September 9 2015

Taurin

Der Begriff Taurin ist von der lateinischen Bezeichnung für Stiergalle (Fel tauri) bzw. vom griechischen Wort tauros (Stier) abgeleitet. Taurin wurde 1827 aus Ochsengalle isoliert und Gallen-Asparagin genannt. Für Katzen ist Taurin essentiell und muss wegen des hohen Bedarfs mit dem Futter ergänzt werden. Das ist notwendig, da Katzen Taurin nur in sehr geringen und nicht ausreichenden Mengen synthetisieren können.

1970 berichteten Forscher in New York von Netzhautdegeneration bei Katzen, die mit minderwertigem Hundefutter ernährt wurden.  1975 fand man dann heraus, dass diese Erkrankung durch Taurinmangel ausgelöst wird. Studien mit völlig taurinfrei ernährten Katzen führten bei den Versuchstieren im Laufe mehrerer Monate zu nervöser Reizbarkeit, Zusammenklumpen der Blutplättchen, Herzerweiterung, Netzhautdegeneration und letztendlich Blindheit. Schwangerschaften bei Taurinmangel endeten zu über 50% vorzeitig mit Abbrüchen bzw. Totgeburten, die überlebenden Kätzchen hatten ein deutlich geringeres Geburtsgewicht und zeigten eine abnorme Hinterbeinentwicklung mit verkürzten Patella- und Achillessehnen. 70% überlebten die Stillzeit nicht. Diese Abhängigkeit von einer ausreichenden Taurinaufnahme mit der Nahrung betrifft alle Tiere der Familie  Felidae.

C2H7NO3S

Taurin oder 2-Aminoethansulfonsäure ist eine organische Säure. Taurin enthält eine Sulfonsäuregruppe (–SO2–OH) und eine Aminogruppe (–NH2), aber keine Carboxygruppe, früher auch als Carboxylgruppe bezeichnet, (–COOH). Deshalb ist Taurin keine Aminosäure, wird aber oft so bezeichnet. Der Begriff Aminosäuren wird häufig vereinfachend als Synonym für proteinogenen Aminosäuren verwendet. Darüber hinaus gibt es aber auch nichtproteinogene, natürlich vorkommende Aminosäuren. Taurin ist ein Abbauprodukt der Aminosäuren Cystein und Methionin. Taurin ist eine der wenigen natürlich vorkommenden Sulfonsäuren. Als
Aminosulfonsäure kann Taurin keine Peptide/Proteine bilden.

Vorkommen

Taurin kommt in allen tierischen Produkten und in der Kaktusfeige vor. Unter den Säugetieren weisen Mäuse sehr hohe Taurinkonzentrationen auf, auch Ratten sind taurinreich. Das ist gut für Freigänger, Wohnungskatzen sind darauf angewiesen, was sie in ihrem Futternapf vorfinden. Hohe Konzentrationen befinden sich in Muschelfleisch, Thunfisch, Austern, Muskelfleisch (Schwein, Rind, Lamm, Huhn) und insbesondere Herz weist eine hohe Taurinkonzentration auf. Die Unterschiede des Tauringehalts bei Rohfütterung und gekochtem Futter zeigen, dass Taurin beim Kochen zerstört wird. Katzenmilch ist, im Unterschied zu Kuhmilch, sehr taurinreich. Die empfohlene Taurinmenge in Katzentrocken- bzw. Feuchtfutter liegt bei 100 mg – 200 mg/100 g Trockensubstanz.

