Forschung

Sensorische Lateralität, Immunsystem und Stress beim Pferd (Equus Caballus): Einfluss vom Transport, von Veränderungen sozialer Gruppen und der Haltungsbedingungen sowie des Anreitens

Kooperationsprojekt mit Prof. Dr. Volker Stefanski, Verhaltensphysiologie von Nutztieren, Universität Hohenheim

Mit dieser Studie soll untersucht werden ob sich die sensorische Lateralität, d. h. der Vorzug für den Gebrauch der Sinnesorgane einer Seite, in akuten Stresssituationen verstärkt. Hierzu soll geklärt werden, ob der verstärkte, einseitige Gebrauch der Sinnesorgane mit einer Veränderung von stresssensitiven endokrinen und immunologischen Parametern einhergeht. Bis dato wurden diese Zusammenhänge bei Säugetieren kaum untersucht. Die Lateralität der Gehirnhemisphären, sprich die Spezialisierung der Hemisphären bestimmte Funktionen zu kontrollieren, wurde bei vielen Spezies dargestellt. Sie drückt sich in der motorischen und sensorischen Lateralität aus, dem einseitigen Gebrauch von Händen, Pfoten, Hufen oder Sinnesorganen. Motorische Lateralität geht oft mit individuellen, kognitiven Präferenzen einher. Zum Beispiel zeigen links händige Tier eine generelle Tendenz ängstlich zu reagieren und reaktiv zu sein. Die sensorische Lateralität der Tiere scheint jedoch stark vom emotionalen Gehalt der jeweiligen Situation abzuhängen. Viele Tiere bevorzugen linke Sinnesorgane im Kontakt mit neuen oder negativen Stimuli, sowie mit Artgenossen und Personen. In sehr emotionalen Situationen verstärkt sich der Gebrauch der linken Sinnesorgane. Emotionale Reaktionen auf Stressoren können anhand von physiologischen Stressreaktionen analysiert werden. Nach dem Einwirken eines Stressors kommt es oftmals zur Aktivierung der Sympathikus-Nebennierenmark Achse (SAM axis) sowie der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden Achse (HPA axis). Die dabei ausgeschütteten Stresshormone Cortisol und Adrenalin / Noradrenalin beeinflussen das Immunsystem. Der Funktionszustand des Immunsystems kann dabei durch Enumeration von Immunzellen (Granulocyten, Monocyten, CD4+ T Zellen, CD8+ T Zellen, B Zellen, Immunglobulin A) sowie die Funktionsmessung dieser Zellen bestimmt werden. Wir nehmen an, dass kurz-zeitiger Stress durch Transporte und soziale Störungen bei Pferden zu einem erhöhten Gebrauch linker Sinnesorgane sowie der Produktion von Cortisol, Adrenalin / Noradrenalin, sowie zu einem Anstieg der Granoluzyten und des Immunglobulin A im Kot führt. Lang einwirkender Stress, der z.B. durch soziale Instabilität, Veränderungen der Haltungsbedingungen und des beginnenden Trainings verursacht werden kann, sollte durch verstärkte motorische Einseitigkeit, erhöhte Cortisol Metaboliten Konzentration im Kot, einer reduzierten Anzahl und Funktion von T Zellen (CD4+ T Zellen, CD8+ T Zellen) und Immunblobulin A im Kot, sowie durch ein Th2 dominiertes Zytokinprofil charakterisiert sein. Diese Ergebnisse werden nicht nur neue, grundlegende Kenntnisse über die Zusammenhänge von Stress, Lateralität und Immunfunktionen liefern, sondern können aufgrund des praxisorientierten Designs dieser Studie auch dazu beitragen Informationen zur Verbesserung des Wohlergehens und der Haltung von Nutztieren zu generieren. Sollten sich unsere Annahmen bestätigen, könnte ein erhöhter Gebrauch der linken Sinnesorgane als schneller und nicht invasiver Indikator für akuten Stress bei Pferden genutzt werden.

 

Etablierung einer neuen Methode für die Konservierung und den Versand von Kotproben zur Bestimmung von Glucocorticoiden und Immunglobulin A

Kooperationsprojekt mit Prof. Dr. Rupert Palme, Abteilung für Physiologie, Veterinärmedizinische Universtät Wien

Die nicht-invasive Analyse von Stresshormonen (Glucocorticoiden, GCM) und Immunglobulin A (IgA, ein Antikörper) aus Kot- und Speichelproben zählt zu den zuverlässigen Methoden zur Stressbestimmung. Nicht-invasive Stresshormon-Analysen sind stressfrei für das Tier, da eine Blutabnahme überflüssig ist und bei Verwendung von Kotproben auch kein Handling des Tieres nötig ist, was nicht nur vorteilhaft für Feldversuche ist. Üblicherweise werden GCM und IgA aus frischen oder eingefrorenen Proben analysiert. Dies ist ungünstig, wenn frische Proben nach der Probennahme nicht zeitnah eingefroren werden können oder gefroren ins Labor transportiert werden können. Gute Analyseergebnisse wurden auch aus luftgetrockneten Kotproben erzielt. Unter instabiler Luftfeuchtigkeit bei Feldversuchen wird dies jedoch schwierig. Um diese Problematik in den Griff zu bekommen wurde der Einsatz einer neuen Trocknungsmethode erprobt. Die Trocknung erfolgt hierbei mit farblosem Silikagel-Granulat in einem luftdichten Gefäß, wie z.B. einem verschließbaren Röhrchen. Zur Etablierung der neuen Methode wurden die Kotproben von 6 Pferden auf die Stabilität von GCM und IgA in frischen, gefrorenen, luftgetrockneten und in Silikagel getrockneten Proben untersucht. GCM war innerhalb eines Kothaufens gleichmäßig verteilt, während die IgA-Konzentration in der Außenzone eines Pferdeapfels höher war. Die GCM- bzw. IgA-Konzentration war in frischen und gefrorenen Proben gleich hoch. Auch die GCM-Konzentration von Kotproben, die innerhalb von 12h in Silikagel getrocknet wurden, unterschied sich nicht von frischen oder gefrorenen Proben und war bis zu 21 Tage stabil. Die IgA-Konzentration zeigte hingegen vom 1. bis 7. Tag eine durchschnittliche Reduktion auf 79% der ursprünglichen Konzentration. Daher gehört das Einfrieren von Proben zu den zuverlässigsten Konservierungsmethoden. Unter Feldbedingungen, wenn ein Einfrieren oder der Transport von gefrorenen Proben unmöglich ist sowie die Luftfeuchtigkeit eine Lufttrocknung nicht erlaubt, scheint die Trocknung mittels Silikagel in luftdichten Röhrchen eine sehr hilfreiche und zuverlässige Konservierungsmethode für die GCM-Analyse zu sein. Der Einsatz der Trocknungsmethode mit Silikagel für die IgA-Konservierung wäre möglich, wenn das Ergebnis entsprechend zu den frischen oder gefrorenen Proben extrapoliert wird.

Deutsch