Dunkle Materie mit hoher Aussagekraft

Veterinärmediziner können anhand der Ausscheidungen von Tieren herauslesen, wie es um deren Wohlbefinden steht - etwa ob sie trächtig sind oder unter Stress stehen

Nicht nur verantwortungsbewusste Wiener Hundebesitzer nehmen ein Sackerl für das Gackerl ihres vierbeinigen Lieblings. Auch Forscher und Tierpfleger sammeln zuweilen ein, was ihre Schützlinge so fallen lassen - allerdings im Dienste der Wissenschaft, die auf diesem Wege in den letzten 30 Jahren erstaunliche Fortschritte gemacht hat. Was sie damit auf dem Gebiet der Stressforschung erreicht hat, war vergangene Woche Gegenstand einer Konferenz an der Veterinärmedizinischen Universität Wien.

Schwangerschaftstest

"Vor dreißig Jahren hat man begonnen, genauer zu erforschen, wie Steroidhormone im Körper umgebaut und diese Umbauprodukte oder Metaboliten dann ausgeschieden werden", erklärt Sophie Rettenbacher vom Institut für Medizinische Biochemie der Vetmed. Zu den Steroidhormonen zählen Sexualhormone wie Östrogen und Testosteron, aber auch die sogenannten Stresshormone Kortisol und Kortikosteron.

"Die erste erfolgreiche Anwendung dieses Wissens war ein Schwangerschaftstest für Pferde mittels Rossäpfeln", erzählt Rettenbacher. Das wird übrigens an der Vetmed nach wie vor gemacht: Die Pferdebesitzer schicken eine Kotprobe, die Biochemiker schauen, ob die Östrogen- und Progesteronmetaboliten erhöht sind - wenn ja, ist die Stute trächtig. Das Schöne daran: Es ist keine aufwändige Ultraschalluntersuchung nötig.

Was schon Pferdehaltern das Leben deutlich erleichtert, macht gewisse Untersuchungen an Zoo- oder Wildtieren überhaupt erst möglich. Die künstliche Besamung von Nashörnern in Zoos etwa scheiterte lange Zeit daran, dass man den Hormonzyklus der Weibchen nicht kannte.

"Hätte man ihnen täglich Blut abnehmen wollen, hätte es wahrscheinlich Tote gegeben", meint Rettenbacher nur halb im Scherz. Seit die Pfleger nur den frischen Kot der Tiere einsammeln müssen, ist das nötige Basiswissen kein Problem mehr. Jüngeren Datums ist der Nachweis von Stresshormonen in Kot: Vor 15 Jahren wurde an der Vetmed die Arbeitsgruppe "Stress" gegründet, zu der auch Rettenbacher gehört. Die Gruppe spezialisierte sich auf den nichtinvasiven Nachweis von Stresshormonmetaboliten in Faeces und war die erste weltweit, der es gelang, ein entsprechendes Testsystem zu entwickeln. Die Methode hat den Vorteil, dass sie für die untersuchten Tiere völlig stressfrei ist, was bei einer Blutabnahme nicht der Fall ist. Dementsprechend wird sie in verschiedensten Zusammenhängen massiv genutzt.

Das Richtige auslesen

"Im Unterschied zu Milch, Speichel oder Urin kann Kot bei jedem Tier gesammelt werden, gleich welchen Alters und Geschlechts", betont Rettenbacher. Mittlerweile können nicht nur Säuger darauf untersucht werden, sondern auch Vögel und Fische. Das klingt selbstverständlicher, als es ist. Für jede Tierart muss ein eigener Test entwickelt werden, um sicherzugehen, dass man auch das Gewünschte misst: "Im Kot gibt es viele Substanzen, die Signale geben - man muss sicherstellen, dass man die richtigen ausliest", gibt Rettenbacher zu bedenken. "Man nennt das Validierung, und diesbezüglich haben wir weltweit die längste Erfahrung, die meiste Expertise und den höchsten Durchsatz an Proben."

Das von außen sichtbare Verfahren ist dabei wenig spektakulär: Mittels eines Lösungsmittels werden verschiedene Metaboliten aus der Kotprobe extrahiert. Die daraus entstehende Suspension wird in eine sogenannte Mikrotiterplatte pipettiert - das ist eine etwa zehn mal fünf Zentimeter große Plastikplatte, die voller kurzer kleiner Röhrchen ist, an deren Wänden die jeweiligen Antikörper haften.

Diese Antikörper oder Immuno-Essays sind das Herzstück des Tests: Sie binden an jeweils bestimmte Metaboliten und färben die Probe dabei, je nach deren Vorhandensein, mehr oder weniger intensiv. Um neu entwickelte Antikörper zu validieren, untersuchen die Biochemiker den Kot von Tieren, die einer unzweifelhaft stressigen Situation ausgesetzt waren. " Wenn der Test da keinen Ausschlag bringt, kann man ihn für spezifischere Fragestellungen schon gar nicht anwenden", sagt Rettenbacher.

Ein solches Stressereignis ist etwa das Chacu in Südamerika, bei dem halb wild lebende Vikunjas (zarter gebaute Verwandte des Lamas) alljährlich zusammengetrieben und geschoren werden. "Lamas und ihre Verwandten sind in den USA und Europa - auch in Österreich - stark im Kommen", weiß Rettenbacher. Sie werden dort vorwiegend als Reit- oder Streicheltiere gehalten, in Peru und Bolivien hingegen dienen sie nicht nur als Reit- und Lasttiere, sondern liefern auch Wolle, Felle, Fleisch, Dünger und Brennmaterial. Die Weibchen neigen jedoch zu Schwierigkeiten bei der Fortpflanzung, und vieles deutet darauf hin, dass Stress das Problem verschärft.

Rupert Palme, ebenfalls von der Arbeitsgruppe "Stress", und zwei Dissertanten stellten fest, dass bei einem Chacu die Stressmetaboliten im Kot der Tiere, wie erwartet, erhöht waren. Sie konnten kürzlich einen Test entwickeln, der zuverlässige Aussagen über die Stressbelastung von Lamas, Vikunjas und Alpakas erlaubt und in Zukunft eine verbesserte Haltung dieser Arten erlauben soll.

Erhöhte Stresswerte

Überhaupt geht es bei der Stressforschung an Tieren häufig um deren Wohlbefinden. So stellte sich bei Untersuchungen an Fohlen heraus, dass deren Entwöhnung am wenigsten belastend verläuft, wenn die Trennung von ihren Müttern in einer Gruppe und im Beisein zweier ihnen vertrauter, aber nicht mit ihnen verwandter Stuten erfolgt.

Für amerikanische Nerze in Gefangenschaft konnte gezeigt werden, dass " Stereotypien", bei denen die Tiere immer wieder dieselben ziellosen Handlungen vollziehen, mit erhöhten Stresswerten einhergehen. Bis dahin war die Wirkung dieses Verhaltens umstritten: Während die einen es als Ausdruck von Stress betrachteten, sahen andere darin eine Möglichkeit des Stressabbaus. Diese Frage ist nun geklärt. (Susanne Strnadl/DER STANDARD, 3. 10. 2012)