Schwefelhaltige Aminosäuren und Taurin

Katzen können Taurin nicht, wie andere Tierarten, aus den schwefelhaltigen Aminosäuren Cystein und Methionin bilden, weil einerseits das dafür notwendige Enzym Cysteinsulfinsäure-Decarboxylase nur eine niedrige Aktivität hat. Andererseits werden Methionin und Cystein/Cystin für die Synthese von Felinin, einer Schwefelaminosäure des Harns, gebraucht. Felinin gibt Katzenharn den typischen, penetranten Geruch. Katzen haben deshalb einen relativ hohen Bedarf an Methionin und Cystin. Bei Katzen werden Gallensäuren in der Leber ausschließlich mit Taurin konjugiert. Sie können deshalb einen Taurinmangel nicht, wie andere Tierarten, dadurch kompensieren, dass Gallensäuren vorwiegend mit Glyzin konjugiert werden und damit freies Taurin für andere Gewebe zur Verfügung steht. Außerdem besitzen Katzen einen weniger effizienten enterohepatischen Kreislauf, sie müssen die durch Kotausscheidung entstehenden Taurinverluste vermehrt mit der Nahrung ausgleichen. Die Taurinsynthese ist generell von Vitamin B6 (Pyridoxalphosphat) als Coenzym für die CSA-Decarboxylase abhängig, es muss also ausreichend vorhanden sein. Pyridoxalphosphat ist die aktive Form von Pyridoxins (Vitamin B6) und einer der wichtigsten Cofaktoren im tierischen Organismus. Ein Mangel führt zu verringerter Taurinsynthese.

Maillard-Reaktion

Benannt nach dem französischen Naturwissenschaftler Louis Camille Maillard handelt es sich hierbei um eine nichtenzymatische Bräunungsreaktion. Unter Hitzeeinwirkung werden Aminosäuren, Peptide und Proteine zu neuen Verbindungen umgewandelt. Dieser Komplex veschiedener Reaktionen ist von Bedeutung für das Kochen und die Lebensmittelindustrie, somit auch für die Herstellung von Katzenfutter. Diese Reaktion verzögert auch den Verderb, da die Melanoide/Melanoidine wie das Pronyl-Lysin Luftsauerstoff binden, ausserdem wurde eine schwach antibakterielle Wirkung nachgewiesen.

Katzenfutter

Katzen, die ausschliesslich mit Nassfutter gefüttert werden, weisen einen höheren Taurinbedarf auf als Katzen, die nur Trockenfutter erhalten. Das soll an der schlechteren Bioverfügbarkeit im Nassfutter durch den Verarbeitungsprozess liegen. Taurin zersetzt sich zwar erst bei 300˚C, aber durch das Erhitzen von Dosenfutter,  während des Produktionsprozesses, wird die Maillard-Reaktion aktiviert. Trockenfutter wird durch Backen oder im Extrusionsverfahren hergestellt. Einige Hersteller werben mit einer schonenden Kaltabfüllung, aber nach dem Verschließen werden die Dosen in einem Autoklaven pasteurisiert oder sterilisiert, um sie haltbar zu machen. Bei der Pasteurisierung werden die Konserven bis 75 bzw. 100 °C mittels Autoklaven erhitzt. Hitzeresistente Bakteriensporen sowie Sporen einiger Schimmelpilze werden bei diesem Verfahren nicht vollständig abgetötet. Bei einer Sterilisation werden diese Sporen vollständig inaktiviert (Abtötung aller Mikroorganismen in jedem Entwicklungsstadium). Bei einer Sterilisation im Autoklaven wird entweder 20 Minuten auf 121 °C bei zwei bar Druck in Wasserdampf erhitzt oder 5 Minuten auf 134 °C bei 3 bar. Zur Zerstörung von Prionen wird 18 Minuten auf 134 °C bei 3 bar erhitzt. Bei der Trockenfutter-Herstellung, im Extruder, wird auch mit hohen Temperaturen und Druck gearbeitet, aber es besteht die Möglichkeit, weitere Komponenten gesondert zuzuführen, um ein Erhitzen zu vermeiden. Bei jeder Erhitzung kommt es zur Maillard-Reaktion. Dosen-Nassfutter wird mehr als doppelt so viel Taurin zugesetzt wie Trockenfutter. Durch Studien gelangte man zu dem Resultat, dass Produkte der Maillard–Reaktion die Aufnahme von Taurin behindern. Es wird stattdessen im Darm durch Bakterien weitgehend zu Sulfat abgebaut und ist für die Katze nicht nutzbar. Der Tauringehalt in Katzenfutter ist  sehr unterschiedlich, in einigen Sorten wird Taurin gar nicht supplementiert.

