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May 14, 2023

Karger Lebensraum für Sauen hinterlässt Spuren beim Schwein

Universität Uppsala In einer neuen Studie haben Forscher der Universität Uppsala in

Universität Uppsala

In einer neuen Studie haben Forscher der Universität Uppsala in Schweden zusammen mit Kollegen der Universität São Paulo, Brasilien, untersucht, welche Auswirkungen ein karges Lebensumfeld für Sauen auf die nächste Generation hat. Die untersuchten Schweine wurden in Brasilien gezüchtet und nach den dortigen Zuchtstandards gehalten. Die unangenehme und wenig stimulierende Umgebung der Sauen brachte verschiedene Arten von Veränderungen im Epigenom ihrer Nachkommen mit sich.

In vielen Teilen der Welt werden Sauen während der Trächtigkeit in Betonställen gehalten. Dies ist eine schlechte Umgebung für die Schweine, sowohl was den Komfort als auch die Stimulation betrifft. Da die Umgebung beim Tier Stress auslöst, entwickeln viele Schweine ein sich wiederholendes oder stereotypes Verhalten.

Repetitive Verhaltensweisen kommen häufig bei Haustieren vor, denen ausreichend günstige Lebensbedingungen fehlen (z. B. Pferde, Hühner und Hunde), kommen aber auch beim Menschen vor. Beim Menschen kann ein sich wiederholendes Verhalten beispielsweise das Nägelkauen, das Ausreißen von Haaren oder übermäßiges Zupfen oder Reißen der Haut umfassen.

In der neuen Studie untersuchten die Forscher, wie sich die Umgebung einer trächtigen Sau auf das Gehirn ihres Nachwuchses auswirkt. Sie untersuchten auch, ob sich das stereotype Verhalten einer gestressten Sau auf das Gehirn ihrer Ferkel auswirkt.

Die Studie wurde in Brasilien durchgeführt und umfasste 30 Sauen, die alle in Betonställen untergebracht waren (gemäß den in diesem Land üblichen Zuchtstandards). 90 Tage nach der Trächtigkeit wurde die Hälfte der Sauen in eine bereichernde Umgebung gebracht, wobei das Heu täglich gewechselt wurde. Der Rest der Sauen musste im selben Betonstall bleiben, in dem sie direkt auf dem Boden lebten. Einige, aber nicht alle dieser Sauen entwickelten stereotypes Verhalten. Anschließend wurden bei 18 Ferkeln epigenetische Analysen durchgeführt.

Eine epigenetische Veränderung ist eine Veränderung des Genoms, die den genetischen Code nicht verändert. Bei epigenetischen Veränderungen geht es hingegen darum, welche Gene wann ein- und ausgeschaltet werden. Das Epigenom wird durch die äußere Umgebung wie Ernährung, Lebensstil und Umweltfaktoren beeinflusst.

Die Forscher konnten epigenetische Veränderungen im Gehirn der Ferkel beobachten, deren Mütter während der gesamten Tragzeit in der kargsten Umgebung bleiben mussten. Es wurden Veränderungen in den Teilen des Gehirns festgestellt, die mit Emotionen, Lernen, Gedächtnis und Stressreaktion zusammenhängen, wie etwa der Amygdala, dem Hippocampus und dem präfrontalen Kortex. Die Ergebnisse zeigten, dass das Epigenom im Hippocampus und im präfrontalen Kortex hauptsächlich von der Umgebung der Mutter beeinflusst wurde, das Amygdala-Epigenom jedoch am engsten mit dem stereotypen Verhalten der Sau verknüpft war. Auch die molekularen Wege und Mechanismen im Zusammenhang mit epigenetischen Veränderungen, die durch die mütterliche Umgebung oder stereotypes Verhalten im Ferkelgehirn ausgelöst werden, waren unterschiedlich:i) Die mütterliche Umgebung steht in Zusammenhang mit Auswirkungen auf die Neuralleistenentwicklung im Frontalcortex von Ferkeln. Die Neuralleiste ist ein wichtiges Signalzentrum für die Gehirnentwicklung.ii) Sowohl die mütterliche Umgebung als auch das stereotype Verhalten der Mutter haben einen Zusammenhang mit Auswirkungen auf den Ethanolstoffwechsel und die Lipid-vermittelte Signalübertragung im Ferkel-Hippocampus.iii) Die mütterliche Umgebung hat einen Zusammenhang mit Auswirkungen auf Mikrotubuli-Poly/Depolymerisation in der Amygdala von Ferkeln. Die Poly-/Depolymerisation von Mikrotubuli beeinflusst grundlegende Prozesse der Neuroplastizität, wie Gedächtnisbildung und Lernen, insbesondere in dendritischen Stacheln.

„Dieser Artikel zeigt, wie unterschiedliche Bedingungen während der Trächtigkeit bei Schweinen, in diesem Fall eine schlechte Umgebung oder stereotypes Verhalten, unterschiedliche Auswirkungen auf verschiedene Gehirnregionen während der Entwicklung des Nachwuchses haben können. Interessanterweise scheinen diese Effekte durch epigenetische Programmierung vermittelt zu werden“, erklärt Carlos Guerrero-Bosagna, Dozent am Institut für Organismische Biologie der Universität Uppsala.

Die Studie ist die erste, die die neuroepigenetischen Auswirkungen mütterlicher Vererbung bei Schweinenachkommen untersucht, und die erste, die die neuroepigenetischen Auswirkungen mütterlichen stereotypen Verhaltens bei Säugetieren untersucht.

„Im Hinblick auf den Tierschutz ist dies ein Aufruf zur Umstellung auf bessere Systeme weltweit. Wir zeigen, dass bereits eine kleine Verbesserung erkennbare Auswirkungen haben kann“, stellt Guerrero-Bosagna fest.

Epigenetik

10.1080/15592294.2023.2196656

Tiere

Eine bereicherte mütterliche Umgebung und Stereotypen von Sauen wirken sich unterschiedlich auf das Neuroepigenom von Gehirnregionen aus, die mit der Emotionalität ihrer Ferkel zusammenhängen

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