The role of copper and vitamin A-deficiencies leading to neurological signs in captive cheerahs (Acinonyx jubatus) and lions (Panthera leo) in the United Arab Emirates.

Vet. med. Diss.
Vetsuisse-Fakultät Universität Zürich, Institut für Tierernährung, Leitung: Prof. Dr. Annette Liesegang

Originally published by KAISER, C., WERNERY, U., KINNE, J., MARKER, L. & LIESEGANG, A. (2014) at: Food and Nutrition Sciences, 5(20):1978-1990. DOI: https://doi.org/10.4236/fns.2014.520209

Abstract:

Neurological signs like ataxia and hind limb paresis have often been reported in cheetahs (Acinonyx jubatus), lions (Panthera leo) and snow leopards (Panthera uncia). As a cause, copper and Vitamin A deficiencies have been discussed. Many cases were seen in cheetahs and lions in the United Arab Emirates (UAE) within the last years. The aim of this study was to find correlations between nutrition, serum, and tissue levels, focusing on copper and Vitamin A. Blood and tissue samples of affected and unaffected animals were analyzed at the Central Veterinary Research Laboratory in Dubai, UAE. Animals were split into three different groups (A, B and C) according to their diets. Minerals were determined in serum, tissue, food and water samples, and serum was additionally analyzed for Vitamin A and E. Liver, kidney and spinal cord samples were taken for histopathological investigations. Mean serum copper and liver copper levels of animals fed pure chicken muscle meat without supplements were significantly lower (0.41 ± 0.71 ￿M/L; 2.16 ± 0.95 ppm wet weight) than in animals fed a whole carcass prey diet (12.16 ± 3.42 ￿M/L; 16.01 ± 17.51 ppm wet weight) (p < 0.05). Serum Vitamin A and E levels were highest in animals fed whole carcass prey diets (1.85 ± 0.68; 27.31 ± 5.69 ￿M/L). Liver zinc concentrations were highest in animals fed pure chicken meat only (43.75 ± 16.48 ppm wet weight). In histopathology, demyelination of the spinal cord was found in all of the affected animals and most commonly when fed a diet based on poultry without supplements.

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Die „Hellabrunner Mischung“ im Vergleich mit MS 222 als Tauchbadnarkose bei verschiedenen Fischen.

Vet. med. Dissertation

v + 112 Seiten

Tierpark Hellabrunn, München
Betreuer: Prof. Dr. H. Wiesner
Klinik für Fische und Reptilien der Tierärztlichen Fakultät der LMU München
Vorstand: Prof. Dr. R. Hoffmann

Voller Text

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Studie wurde eine Kombination aus Ketamin- und Xylazinhydrochlorid („Hellabrunner Mischung“ - HM; 1ml enthält etwa 100mg Ketamin und 125mg Xylazin) auf ihre Eignung zur Anwendung als Tauchbadnarkose bei Fischen untersucht. Beide Grundsubstanzen sind in Deutschland zur Anwendung bei Lebensmittel liefernden Tieren zugelassen. Die Wirksamkeit der HM wurde bei Koikarpfen (Cyprinus carpio), Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) und Kaiserbuntbarschen (Aulonocara stuartgrantii) überprüft und anschließend mit dem bei Fischen üblicherweise verwendeten Narkosemittel MS 222 (Tricain) verglichen.

Zur Ermittlung einer geeigneten Dosierung der HM wurden in Vorversuchen bei allen drei Fischarten die Parameter Anflutungszeit, Aufwachzeit, erreichte Narkosetiefe und die Häufigkeit von Exzitationen in der Anflutungs- und Aufwachphase bei verschiedenen Konzentrationen der HM im Narkosebad herangezogen. Die so für die Fischarten getrennt als optimal erkannte Dosis wurde in den Hauptversuchen bei 26 - 28 Tieren pro Fischart im Vergleich mit einer Standarddosis von MS 222 eingesetzt. Dabei wurde die eine Hälfte der Fische zunächst mit HM betäubt, die andere mit MS 222. Nach einer zweiwöchigen Ruhepause wurden die Untergruppen mit dem jeweils anderen Narkosemittel behandelt, sodass alle Fische je einmal mit der HM und einmal mit MS 222 untersucht werden konnten. Die Temperatur des Narkosebads war dabei den jeweiligen Haltungsansprüchen der Fischarten angepasst und daher unterschiedlich für Koikarpfen (20°C), Regenbogenforellen (10°C) und Kaiserbuntbarsche (25°C). Als ideale Dosis der HM für Forellen wurden 0,6 ml/l Wasser beurteilt, bei den Koikarpfen und Kaiserbuntbarschen jeweils 0,8 ml/l.

