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Messung von Glukokortikoiden und deren Metaboliten in Haaren und Kot von Eisbären (Ursus maritimus)

Projektdaten

Wissensch. Betreuung TiHo: Prof. Prof. h. c. Dr. Ursula Siebert
Wiss. Bearbeitung: Anna Hein, externe Doktorandin
Projektlaufzeit: bis 2018
Förderung: Verein der Tiergartenfreunde Nürnberg e.V., Grant der Zebra Foundation
Kooperationspartner: Prof. Dr. Alex Greenwood, Thea Bechshøft, Prof. Dr. Clemens Kirschbaum, Prof. Dr. Rupert Palme, Prof. Dr. Rupert, Dr. Katrin Baumgartner, Dr. Lorenzo von Fersen

Projektbeschreibung

 

Hintergrund

 

Die Messung von Glukokortikoiden ist eine gängige und wertvolle Methode um eine Aussage über den Gesundheitszustand eines Individuums, vor allem in Bezug auf Stress, machen zu können: zwar ist deren Ausschüttung aus der Nebennierenrinde in akuten Stresssituationen ein physiologischer Vorgang, eine lang anhaltende oder dauerhafte Erhöhung von Glukokortikoiden (GK) jedoch ist mit erheblichen gesundheitlichen Schäden (u.a. Immunosuppression, geringe Reproduktionsraten, Atrophien) für den Organismus verbunden.

Im Bereich der Zoo- und Wildtiermedizin werden vor allem non-invasive Messmethoden, wie die Analyse von Kot-Glukokortikoidmetaboliten (FGM) eingesetzt, auch eine Kortisol-Messung in Haaren wird seit einigen Jahren angewandt.

Wie in vorausgegangenen Studien gezeigt (Macbeth et al. 2012; Bechshøft et al. 2011, 2012; Shepherson et al. 2013) ist der Nachweis von Glukokortikoiden auch in Haaren und Kot von Eisbären möglich,  jedoch liegen die GK-Werte in den bisherigen Arbeiten in sehr unterschiedlichen Messbereichen, was mitunter durch die jeweilig angewandte Labormethodik (Probenvorbereitung, Einwaage, Assay etc.) bedingt sein kann.

Eine weitere Schwierigkeit stellt die Interpretation der in Haaren und Kot von Eisbären untersuchten GK (-Metaboliten) dar: aufgrund fehlender Referenzwerte für Eisbären und unzureichender Kenntnis über den Zusammenhang von Stressbelastung und Kot- und Haar-GK-Konzentrationen ist eine vollständige Auswertung der Analyseergebnisse bisher nicht möglich, was vor allem in der Freilandforschung ein großes Defizit ist.

Aus diesem Grund soll in der geplanten Studie die Methodik der Messung von HKK und FGM bei Eisbären analytisch und biologisch validiert werden, um reproduzierbare Labormethoden zur Messung dieser Glukokortikoide zu etablieren.

Des Weiteren sollen durch ein Erstellen von Langzeit-Kortisolprofilen von Zoo-Eisbären etwaige saisonale Schwankungen in der Kortisolausschüttung untersucht werden und Referenzbereiche erfasst werden.

 

Vorgehen

 

Die analytische Validierung der Assays erfolgt durch Mehrfachmessungen opportunistisch gewonnener Haar- und Kotproben von Eisbären europäischer Zoos nach Standardverfahren im Labor (Spezifität, Linearität, Genauigkeit, Nachweis-/Bestimmungsgrenzen).

Zur biologischen Validierung der FGM-Messung werden Kotproben im Zusammenhang mit Transporten (bzw. anderen stress-auslösenden Ereignissen) gesammelt, wenn ein Anstieg von Glukokortikoiden erwartet werden kann.

Für das Erstellen von Langzeit-Kortisolprofilen werden regelmäßig und über einen Zeitraum von mindestens einem Jahr Haarproben durch zeitlich festgelegte Rasuren der stets selben Körperstelle gewonnen. Um die dabei in Haaren gemessenen Kortisollevel besser interpretieren und biologisch validieren zu können werden parallel zur Probensammlung bestimmte, möglicherweise stress-auslösende Ereignisse (z.B. Kampf, Paarung, Umsetzungen etc.) durch die Tierpfleger dokumentiert.

 

Ziele

 

Durch den Vergleich und die Validierung verschiedener Laborverfahren zur Messung von GK  (-Metaboliten) in Haaren und Kot von Eisbären sollen reproduzierbare Analysemethoden erarbeitet werden.

Das Anfertigen von Langzeit-Kortisolprofilen von nicht-freilebenden Eisbären lässt Rückschlüsse über einen Referenzbereich dieser Tiere zu. Auch die Ausarbeitung individualspezifischer Baselines ist für eine Interpretation von Kortisolwerten von entscheidender Bedeutung. Vor allem im Bereich der Freilandforschung sind diese Orientierungswerte überaus wichtig, da sich eine Validierung mit Wildtieren nur äußerst schwer durchführen lässt.

Die Ergebnisse der Langzeit-Kortisolstudie liefern somit wichtige Informationen zur Interpretation von HKK und FGM-Werten bei Eisbären und sind Voraussetzung für die Dateninterpretation frei-lebender Eisbären. Besonders im Zuge der globalen Erwärmung ist eine datenbasierte Beurteilung der damit verbundenen Stressbelastung bei Eisbären entscheidend für ein gezieltes Arterhaltungs-Management.

 

 

Kooperationspartner

 

Prof. Dr. Alex Greenwood,

Biologist and Professor of Wildlife Diseases at

Department of Veterinary Medicine, Free University Berlin,

Head of Department of Wildlife Diseases at the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (IZW)

 

Thea Bechshøft, Biologist, MSc, PhD,

University of Alberta, Edmonton, Alberta

 

Prof. Dr. Clemens Kirschbaum,

Psychologist and Head of

Department of Biopsychology,

Dresden University of Technology;

 

Prof. Dr. Rupert Palme,

Unit of Physiology, Pathophysiology and Experimental Endocrinology,

Department of Biomedical Sciences,

University of Veterinary Medicine Vienna;

 

Dr. Katrin Baumgartner,

Zoo and Wildlife Veterinarian,

Zoo Nuremburg;

 

Dr. Lorenzo von Fersen,

Biologist and Curator for Research & Conservation of

Zoo Nuremberg;

 

Haarprobenentnahme am trainierten Eisbären. Foto A.Hein, ITAW

Ansprechpartner

Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung

Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover

Werftstr. 625761 Büsum

 

Anna Hein

 

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Anschrift
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Institut für Terrestrische und Aquatische Wildtierforschung (Hannover)
Bischofsholer Damm 15
30173 Hannover
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