Investigations on the effects of dietary insoluble and soluble non-starch polysaccharides (NSP) on host-parasite interactions in laying hen chicks infected with Heterakis gallinarum or Ascaridia galli

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Hypothese zu prüfen, ob leicht lösliche oder unlösliche Nicht-Stärke-Polysaccharide (NSP) einen Einfluss auf eine Heterakis gallinarum beziehungsweise Ascaridia galli Infektion bei Aufzuchthennen haben. Da Heterakis gallinarum als Vektor für Histomonas meleagridis, dem Erreger der Schwarzkopfkrankheit, fungiert, wurde weiterhin untersucht, ob ein NSP-angereichertes Futter Einfluss auf Wechselwirkungen dieser beiden Parasiten hat. Die Untersuchungen wurden zwischen 2007 und 2010 am Department für Nutztierwissenschaften der Universität Göttingen durchgeführt. Es kamen drei verschiedene Fütterungsvarianten zum Einsatz. Der Nährstoffgehalt und die umsetzbare Energie der Grundmischung (CON) entsprachen den Vorgaben und Empfehlungen für Aufzuchtlegehennen. Erbsenschalen und Zichorienwurzelmehl dienten als Komponenten für unlösliche bzw. lösliche NSP. In der Fütterungsvariante I-NSP wurden pro kg CON 100 g Erbsenschalen und in der Fütterungsvariante S-NSP pro kg CON 100 g Zichorienwurzelmehl zugesetzt. Die drei Versuchsmischungen CON, I-NSP und S-NSP wurden pelletiert. Im ersten Experiment sollte der Einfluss eines mit NSP angereicherten Futtermittels auf die Wechselwirkung zwischen H. gallinarum und H. meleagridis untersucht werden. Dieses Experiment beinhaltete eine prophylaktische, über das Tränkesystem applizierte Behandlung der Hälfte der Tiere mit Dimetridazol (0,05%) gegen H. meleagridis. Die durch diesen Versuch gewonnenen histomonadenfreien weiblichen H. gallinarum Würmer dienten als Infektionsmaterial für die anderen Versuchsdurchgänge mit H. gallinarum. Der Einfluss von NSP des Futters auf H. gallinarum beziehungsweise A. galli wurde in zwei aufeinanderfolgenden Versuchen mit jeweils 3 Wiederholungen pro Nematodenspecies, untersucht. In jedem Durchgang wurden 3 Fütterungsgruppen gebildet, die mit je einer der Versuchsmischungen bis zu einem Alter von 3 Wochen gefüttert wurden. Nach 3 Wochen wurden die Tiere individuell mit Flügelmarken gekennzeichnet und gewogen. Jede Fütterungsgruppe wurde nochmals in eine infizierte und eine nicht-infizierte Gruppe unterteilt. Die infizierten Versuchsgruppen wurden jeweils mit je 200 embryonierten H. gallinarum- beziehungsweise 250 embryonierten A. galli- Eiern künstlich infiziert. Während der folgenden 8-wöchigen Versuchsphase wurde der Futterverbrauch pro Gruppe täglich erfasst. In den letzten beiden Durchgängen mit H. gallinarum wurden zur Bestimmung der täglichen Kotmenge, der Parasiteneiausscheidung pro Gramm Kot (EPG) und der Anzahl ausgeschiedener Parasiteneier innerhalb eines Zeitraums von 24h (Eier pro Tag, EPD) Tiere in Einzelkäfigen gehalten. Im A. galli Experiment wurden die Tiere zur Bestimmung der Wurmzahl pro Tier 8 Wochen nach der Infektion geschlachtet. Zum Zeitpunkt der Schlachtung erfolgte darüber hinaus eine individuelle Kotprobenentnahme zur EPG-Bestimmung. Weiterhin wurden der pH-Wert sowie der Gehalt flüchtiger Fettsäuren in der Blinddarm-Digesta untersucht. Im ersten Versuch (Histomonas infizierte H. gallinarum, Kapitel 2) wurde festgestellt, dass unabhängig von der Fütterung - die Behandlung gegen Histomonas meleagridis sowohl das Auftreten von H. gallinarum als auch die durchschnittliche Länge der Würmer steigert. Es ergab sich eine Interaktion zwischen der Fütterung und der Dimetridazol-Behandlung. S-NSP führte bei unbehandelten Tieren zu den niedrigsten Wurmzahlen, während die behandelten Tiere die höchste Befallsintensität aufwiesen. Innerhalb aller Fütterungsvarianten hatten behandelte Tiere jeweils höhere Wurmzahlen als unbehandelte. Die Infektion mit H. gallinarum beeinträchtigte das Körpergewicht (BW) der Tiere, und die gleichzeitige