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Dr. Claudia Bechteler: Versuche zur Immunisierung von Garnelen (Penaeus monodon) gegen Vibrioneninfektionen


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Im Laufe der letzten Jahre hat die kommerzielle Garnelenaquakultur weltweit an Bedeutung gewonnen. Gleichzeitig haben sich im Zuge der Entwicklung intensiver Haltungsformen in Thailand und anderen garnelenerzeugenden Staaten die hygienischen Probleme verschärft. Man setzt sich deshalb auf nationaler und internationaler Ebene verstärkt mit der Frage der Garnelenkrankheiten auseinander. Unter den bakteriellen Erkrankungen der Garnelen stellt die Vibriose die größte Herausforderung dar.

In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst die einschlägige Literatur behandelt, die sich mit der Vibriose im weitesten Sinne beschäftigt. An der Vibriose erkranken zahlreiche Wassertierarten und der Mensch. Es handelt sich um eine Faktorenkrankheit, die durch Erreger der Gattung Vibrio hervorgerufen wird, von denen mindestens neun verschiedene Spezies für Garnelen pathogen sind. Die ubiquitär vorhandenen, fakultativ pathogenen Keime führen in der Regel erst dann zur Erkrankung, wenn die Infektionsabwehr der Garnelen durch ungünstige abiotische und/oder biotische Umweltfaktoren geschwächt ist. Man unterscheidet drei Formen der Vibriose: die lokale äußere und innere Infektion und die systemische Septikämie. Die systemische Septikämie ist am weitesten verbreitet, sie verläuft ohne spezifische Symptome, die Letalität beträgt 100 %.

Zur Prophylaxe der Vibriose werden in der modernen, intensiven Garnelenproduktion neben allgemeinen Maßnahmen, die zum Ziel haben, die Haltungsbedingungen zu optimieren, immer häufiger humanwirksame Antibiotika und Sulfonamide sowie Desinfektionsmittel eingesetzt. Diese Mittel sind nicht nur unwirtschaftlich, sie gefährden auch den Menschen und die Tierwelt. Die negativen Auswirkungen auf den Menschen haben zum zeitweiligen Verbot der Garnelenproduktion in Indien geführt und die Hauptabnehmer thailändischer Garnelen USA, EU und Japan unter anderem zu verschärften Kontrollen veranlaßt. Das Interesse an einer verbesserten Vibrioseprophylaxe ist daher sehr groß. Die wirksamste und zugleich unbedenklichste Strategie zur Verhütung von Infektionskrankheiten ist die aktive Immunisierung.

Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit war es, den Wissensstand über die Mechanismen der Infektionsabwehr von Krustazeen, von denen die Garnelen eine Unterart sind, zusammenzutragen. Die Beziehungen der Abwehrmechanismen werden in einem Schema dargestellt. Es beruht auf der herkömmlichen Theorie, daß Garnelen nur über den Abwehrmechanismus der Resistenz verfügen. Neuere Forschungen deuten jedoch darauf hin, daß bei Krustazeen auch Mechanismen der Immunität wirksam sind, die auf der Bildung primitiver Antikörper beruhen. Dies macht die Entwicklung eines Vibrioseimpfstoffes zur aktiven Immunisierung von Garnelen aussichtsreich.

Ein Exkurs zur aktiven Immunisierung von Fischen gegen die Vibriose sollte Hinweise für die Entwicklung und Verabreichung eines Impfstoffes an Garnelen liefern. Dort gibt es bereits seit den 80er Jahren handelsfertige Vibrioseimpfstoffe, die in der Praxis mit gutem Erfolg eingesetzt werden. Fische verfügen sowohl über eine Resistenz als auch über eine lokale und systemische Immunität und können Antikörper bilden. Es hat sich gezeigt, daß die für die serologische Einordnung verantwortlichen, hitzestabilen LPS der Zellwand die Immunität bei Fischen induzieren. Sie werden während des Kulturwachstums in das Medium abgegeben. Man kann sowohl mit gewaschenen Vibrio-Zellen als auch mit dem Kulturüberstand eine Immunität bewirken. Bei den kommerziellen Impfstoffen handelt es sich hauptsächlich um polyvalente, formalininaktivierte und gereinigte Bacterine, die über alle Applikationsverfahren Schutz gewährleisten.

Seit einigen Jahren wird mit Vibrioseimpfstoffen für Garnelen experimentiert. Die Ergebnisse der Laborversuche sind vielversprechend und zeigen, daß der Aufbau eines Vibrioseschutzes bei Garnelen möglich ist. Viele Ursache-Wirkung-Zusammenhänge sind jedoch noch ungeklärt. Offen ist zum Beispiel die Frage, ob nur von der Resistenz- oder auch von der Immunitätstheorie ausgegangen werden kann. Trifft allein die Resistenztheorie zu, würden Vibrioseimpfstoffe besonders wirksame Chemostimulantien darstellen. Liegt dagegen auch eine primitive Immunität vor, ist zusätzlich von einer aktiven Immunisierung auszugehen. Die Arbeitshypothese dieser Untersuchung lautet, daß Garnelen über beide Abwehrmechanismen verfügen.

Es finden sich Parallelen zur aktiven Immunisierung von Fischen. Diese betreffen insbesondere die Struktur und Eigenschaften der Antigene sowie die Wirksamkeit der verschiedenen Applikationsverfahren und den Zusammenhang zwischen Impfstoffkonzentration und Einwirkungszeit. Abweichungen scheinen zum Teil aus der unterschiedlichen Streßanfälligkeit von Garnelen und Fischen herzurühren. Ein weiterer Unterschied von praktischer Bedeutung besteht darin, daß man Garnelen offensichtlich schon zu einem wesentlich früheren Zeitpunkt ihrer Entwicklung erfolgreich impfen kann.

Die bisher in Laborversuchen an Garnelen getesteten Vibrioseimpfstoffe waren monovalent und bestanden aus einem Gemisch der Antigene mit sonstigen Stoffwechselproduk-ten der Bakterien und Rückständen des Anzuchtmediums in wechselnden Konzentratio-nen. Ein erster, auf dieser Basis entwickelter handelsfertiger Vibrioseimpfstoff eines kanadisch/thailändischen Unternehmens wurde der Praxis zu Erprobungszwecken zur Verfügung gestellt. Nach Auskunft thailändischer Garnelenzüchter blieb ein zufriedenstellender Impferfolg allerdings aus.

 

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Stand der letzten Aktualisierung: 21. November 2005
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