Bay­reu­ther For­scher ent­wickeln Test­ver­fah­ren zum Betäu­bungs­mit­tel-Ein­satz bei Fischen

Symbolbild Bildung

Neue Chan­cen für den Tierschutz

In den letz­ten Jah­ren sind die Men­gen an Betäu­bungs­mit­teln, die in der Indu­strie für die Fisch­zucht und in der Wis­sen­schaft für Ver­su­che mit Fischen ein­ge­setzt wer­den, erheb­lich gestie­gen. Doch ist wenig dar­über bekannt, wel­che Betäu­bungs­mit­tel in wel­chen Dosie­run­gen am besten geeig­net sind, um bei Fischen die ange­streb­ten Effek­te zuver­läs­sig und scho­nend zu erzie­len. Um dar­über Auf­schluss zu gewin­nen, ist ein spe­zi­el­les Neu­ro­nen­paar im Gehirn von Fischen her­vor­ra­gend geeig­net. Dies haben Bio­lo­gen der Uni­ver­si­tät Bay­reuth jetzt her­aus­ge­fun­den, die über ihre For­schungs­er­geb­nis­se in der Zeit­schrift Sci­en­ti­fic Reports berichten.

Mauth­ner-Zel­len als opti­ma­ler Prüf­stein für Betäubungsmittel

Im Gehirn von Fischen und ande­ren soge­nann­ten nie­de­ren Wir­bel­tie­ren befin­den sich die Mauth­ner-Zel­len. In die­sem Neu­ro­nen­paar lau­fen von den Sin­nes­or­ga­nen kom­men­de Infor­ma­tio­nen zusam­men. Hier wer­den sie inte­griert und so wei­ter­ver­ar­bei­tet, dass die Tie­re not­falls die Flucht vor einem Beu­te­jä­ger ergrei­fen kön­nen. Wie sich in den Bay­reu­ther Unter­su­chun­gen her­aus­ge­stellt hat, sind die Mauth­ner-Zel­len auf­grund ihrer inte­grie­ren­den Funk­tio­nen im Ner­ven­sy­stem ein gera­de­zu idea­ler Prüf­stein, um fest­zu­stel­len, wel­che Wir­kun­gen ein Betäu­bungs­mit­tel auf Fische genau hat. So haben die For­scher um Dr. Peter Mach­nik und Pro­fes­sor Dr. Ste­fan Schu­ster an Gold­fi­schen gete­stet, wie und in wel­chen Dosie­run­gen sich Betäu­bungs­mit­tel auf aku­sti­sche und opti­sche Sin­nes­rei­ze, auf die Ver­ar­bei­tung die­ser Sin­nes­rei­ze im zen­tra­len Ner­ven­sy­stem und schließ­lich auf das Bewe­gungs­ver­hal­ten der Fische aus­wir­ken. Dabei prüf­ten sie vor allem die­je­ni­gen Wirk­stof­fe, die der­zeit am häu­fig­sten bei Fischen und ande­ren nie­de­ren Wir­bel­tie­ren ver­wen­det wer­den: Ben­zo­cain und das Ben­zo­cain-Deri­vat MS-222. Zudem wur­den die Wirk­stof­fe 2‑Phenoxyethanol (2‑PE) und Aqui‑S unter­sucht, die oft in der Fisch­in­du­strie zum Ein­satz kommen.

Wege zum ver­bes­ser­ten Tier­schutz in Indu­strie und Wissenschaft

„In allen Fäl­len konn­ten wir die Wir­kun­gen die­ser Wirk­stof­fe und ihrer Dosie­run­gen in sehr kur­zer Zeit prä­zi­se fest­stel­len, auch wenn alle Ver­su­che an tief betäub­ten Tie­ren vor­ge­nom­men wur­den“, erläu­tert Schu­ster, der an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth den Lehr­stuhl für Tier­phy­sio­lo­gie inne­hat. Er betont die Chan­cen, die sich dar­aus für einen ver­bes­ser­ten Schutz der Fische erge­ben: „Für den Tier­schutz ist es von beson­de­rem Inter­es­se, dass schon weni­ge Fische aus­rei­chen, um mit hoher Prä­zi­si­on die Wir­kun­gen zu ermit­teln, die ein Wirk­stoff in einer bestimm­ten Dosie­rung hat. Wir konn­ten hier zei­gen, dass bei Mes­sun­gen im Mauth­ner-System schon drei Fische rei­chen, um eine fun­dier­te Aus­sa­ge machen zu kön­nen. Unter­su­chun­gen an grö­ße­ren Grup­pen von Fischen füh­ren nicht zu signi­fi­kant abwei­chen­den Ergebnissen.“

Dr. Peter Mach­nik, Habi­li­tand am Lehr­stuhl für Tier­phy­sio­lo­gie, ver­weist auf den aktu­el­len for­schungs­po­li­ti­schen Kon­text: „Neue­re For­schun­gen haben immer mehr Indi­zi­en für höhe­re kogni­ti­ve Fähig­kei­ten von Fischen und damit auch für ihre Lei­dens­fä­hig­keit zuta­ge geför­dert. Gleich­zei­tig ist die welt­wei­te Fisch­pro­duk­ti­on, die zum Teil mit erheb­li­chem Stress für die Tie­re ver­bun­den ist, nach Anga­ben der Welt­ernäh­rungs­or­ga­ni­sa­ti­on FAO auf über 170 Mil­lio­nen Ton­nen gestie­gen. Daher haben zahl­rei­che Staa­ten die gesetz­li­chen Stan­dards für den Schutz von Fischen und ande­ren wech­sel­war­men Wir­bel­tie­ren zu Recht ange­ho­ben. Somit drängt die Zeit für den scho­nen­den und effek­ti­ven Ein­satz von Betäu­bungs­mit­teln auch bei die­sen Tie­ren. Die­se Betäu­bungs­mit­tel kön­nen aller­dings von der phar­ma­zeu­ti­schen Indu­strie nicht von heu­te auf mor­gen ent­wickelt wer­den. Umso wich­ti­ger sind die jetzt anhand der Mauth­ner-Zel­len gewon­ne­nen Erkennt­nis­se. Sie zei­gen, wie der Ein­satz bereits vor­han­de­ner Wirk­stof­fe ohne gro­ßen Auf­wand opti­miert wer­den kann. Und sie geben wert­vol­le Hin­wei­se für die Erpro­bung und Ein­füh­rung neu­er Wirk­stof­fe, die den Tier­schutz in den näch­sten Jah­ren wei­ter vor­an­brin­gen werden.“

Ver­öf­fent­li­chung:

Peter Mach­nik, Eli­sa­beth Schir­mer, Lau­ra Glück, Ste­fan Schu­ster: Record­ings in an inte­gra­ting cen­tral neu­ron pro­vi­de a quick way for iden­ti­fy­ing appro­pria­te ana­esthe­tic use in fish. Sci­en­ti­fic Reports (2018), Vol. 8, No. 17541. DOI: 10.1038/s41598-018–36130‑8.

For­schungs­för­de­rung:

Die Deut­sche For­schungs­ge­mein­schaft (DFG) hat die Bay­reu­ther For­schungs­ar­bei­ten im Rah­men eines Rein­hart Kosel­leck-Pro­jekts gefördert.

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