war vergleichbar mit den Silageansätzen, während bei den hinsichtlich Bewegung auswertbaren Ansätzen im Gegensatz zu den Silageproben eine überwiegend gerichtete Bewegung der Protozoen gefunden wurde. Aus den Substratversuchen kann gefolgert werden, dass die Aktivität und die Größenverteilung der Pansenprotozoen nicht und der Bewegungstyp bedingt als Bioindikator in Frage kommen. Zeitliche Effekte, d.h. die Inkubationsbedingungen hatten einen größeren Effekt als die Zulage der Testsubstanzen. Von den vier getesteten Polyaminen hatte Spermin einen größeren Effekt als Cadaverin, GABA oder Spermidin. Schadsilagen hatten keinen nachweisbaren Effekt auf die untersuchten Testparameter im Vergleich zu Kontrollsilagen, während bei der Zulage von verpilztem Heu eine erhöhte Mortalität der Pansenprotozoen festgestellt wurde. Insgesamt sollte berücksichtigt werden, dass es sich hier um einen in vitro Kurzzeitversuch gehandelt hat und sich das Protozoenverhalten unter den weitaus komplexeren in vivo Bedingungen im Pansen unter Belastung mit Schadstoffen durchaus anders darstellen kann.