Taurinmangel

Mangelzustände äußern sich im Wesentlichen in zwei klinischen Syndromen, der dilatativen Kardiomyopathie  und der zentralen Retinadegeneration. Bei der DKM oder DCM (dilatative Kardiomyopathie bzw.  englisch: dilated cardiomyopathy) handelt es sich um eine Schädigung des Herzmuskels. Dabei nimmt die Wanddicke und Kontraktionskraft ab, gleichzeitig nimmt die Größe zu (Dilatation). Dadurch vermindert sich die Leistungsfähigkeit des Herzens, was bei einem Fortschreiten der Erkrankung zum Tode führen kann. Bei der Retinadegeneration kommt es zu irreversiblen Schäden an der Netzhaut und schliesslich zum Erblinden.

Der empfohlene Gehalt an Taurin beträgt 1000 mg pro Kilogramm Trockenfutter und 2000 mg pro Kilogramm Nassfutter. Die unterschiedlichen Angaben resultieren aus dem erhöhten Bedarf bei einer Fütterung mit Nassfutter.

Man kann Taurin auf natürliche Weise supplementieren, indem man rohes Fleisch füttert (dunkles Muskelfleisch, Herz) oder auf Nahrungsergänzungsmittel zurückgreifen (synthetisch hergestelltes Taurin).

 

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Mai 14 2015

FARS – auch bekannt als Tom-und-Jerry-Syndrom

Momo liegt nur in der Sonne und entspannt.
Momo entspannt in der Sonne

Die Bezeichnung FARS besteht aus den Anfangsbuchstaben der englischen Schreibweise Feline Audiogenic Reflex Seizure. FARS ist auch unter dem Namen Tom-und-Jerry-Syndrom bekannt.

Katzenbesitzer kennen die Geräuschempfindlichkeit von Katzen. Wenn mir etwas herunterfällt oder ein plötzliches Geräusch durch ein geöffnetes Fenster zu hören ist, dann reagieren die Katzen sofort. Abhängig von der Lautstärke und/oder dem Klang werden sie aufmerksam, erschrecken sich oder sie flüchten. Die Reaktion der Katzen hängt von verschiedenen Faktoren ab, z.B. ob sie in einer reizarmen Umgebung leben, ob es sich um Alltagsgeräusche handelt, die sie kennen, ob die Geräusche sehr laut sind usw. Auf das Knistern von Alufolie reagieren meine Katzen mit Flucht. 😉

Symptome

Krümmt sich die Katze auf dem Boden, zeigt sie unwillkürliche Muskelzuckungen, oder fällt sie gar um, dann sind das unangemessene Reaktionen auf Alltagsgeräusche, dann könnte es sich um FARS handeln, um Reflex-Anfälle, die durch Geräusche ausgelöst werden. Bei diesen Reflex-Anfällen handelt es sich um epilepsieähnliche Anfälle unterschiedlichen Schweregrads – von Muskelzuckungen über so genannte Absencen (kurze Bewusstseinsstörungen) bis zu großen, generalisierten Anfällen mit minutenlangen Krämpfen, Bewusstlosigkeit und Zuckungen.

Welche Katzen sind betroffen?

FARS betrifft ältere Katzen, die Anfälle treten im Schnitt mit 15 Jahren erstmals auf, so die Nachforschungen des britischen Tierarzt-Teams (Mark Lowrie, Claire Bessant, Robert J Harvey, Andrew Sparkes, Laurent Garosi) . Das Geschlecht spielt keine Rolle, die Rasse auch nicht, bis auf eine Ausnahme: bei Birma-Katzen ist dieses Syndrom etwas häufiger. Ebenso fällt auf, dass ca. die Hälfte der betroffenen Katzen Hörprobleme hatte oder gar taub war. Marc Lowrie sagt:

Dass taube Katzen audiogene Anfälle erleiden, erscheint zunächst paradox, aber es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Katzen zwar viele Alltagsgeräusche tiefer Frequenzen nicht mehr wahrnehmen, wohl aber noch höhere Frequenzen.