Infektion mit Histomonas meleagridis verstärkte diese Wirkung. Die Behandlung mit Dimetridazol wirkte sich nicht auf die Körpergewichtsentwicklung aus. Beide NSP-Futtermischungen, insbesondere S-NSP, führten zu geringerem Körpergewicht der Tiere. Im Versuch mit H. gallinarum ohne Histomonas meleagridis Infektion (Kapitel 3) steigerte die NSP-Fütterung im Vergleich zur Kontrolle sowohl die Befallhäufigkeit als auch die Befallsstärke. Ein Einfluss des Futters auf die durchschnittliche Wurmlänge konnte hingegen nicht beobachtet werden. Die NSP-Fütterung führte zu gesteigerter täglicher Kotmenge. EPG, EPD und die Fruchtbarkeit der weiblichen Würmer (EPD: Anzahl weiblicher Würmer) stiegen unter dem Einfluß von S-NSP, während I-NSP das Verhältnis von EPG : weiblichen Würmern verringerte. Die Anzahl ausgeschiedener Parasiteneier pro Tag stieg in der Reihenfolge CON < I-NSP < S-NSP. Sowohl die NSP-Fütterung als auch die Infektion führten zu geringerer Körpergewichtsentwicklung. Die Infektion beeinträchtigte zusätzlich die Futterverwertung. Die Blinddärme der mit NSP, insbesondere der mit S-NSP gefütterten Tiere waren durchschnittlich länger als die der Kontrolltiere. Die Fütterung und die Infektion beeinflussten das Gewicht der Blinddärme. S-NSP und die Infektion führten zu schwereren Blinddärmen. Die Infektion steigerte sowohl das Gesamt- (inklusive Darminhalt) als auch das Nettogewicht (ausgewaschen/gespült) der Blinddärme. Im Vergleich zu CON und I-NSP führte S-NSP zu niedrigeren pH-Werten, zu niedrigerer Acetat- und höherer Butyratkonzentration sowie zu größerem Pool an flüchtigen Fettsäuren (VFA) im Blinddarm. Die Infektion erhöhte die pH Werte und verminderte die Butyratkonzentration sowie den VFA Pool im Blinddarm. Im Versuch mit Ascaridia galli (Kapitel 4) erhöhte die NSP-Fütterung und insbesondere die mit S-NSP die Befallshäufigkeit. Im Gegensatz zum Versuch mit H. gallinarum wurde kein Einfluss auf die Wurmlänge und die Wurmfruchtbarkeit festgestellt. Die mit A. galli infizierten Tiere wiesen unabhängig von der Fütterung, eine verminderte Körpergewichtsentwicklung und eine ungünstigere Futterverwertung auf. Auch die NSP-Fütterung, und wiederum vor allem S-NSP, beeinträchtigte die Körpergewichtsentwicklung der Tiere. S-NSP bewirkte außerdem niedrigere pH Werte im Blinddarm, während die Infektion mit Ascaridia galli diesbezüglich keinen Einfluss hatte. Die Infektion und die Fütterung erhöhten die Mengen an VFA im Blinddarm. S-NSP steigerte die Mengen an VFA am stärksten. Im Vergleich zu CON führte die NSP-Fütterung, insbesondere S-NSP, zur Verdickung zur Gewichtserhöhung des Dünndarmgewebes. Die Ergebnisse zeigen, dass H. meleagridis nicht nur den Endwirt schädigt, sondern auch den Vektor H. gallinarum. Sowohl unlösliche als auch lösliche NSP fördern die Etablierung einer H. gallinarum Infektion. Lösliche NSP fördern und intensivieren zusätzlich das Auftreten von Histomonas meleagridis. Dies hat wiederum nachteilige Auswirkungen auf die Etablierung und Entwicklung von Heterakis gallinarum. Sowohl Erbsenschalen als auch Zichorienwurzelmehl als Quellen unlöslicher bzw. löslicher NSP fördern die Infektion mit Histomonas freien H. gallinarum und mit A. galli. Zichorienwurzelmehl steigert zusätzlich die Fruchtbarkeit von H. gallinarum. Die verwendeten unlöslichen und löslichen NSP beeinträchtigen das Wachstum der Tiere, reichern sich im Gastrointestinaltrakt an und fördern so möglicherweise die Empfänglichkeit gegenüber Infektionen mit Nematoden. Die Ergebnisse lassen schließen, dass Erbsenschalen und Zichorienwurzelmehl als Quellen unlöslicher bzw. löslicher NSP ungeeignet sind, der Etablierung und Entwicklung von Nematodeninfektionen entgegenzuwirken. Insbesondere in alternativen Haltungssystemen, in denen Tiere einen erhöhten Infektionsdruck ausgesetzt sind und vermehrt NSP aufnehmen (können/), muss nach anderen Bekämpfungsmöglichkeiten gesucht werden.