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dc.contributor.advisorKrämer, Stephanie
dc.contributor.advisorMunz, Barbara
dc.contributor.advisorRummel, Christoph
dc.contributor.authorHerzog, Pascal
dc.date.accessioned2021-11-18T15:19:56Z
dc.date.available2021-11-18T15:19:56Z
dc.date.issued2021
dc.identifier.urihttps://jlupub.ub.uni-giessen.de//handle/jlupub/346
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.22029/jlupub-293
dc.description.abstractDie trainingsinduzierten Veränderungen im menschlichen Muskel sind Gegenstand vieler Forschungsarbeiten. Die Anpassungsreaktion im murinen Muskel hingegen sind weniger ausführlich erforscht. Vor allem ein Vergleich verschiedener Trainingsprotokolle ist in der Literatur kaum zu finden. In den letzten Jahren sind vor allem microRNAs (miRNAs) als Frühmarker für Krankheiten und Anpassungsreaktionen im Körper in den wissenschaftlichen Fokus gerückt. Es sind unzählige miRNAs bekannt, einige davon als sogenannte myomiRs, also miRNAs, die spezifisch für Muskelgewebe sind. Mäuse als Modellorganismen sind bereits seit Jahrzehnten Mittelpunkt vieler und intensiver Forschungsarbeiten. Im Laufe der Zeit wurden Richtlinien zum Wohlbefinden der Tiere bestimmt, wie z.B. das 3R-Prinzip, und die wissenschaftlichen Methoden im Umgang mit den Tieren und zur Analyse diverser Fragestellungen verfeinert. Aber gerade in der heutigen Zeit rückt der Aspekt des Tierschutzes und des Wohlbefindens eben jener Tiere mehr und mehr in den Fokus. Es ergab sich für diese Arbeit die Frage, welche Anpassungsreaktionen es an eine einmalige Laufbelastung und zwei unterschiedliche zehnwöchige Lauftrainingsprogramme im Mausmodell gibt und inwiefern sich die Ergebnisse für das „Refinement“, also die Verfeinerung von Tierversuchen, nutzen lassen. Es wurde ein Trainingsmodell etabliert, bei dem Mäuse der Linie C57BL/6JJ einem zehnwöchigen Laufradtraining unterzogen wurden. Außerdem konnten Proben vorangegangener Versuche genutzt werden. Die dabei verwendeten Mäuse wurden entweder einem zehnwöchigen Laufbandtraining oder einer einmaligen „akuten“ Laufbelastung auf dem Laufband unterzogen. Für alle Analysen wurden Muskeln ausgewählt, die in ihrer Funktion antagonistisch bei der Beugung bzw. Streckung des Sprunggelenkes wirken: der M. tibialis anterior und der M. gastrocnemius. Für eine akute Laufbelastung konnten zum Teil abweichende Effekte in den untersuchten Muskeln beobachtet werden. Während einige entzündungsassoziierte Gene (Zfp36, Ho1, MafF) eine Induktion zeigten, blieb sie bei anderen aus. Für die untersuchten miRNAs konnten keine nennenswerten Effekte beobachtet werden. Nach einem zehnwöchigem Lauftrainingsprogramm konnten dagegen verschiedene Anpassungsreaktionen beobachtet werden. Während die Veränderungen nach einem zehnwöchigem Laufbandtraining jedoch verhältnismäßig gering ausfielen, waren die Effekte nach einem zehnwöchigen Laufradtraining deutlich ausgeprägter. Dies könnte auf den deutlich unterschiedlichen zurückgelegten Laufstreckenberuhen: Wöchentlich legten die Tiere der Laufband-Gruppe im Rahmen des Trainings eine Strecke von rund 2,4 km zurück, während die Tiere der Laufrad-Gruppe eine durchschnittliche Laufstrecke von ca. 55 km absolvierten. Zudem waren die Effekte der beiden Trainingsformen z.T. auch qualitativ unterschiedlich: Das Laufbandtraining führte beispielsweise zu einer Induktion des Il-6-r-Gens, während nach Laufradtraining reprimierende Effekte auf dieses Gen beobachtet werden konnten. Das Pgc-1α-Gen zeigte hingegen