Dabei muss man bedenken, dass das Gehör einer Katze  zu den besten unter den Säugetieren zählt. Die obere Frequenzgrenze liegt im Bereich der Geräusche, die Mäuse, als wichtigste Beutetiere, von sich geben. Es ist zudem ein Frequenzbereich, in dem die Schallquellen wesentlich besser lokalisiert werden können. Katzen hören Geräusche sogar schneller als Hunde. Ihr Gehörsinn funktioniert auch im Tiefschlaf. Daher reagieren sie viel heftiger als wir Menschen.

Mitarbeiter eines Tierschutzvereins leiteten die Anfragen ratloser Katzenhalter weiter, das Ärzteteam ging damit 2013 unter dem Namen Tom-und-Jerry-Syndrom an die Presse. So entstand genügend Aufmerksamkeit für eine weltweite Umfrage. 96 Fragebögen samt tiermedizinischer Daten haben die Forscher jetzt ausgewertet.

Ursache und Auslöser

Die Ursachen sind noch unklar, aber typische Auslöser der Anfälle sind bereits belegt:

  • 82 der untersuchten Katzen reagierten auf das Geräusch, das beim Zusammenknüllen von Alufolie entsteht.
  • 79 reagierten auf das Schlagen eines Metalllöffels an einem Keramikfressnapf.
  • 71 reagierten auf das Zerknüllen von Papier und Plastikfolie.
  • 61 reagierten auf das Tastaturgeräusch und Mausklicks.
  • 59 reagierten auf Münz- oder Schlüsselgeklingel.
  • 38 reagierten auf das Einschlagen eines Nagels.
  •  24 reagierten bei Zungenschnalzen.
  • seltener auch bei Turnschuhquietschen oder das scharfe Klicken eines Gasherdanzünders

Behandlung

In einer weiteren Studie wollen die Mediziner auf mögliche Behandlungen von FARS eingehen. Der Wirkstoff Levetiracetam, der auch bei Menschen eingesetzt wird, könnte möglicherweise erfolgversprechend sein.

 

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März 8 2015

Katzen und Musik

Katze und MusikWas geschieht mit Katzen, wenn sie Musik hören? Nehmen sie diese nur als Geräusch wahr? Welche Art von Musik hören sie gern? Da Katzen,  sehr geräuschempfindlich sind, durch ihr sensibles Gehör, sollte es keine laute Musik sein. Katzen prägen sich Geräusche ihrer vertrauten Umgebung ein, demzufolge wird ihnen Musik, die ihre Besitzer regelmässig hören, auch vertraut sein, sie werden diese vertraute Musik mit ihrem Besitzer bzw. ihrer vertrauten Umgebung verbinden, vor allem, wenn sie mit dieser Musik aufgewachsen sind.

Charles Snowdon und seine Kollegen der University of Wisconsin in Madison haben spezielle Musik für Katzen komponiert. Diese liegt im gleichen Frequenzbereich, in dem Katzen untereinander kommunizieren, ausserdem wurden  Schnurrgeräusche und Elemente herkömmlicher Musik eingefügt. Zum Test spielten die Wissenschaftler 47 Katzen jeweils zwei Speziallieder für drei Minuten vor und beobachteten die Reaktion. Zum Vergleich wurde diesen Katzen dann auch „Menschenmusik“ vorgespielt und ihr Verhalten ebenfalls dokumentiert. Die Katzen reagierten deutlich schneller und stärker auf die eigens für sie komponierte Musik. Sie liefen auf die Lautsprecher zu, betrachteten und beschnüffelten sie ausgiebig oder beschmusten sie. Wurde ihnen „Menschenmusik“ vorgespielt, verhielten sich die Katzen eher teilnahmslos.

Das Vorspielen von „Menschenmusik“ schafft bei Katzen also nicht, wie bei uns Menschen, eine angenehmere Umgebung. Da wäre Musik im Ultraschallbereich wahrscheinlich wirksamer. Katzen sind in der Lage, deutlich mehr Töne hören zu können, als sie selbst ausstoßen, was ihnen bei der Jagd nützlich ist. Die Forscher könnten „Mäusesongs“ im Ultraschallbereich komponieren, es wird allerdings Schwierigkeiten beim Abspielen geben, da es noch keine praktikablen Player gibt.

