Zitterfreie Wärmebildung in Skelettmuskeln und thermoregulatorisches Verhalten beim Wildschwein

Eine der Wildschweinbachen (mit Ohrmarke) am Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie (Foto Julia Nowack)
Foto einer Wildschweinbache mit Ohrmarke [Link 1]
 

Das Projekt „Zitterfreie Wärmebildung in Skelettmuskeln und thermoregulatorisches Verhalten beim Wildschwein“ untersucht die Bedeutung eines erst kürzlich entdeckten Mechanismus der Wärmebildung in Skelettmuskeln. Zitterfreie Wärmebildung erlaubt kleinen Säugetierarten und Neugeborenen eine optimale Körpertemperatur aufrecht zu halten.

Es ist lange angenommen worden, dass dieser Mechanismus ausschließlich in einem auf die Wärmebildung spezialisierten Gewebe, dem sogenannten braunen Fettgewebe, zu finden ist. Nun haben neuere Studien einen weiteren Mechanismus entdeckt, der in Skelettmuskeln stattfindet und bei dem ebenfalls Wärme unter Umgehung von Muskelkontraktion gebildet wird. Bei  kleinen Säugetieren ist die spezialisierte Wärmebildung im brauen Fettgewebe vermutlich als Anpassung an die Besiedelung kalter Lebensräume entstanden. Bei Tierarten, die kein braunes Fett besitzen oder bei denen dieses Gewebe nur bei Jungtieren vorkommt, könnte die zitterfreie Wärmebildung im Skelettmuskel der Hauptmechanismus zur Aufrechterhaltung hoher Körpertemperaturen sein.

Das Projekt des Forschungsinstituts für Wildtierkunde und Ökologie der Veterinärmedizinischen Universität Wien will diese Theorie am Beispiel des Wildschweins testen, bei denen der spezialisierte Mechanismus im braunen Fettgewebe im Laufe der Evolution verloren gegangen ist. Wildschweine stellen somit ein ideales Versuchstier dar, um den Einfluss von Verhalten, Zittern und Wärmebildung im Muskel auf die Körpertemperatur zu messen. Es ist zu erwarten, dass sich die Kapazität der Wärmebildung im Muskel saisonal verändert und unter Kälteeinfluss höher ausfällt, während gleichzeitig die Intensität des Kältezitterns verringert sein sollte.

Weiterhin wird dieses Projekt den Einfluss von essentiellen Fettsäuren in der Nahrung auf die Kapazität der zitterfreien Wärmebildung im Muskel untersuchen, sowie den Einfluss von Verhaltensanpassungen auf den Wärmehaushalt der Tiere. Die  Fähigkeit Wärme über Muskeln zu produzieren entwickelt sich wahrscheinlich in den ersten Tagen nach der Geburt und regulative Verhaltensanpassungen sollten daher besonders für Frischlinge eine große Rolle spielen.

 

 

Projektlaufzeit 01/2017-12/2020

Bei juvenilen Hausschweinen nimmt das Kältezittern ab, wohingegen die massenspezifische metabolische Rate (d.h. Wärmeproduktion) über die ersten Tage des Lebens zunimmt (Daten aus Tabelle 2 in Berthon et al., (1994)). Diese Änderung des Verhältnisses zwischen Zittern und metabolischer Rate führt zu einer > 5-fachen scheinbaren Verbesserung der Zittereffizienz. Wir gehen davon aus, dass die Verbesserung der Thermogenese auf einen steigenden Beitrag des SERCA-basierten zyklischen Pumpens von Ca2+ Ionen in den Skelettmuskeln zurückzuführen ist.
Grafik über Metabolismus von Schweinen [Link 2]
 

Sponsor

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Das Projekt wird durch ein Feodor Lynen Stipendium der Alexander von Humbold Stiftung co-finanziert.


 

Wissenschaftlicher Kontakt am FIWI

A.o.Univ.Prof. Dr. Thomas Ruf, Leiter der AG Ökophysiologie & Populationsökologie, Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie, Vetmeduni Vienna

T. +43 (1) 25077-7150

Email an Thomas Ruf senden [Link 3]

 

Dr. Julia Nowack, Ökophysiologie & Populationsökologie, Forschungsinstitut für Wildtierkunde und Ökologie, Vetmeduni Vienna

T: +43 (1) 25077-7152

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