eine deutliche Induktion, sowohl für die Laufband- als auch die Laufrad-Gruppe, während das Cox4-Gen nur in Antwort auf das Laufbandtraining induziert wurde. Nach einem Laufradtrainingsprogramm zeigten die Gene, die für Myosinschwerketten kodieren, allgemein höhere Expressionsniveaus. Die Auswirkungen auf verschiedene Gene, die für Komponenten der miRNA-Biogenese kodieren, waren dagegen bei beiden Trainingsformen nur geringfügig. Für die klassischen myomiRs konnten jedoch in der Laufrad-Gruppe zum Teil signifikante trainingsinduzierte Anpassungsreaktionen beobachtet werden. So zeigten sich für miR-1 signifikant erhöhte Expressionsniveaus im M. tibialis anterior. Für miR-29a, miR-133b und miR-208b wurde dagegen im M. gastrocnemius eine verminderte Expression gemessen. Für miR-107 zeigte sich eine Induktion sowohl im M. tibialis anterior als auch im M. gastrocnemius, während für miR-20b eine signifikante Repression in beiden untersuchten Muskeln nachgewiesen werden konnte. Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass sowohl ein Laufband- als auch ein Laufradtraining spezifische, zum Teil vergleichbare, zum Teil aber auch stark unterschiedliche, Effekte in der Muskulatur erzielen kann. Manche Anpassungsreaktionen waren sehr spezifisch für nur einen der beiden untersuchten Muskeln, während andere in beiden beobachtet wurden. Allerdings fanden sich bei den Tieren der Laufrad-Gruppe in Summe stärker ausgeprägte Anpassungseffekte. Hinsichtlich der Ergebnisse dieser Arbeit rückt für das 3R-Prinzip vor allem „Refinement“ in den Fokus. Es wird vermutet, dass das Laufverhalten im Laufrad dabei helfen könnte, Stress von Versuchstieren besser zu erkennen. In dieser Arbeit konnten inter- und intra- individuell deutlich divergierenden Laufleistungen beobachtet werden. Zudem zeigten die untersuchten Tiere eine geringere Laufleistung, wenn ihr Käfig in der oberen Etage des Käfiggestells positioniert war, was dafürspricht, dass der Tatsache Beachtung geschenkt werden muss, dass die Laufleistung durch eine Vielzahl von, z.T. vermutlich noch unbekannten, Faktoren bedingt wird. Eine subjektive Beobachtung dieser Arbeit war auch, dass die Tiere der Laufrad-Gruppe deutlich entspannter im Umgang waren, als die der Kontroll-Gruppe. Es scheint somit möglich, dass das regelmäßige Laufen zur Stressreduktion bei den Tieren beitrug. Insgesamt könnte also die Implementierung von Laufrädern ein gutes Maß für die Messung von Stress und gegebenenfalls auch ein Instrumentarium zur Reduktion desselben bei Versuchstieren sein. Es bedarf allerdings weiterer Untersuchungen dazu, inwiefern Studienergebnisse durch das Laufen beeinflusst werden könnten, bevor Laufräder gegebenenfalls als Standard etabliert werden könnten. Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass alle beschriebenen Ergebnisse vor allem durch die kleine Stichprobengröße und die kleine Anzahl der analysierten Gene im Sinne einer Pilotstudie als vorläufig zu betrachten sind und ihre Aussagekraft daher limitiert ist.de_DE
dc.language.isodede_DE
dc.subjectmirnade_DE
dc.subjectmrnade_DE
dc.subjectMausde_DE
dc.subjectTrainingde_DE
dc.subjectAnpassungsreaktionende_DE
dc.subject.ddcddc:610de_DE
dc.titleAnpassungsreaktionen an eine einmalige Laufbelastung und zwei unterschiedliche zehnwöchige Lauftrainingsprogramme im Mausmodellde_DE
dc.typedoctoralThesisde_DE
dcterms.dateAccepted2021-07-08
local.affiliationFB 10 - Veterinärmedizinde_DE
thesis.levelthesis.doctoralde_DE


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