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Februar 14 2015

Katzen und Kartons

Mina im KartonMomo im KartonCharly im Karton

 

 

 

 

Jeder Katzenfreund kennt es, Katzen und Kartons, das ist wahre Liebe. Für Mina ist ein Karton auch Schutzraum, wenn er offen ist und sie eigentlich völlig ungeschützt darin sitzt. Sie flüchtet, springt in den Karton und bekommt einen ganz bestimmten Gesichtsausdruck. Kleinere Kartons sind beliebter als grosse. Wenn ein Paketbote da war, freuen sich die Katzen, reiben sich zuerst am Karton und versuchen, noch während des Auspackens, hineinzuklettern.

Nun wurde das Phänomen der Kartonliebe untersucht. In einem niederländischen Tierheim stellten Claudia Vinke von der Universität Utrecht und ihre Kollegen neu eingetroffenen Katzen Kisten als Rückzugsort in den Käfig, andere Katzen-Neuzugänge  erhielten keine. Die Katzen mit Karton waren wesentlich entspannter, da sie einen Rückzugsort hatten. Sie gewöhnten sich schneller an die neue Umgebung und suchten Kontakt zu Menschen. Das erfolgte bei den Katzen mit Karton schon nach wenigen Tagen, bei den Katzen ohne Karton dauerte es zwei Wochen. Katzen reagieren auf Bedrohungen üblicherweise mit Rückzug. Die Karton-Liebe tritt nicht nur bei Hauskatzen auf. Wie das folgende Video zeigt, verhalten sich ihre wilden Verwandten ebenso.

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Februar 9 2015

AIDS bei Mensch und Katze

Aufbau des HI-Virions
Aufbau des HI-Virions

AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome) bezeichnet das, infolge einer Infektion mit HIV (Humanes Immundefizienz Virus), nach einer längeren Latenzzeit, auftretende Krankheitsbild. Das HIVirus gehört zur Familie der Retroviren (Reverse Transkriptase Onkoviren) und zur Gattung der Lentiviren. Erste Berichte über AIDS erschienen Anfang der 80er Jahre in den USA, identifiziert wurde das HIVirus 1983. 2005 gelang erstmals der Nachweis, dass der Ursprung von HIV beim Affen liegt. Untersucht wurden Kotproben freilebender Schimpansen in Kamerun (Zentralafrika), es wurden Antikörper gegen SIV (Simianes Immundefizienz-Virus) gefunden. Die Schimpansen sollen sich im westlichen Zentralafrika mit SIV oder einem Vorläufer dieses Virus bei anderen Affenarten infiziert haben. Etwa im 20. Jahrhundert infizierten sich erstmals Menschen mit dem SIV, das dann zum AIDS verursachenden HIV mutierte. Aus der statistischen Analyse genetischer HIV-Sequenzen hat ein internationales Forscherteam um Oliver Pybus und Philippe Lemey von den Universitäten Oxford und Leuven die frühe Geschichte des AIDS-Erregers rekonstruiert. Die Wissenschaftler erklären die Ausbreitung im Magazin Science mit den sozialen und historischen Bedingungen im Kongobecken während des 20. Jahrhunderts. Das