In den Hauptversuchen ließ sich mit diesen Konzentrationen bei allen drei Fischarten eine Induktion in weniger als 10 Minuten erreichen (6-9 Minuten), die Aufwachzeit dauerte einheitlich etwa 20 bis 24 Minuten. Außer bei den Forellen konnten auch tiefe Narkosestadien provoziert werden. Während der Anflutungsphase traten bei Kaiserbuntbarschen und Koikarpfen selten Erregungszustände, meist nur in Form von spuckenden Maulbewegungen, auf. Bei diesen beiden Fischarten verlief die Aufwachphase überwiegend ruhig. Die Forellen waren in der Einleitungsphase zu 92,3% verhaltensauffällig und in der Aufwachphase zu 57,7%. Die Narkosen mit MS 222 verliefen bei den Fischarten verschieden. Mit der als mittlerer Standard geltenden Dosis von 70 mg/l Wasser war bei den Kaiserbuntbarschen keine eindeutige Wirkung zu erreichen. Bei ihnen wurde deshalb die Dosis auf 116mg MS 222 /l erhöht. Die Induktion verlief mit 70mg MS 222 /l bei den Koikarpfen etwa gleichlang, bei den Forellen signifikant kürzer und bei den Buntbarschen mit 116mg MS 222 /l wesentlich länger als mit der HM. Alle drei Fischarten waren nach MS 222 schneller wach als nach der HM, die Buntbarsche hatten jedoch zuvor trotz der erhöhten Dosis in keinem Fall eine OPToleranz erreicht. Die Häufigkeit von Exzitationen war unter MS 222 insgesamt deutlich höher mit Ausnahme der Aufwachphase der Forellen.

Bei den Forellen war der Einsatz der HM zwar möglich, mit MS 222 in der Dosis 70 mg/l ließ sich eine Narkose bei dieser Fischart allerdings besser einschätzen und verlief wesentlich schneller. Bei den Koikarpfen und Kaiserbuntbarschen hingegen erwies sich die HM als sicher anzuwendendes Anästhetikum. Bei diesen beiden Spezies fiel die Beurteilung des erreichten Narkosestadiums mit der HM sogar leichter als unter MS 222. Bei den Kaiserbuntbarschen war die Wirkung des MS 222 völlig unzulänglich. Mit der HM dagegen konnten tiefe Narkosen, aus denen alle Tiere komplikationslos erwachten, erzielt werden. Speziesabhängig stellt die „Hellabrunner Mischung“ eine effektive und sichere Alternative zu herkömmlichen Tauchbadanästhetika dar.

Summary:

Hellabrunn mixture in comparison with MS 222 as immersion bath anaesthesia in different fish In this study a combination of ketamine- and xylazinehydrochloride (Hellabrunn mixture - HM; 1ml contains approximately 100mg ketamine and 125mg xylazine) was examined to find out if it is suitable to be applied in immersion bath anaesthesia. Both substances are registered for use in food animals in Europe. The effectiveness of this combination was tested on koicarp (Cyprinus carpio), rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and flavescent peacock (Aulonocara stuartgrantii) and afterwards compared with the commonly applied anaesthetic MS 222 (active substance: tricaine methane sulphonate).

To establish a suitable dose of HM the parameters induction time, recovery time, the achieved stage of anaesthesia, and the frequency of exzitative behaviour were measured during previous trials. The dose that was found to be working best in a fish species was then used with 26 to 28 animals in the main trials and afterwards compared with a standard dose of MS 222. This was done by first anesthetizing half of the group of each species with HM and the other half with MS 222. After a recovery period of 14 days both parts of the group were vice versa treated with the corresponding anaesthetic agent. This meant that each fish of all the three species was finally treated with both anaesthetics, HM and MS 222 and that there was a total number of anaesthetic protocols of 26 to 28 for each anaesthetic agent. The temperature of the immersion bath was always adapted to the physiological habitat of the fish, so that the temperature was different with koicarp (20°C), rainbow trout (10°C) and flavescent peacock (25°C). For rainbow trout a dose of 0.6 ml HM per litre proved to be ideally suited for this species as well as a dose of 0.8 ml HM/l for both koicarp and flavescent peacock. With these doses it was possible during the main trials to induce anaesthesia in less than 10 minutes (6-9 minutes) while recovery took 20 to 24 minutes. Excluding rainbow trout even deeper stages of anaesthesia could be provoked. During the induction period exzitative behaviour was almost never seen in koicarp and flavescent peacock unless some subtle changes of respiratory movements and ventilation rate. In both species recovery took place uneventfully. 92,3% of the rainbow trout showed abnormal behaviour during induction and so did 57,7% of them during recovery.

Anaesthesia with MS 222 was different in the course with the three species. Flavescent peacock did not show any response to the standard dose of 70mg MS 222/l. For this reason the dose was increased with this species to 116mg MS 222/l. With 70mg MS 222/l in koicarp induction time was the same as with HM. It was significantly shorter in rainbow trout and with 116 mg/l much longer in flavescent peacock in comparison to HM. All the three species did awake more rapidly after anaesthesia with MS 222 than with HM with the flavescent peacock never having reached any anaesthetic stage. Exzitative behaviour was observed more frequently under MS 222 excluding the induction period of rainbow trout. Application of HM in rainbow trout is possible, but with 70mg MS 222/l anaesthesia in this species is easier to control and more rapidly in its course.