Feline Immundefizienz-Virus (FIV) gehört ebenfalls zur Familie der Retroviren und zur Gattung der Lentiviren . Das Virus löst bei Katzen eine Immunschwächekrankheit aus, die als Felines Immundefizienzsyndrom oder umgangssprachlich als Katzen-AIDS bezeichnet wird, da sie der Erkrankung AIDS beim Menschen stark ähnelt. Im Gegensatz zum HIV, das erst vor relativ kurzer Zeit vom Affen auf den Menschen übertragen wurde, ging FIV vermutlich vor mehr als drei Millionen Jahren auf Katzen (oder deren Vorfahren) über. Die ersten FIV-Stämme wurden 1986 aus Hauskatzen isoliert. Nach und nach wurde weltweit FIV bei Hauskatzen nachgewiesen. Nachträgliche Analysen von aufbewahrten Blutseren weisen darauf hin, dass die FIV-Infektion zu einem wesentlich früheren Zeitpunkt aufgetreten sein muss, wahrscheinlich bereits in den 60er Jahren beobachtet, jedoch damals noch nicht näher spezifiziert. Möglicherweise wurde das Krankheitsbild anfangs auch mit dem einer FeLV-Infektion (Feline Leukämievirus) verwechselt, deren Symptome teilweise mit denen einer FIV-Infektion identisch sein können. Da Hauskatzen weltweit verbreitet wurden (siehe Domestikation Teil 2), kann man davon ausgehen, dass Hauskatzen bereits seit langer Zeit FIV infiziert waren. Es wurde auch festgestellt, dass ebenso wild lebende Katzen betroffen sind, auch bei der Tüpfelhyäne, die nicht zur Familie der Katzen gehört, wurde FIV gefunden. Die Bezeichnung FIV betrifft laut Nomenklatur nur die Hauskatze (Felis catus). Die Standardnomenklatur für die Bezeichnung von Stämmen verschiedener Spezies ist ein hintenangestelltes Kürzel, das sich aus dem ersten Buchstaben des Gattungsnamens und aus den ersten beiden Buchstaben des Artnamens zusammensetzt. Das FIV einer Hauskatze (Felis catus) wird daher auch als FIVfca bezeichnet, das eines Löwen (Panthera leo) FIVple, das der Tüpfelhyäne (Crocuta crocuta) FIVccr usw. Nach der Entdeckung von SIV und FIV wurden die Krankheitsbilder dieser beiden Virusinfektionen verstärkt untersucht, um sie unter anderem auch als Tiermodell für den Menschen zu nutzen. Das Interesse der Forscher an der FIV-Infektion der Katze wuchs zunehmend. Die Erforschung und Entwicklung besserer Therapieformen und möglicher Impfungen mit dem Ziel der  AIDS -Bekämpfung bei Menschen brachten zugleich Verbesserungen der Behandlung der FIV-Infektion bei Katzen. Auf der Basis von FIV werden virale Vektoren (gezielt veränderte Viruspartikel) in der Grundlagenforschung eingesetzt und für die Gentherapie beim Menschen entwickelt2002 wurde in den USA ein FIV-Impfstoff zugelassen. Man erhofft sich aus den Erfahrungen Erkenntnisse für die Entwicklung eines Impfstoffs gegen HIV, was aufgrund der hohen Anzahl und Variationen der Virus-Stämme sehr schwierig ist.