In koicarp and flavescent peacock HM proved to be an anaesthetic easy to apply and safe. In both species the monitoring of the achieved anaesthetic stages was even easier with HM than with MS 222. In the flavescent peacock MS 222 was completely ineffective. In contrast using HM it was possible to induce even deeper stages of anaesthesia from which they recovered without any complications. Depending on the species HM is an effective and safe alternative to conventional immersion bath anaesthetics.

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Untersuchungen an Eisbären in europäischen zoologischen Gärten: Verhalten und Veränderungen von Stresshormon-Konzentrationen unter Berücksichtigung der Gehegegröße und Gruppenzusammensetzung.

Rer. nat. Diss. Universität Karlsruhe

267 Seiten, 39 Tabellen, zahlreiche Grafiken und Fotos

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Zusammenfassung

In dieser Dissertation wurden ausschließlich Daten von Eisbären in Zoohaltungen ermittelt. Ne-ben den Verhaltenselementen, die im Sinne einer verbesserten Haltung zur Untersuchung kamen, stand auch im Hinblick auf die Wildpopulationen und speziesbezogener Grundlagenforschung die erstmalige Detektion von Cortisolwerten im Faeces von Eisbären im Vordergrund.

Mit Hilfe der ermittelten Ergebnisse konnten einige Aussagen getroffen werden, die im Sinne künftiger Gehegegestaltungen wichtig sind und zum großen Teil die Daten bisheriger Arbeiten bestätigen. Die Beschreibung oder Empfehlung einer idealen Gehegekonstellation lässt sich als Gesamtes nicht aussprechen, sondern muss im Zusammenhang der beteiligten Parameter bestehen bleiben.

So ergaben sich als wesentliche Faktoren der Entstehung der Stereotypien der Tiere die kurzfristige oder mehrmalige Umsetzung in ein anderes Gehege sowie die Einordnung in die für Eisbä-ren unnatürliche Gruppenstruktur und die hierfür erforderlichen Dominanzregelungen. Daneben scheinen ausgedehnte Ruhephasen bei dominanten Tieren eher zu Stressabbau zu führen als hohe Stereotypieraten.

Die quantitativ häufigeren Sozialkontakte der Eisbären gegenüber denen aggressiver Natur sichern die Möglichkeit, sie – unter der Voraussetzung der intensiven Betreuung, regelmässigen Enrichments sowie laufender Cortisolmessungen - in Zoos in Gruppen zu halten. Das Wohlergehen und die Reduktion der Stereotypien lassen sich deutlich durch Einführen von Substraten sowie von – gegenüber der Konspezies - erhöhten Ruhe-und Aussichtsbereichen (Plateaus) erzielen.

Die Ergebnisse der Gehegebeurteilung in Bezug auf die Gruppenstruktur der Eisbären sind auf-grund der multifaktoriellen Daten am wenigsten deutlich zu benennen und müssen im Gesamt-zusammenhang betrachtet werden. Das quantitative Resultat der Abstandsmessungen jedoch spricht für den Bau großer Gehege, da die Eisbären sich, wenn möglich, auf maximale Distanz aus dem Weg gehen.

Die Empfehlung der Gruppengröße wird in dieser Arbeit eher der Paarhaltung ausgesprochen, wobei stets Alter und Geschlecht der Tiere im Aufbau der Gruppe und in Verbindung mit dem bestehenden Gehege zu beachten sind.

Entgegen den Erwartungen treten bei Bären in naturalistischen Gehegen gegenüber denen in konventionellen in dieser Arbeit erhöhte Cortisolwerte auf. Diese Ergebnisse sind unter Berück-sichtigung der geringen Vergleichbarkeit der Anlagen zu verstehen. Auch die gemessene doppelte Anzahl an Cortisolerhöhungen in kleineren sozialen Gruppen ist zunächst unerwartet, individuell aus der Diskussion aber zu erklären. Eine deutliche Aussage erzielt die Betrachtung der Cortisolwerte in Bezug auf die Stereotypien. Die Ergebnisse deuten auf die Möglichkeit des Stressabbaus durch Stereotypieren hin.

Hohe Cortisolwerte lassen sich durch vermehrte Aktivität senken. Diese Aktivität besteht bei den untersuchten Eisbären aus Stereotypien. Cortisolwerte rangniedriger Tiere sind geringfügig höher als die der subdominanten und domi-nanten. Weibliche Eisbären haben, unabhängig vom Alter, doppelt so häufige Cortisolerhöhun-gen als Männchen und scheinen damit deutlich stressanfälliger zu sein. Die Cortisolwerte bei Eisbären, die einen Transport erfahren haben, waren über verschieden lange Zeitphasen hinweg eindeutig erhöht. Auch hier zeichnete sich eine höhere Belastung bei weiblichen Tieren ab.

Die Fülle der in dieser Studie ermittelten Einzelaussagen kann dazu dienen, den individuellen Bedarfsfall pro Zoo und Eisbärengruppe mit den hier etablierten Mitteln zu ergründen und an entsprechender Stelle gezielt einzuwirken, um das Wohlergehen der Eisbären in Zoohaltungen zu stabilisieren.

PDF der Dissertation (7 MB)

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