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Januar 12 2015

Multiresistente Keime Teil 2

Fortsetzung von Multiresistente Keime Teil 1

Putenfleisch
Putenfleisch

Aus aktuellem Anlass gibt es nun auch Teil 2. Diese Problematik,  ähnlich wie das Thema Dioxin, betrifft auch unsere Katzen (Mensch und Katze im Sinne des Verbrauchers), da sie ebenfalls Fleisch aus Massentierhaltung fressen und im Falle einer Infektion vom Tierarzt Antibiotika verabreicht bekommen, die möglicherweise aus besagten Gründen nicht wirken.

Risiken und Nebenwirkungen der industriellen Tierhaltung

Der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) liess 57 Putenfleischproben von Supermärkten und Discountern im Labor untersuchen. Dafür wurde abgepackte Ware bei Aldi, Lidl, Penny, Netto und Real-Märkten im ganzen Bundesgebiet gekauft. Auf 88 Prozent der  Proben wurden antibiotikaresistente Keime gefunden. Laboruntersuchungen der Fleisch-Stichproben wiesen sowohl MRSA-Keime als auch ESBL-bildende Keime nach.

Putenfleisch aus Discountern mit Krankheitskeimen belastet. Risiken und Nebenwirkungen der industriellen Tierhaltung weiter inakzeptabel

Mit dem Fleisch gelangen die Antibiotikaresistenzen bis in die Küchen der Verbraucher. Dies birgt das Risiko der Übertragung auf Menschen und im Falle von Infektionen die Gefahr, dass Antibiotika zunehmend wirkungslos werden. […] Hubert Weiger, BUND-Vorsitzender: „Rund neun von zehn Putenfleisch-Proben aus deutschen Discountern sind unseren Tests zufolge mit antibiotikaresistenten Keimen belastet. Das ist ein klares Zeichen für fortgesetzten Antibiotika-Missbrauch in der Geflügelmast. Dieser ist nicht nur dafür mitverantwortlich, dass wichtige Medikamente ihre lebensrettende Wirkung verlieren. Das erschreckende Ausmaß der Kontamination von Lebensmitteln mit diesen Risikokeimen ist vor allem ein deutliches Warnsignal vor den Risiken und Kollateralschäden der industriellen Tierhaltung.“

Der BUND ruft für den 17. Januar unter dem Motto „Wir haben es satt – Bauernhöfe statt Agrarfabriken“ gemeinsam mit anderen Organisationen zum fünften Mal in Folge zur Großdemonstration für Reformen in der Agrarpolitik auf.

Ein neues Antibiotikum – aus der Erde

Technology ReviewForscher aus Boston und Bonn melden einen potenziell höchst bedeutenden Erfolg: Sie haben ein neues Antibiotikum entdeckt, gegen das Bakterien vielleicht nie resistent werden. Teixobactin wurde jetzt mit Hilfe einer neuen Technologie für Bodenuntersuchungen entdeckt, die von Slava Epstein stammt, einem Biologen an der Northeastern University in Boston. Teixobactin wurde an Novobiotic Pharmaceuticals in Cambridge im US-Bundesstaat Massachusetts lizenziert. Es wird noch zwei Jahre dauern, bis es an Menschen getestet werden kann.

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November 13 2014

Domestikation Teil 3

Fortsetzung von …

TEIL 3:

Spuren der Domestikation im Erbgut der Hauskatze

Die Katze schloss sich freiwillig dem Menschen an , sie gilt als semidomestiziert. Die Geschichte ihrer Domestikation erklärt ihr unabhängiges Wesen. Sie begann nicht, wie lange vermutet wurde, im Alten Ägypten. Genetische Analysen sowie neue archäologische Befunde offenbaren nun aber einen völlig anderen Ursprung. Ein Team der Universität Oxford um den Genetiker Carlos Driscoll, das die Gene von fast 1000 Hauskatzen von fünf Kontinenten untersuchte, wies nach, dass alle fünf aufgefundenen genetischen Hauptlinien allein von der Widkatzenart Felis silvestris lybica abstammen und dass die Domestikation im Gebiet des Fruchtbaren Halbmonds erfolgte [ siehe Spektrum der Wissenschaft: „Die wahre Herkunft der Hauskatze“].

Dass die Hauskatze (Felis silvestris catus)von der Wildkatze Felis silvestris abstammt, wurde zwar schon vermutet, der Beweis war aber schwierig, da der Stand der Wissenschaft dies (noch) nicht zuliess.  Sie stammt von der nordafrikanischen Wild- oder Falbkatze (Felis sylvestris lybica) ab. Allerdings sind die heutigen Hauskatzen aus genetischer Sicht verändert im Vergleich zu Katzen, die zu Beginn der Domestizierung gelebt haben. Damit beschäftigte sich eine Forschergruppe um um Wesley Warren von der Universität Washington in St. Louis. Hauskatzen (Felis silvestris catus) gelten nur als halbdomestiziert, da sie nicht isoliert von Wildkatzen leben. Ausserdem entziehen sich Hauskatzen, sowohl beim Jagen als auch bei der Aufzucht der Nachkommen, der Kontrolle durch den Menschen. Deshalb gingen die Forscher davon aus, dass die Domestizierung im Zuge der Adaptation  (evolutionäre Anpassung) nur leichte Spuren im Katzen-Erbgut hinterlassen hat.

Zähmung durch Selektion

Das Zusammenleben von Mensch und Katze war von beiderseitigem Nutzen. Die Vierbeiner hielten Nagetiere vom Getreide fern und wurden anscheinend von den Menschen gut versorgt. Warren und seine Kollegen  entschlüsselten zunächst das Erbgut einer weiblichen Abessinierkatze, einer der ältesten gezüchteten Katzenrassen der Welt. Die genetischen Informationen dieser Rasse verglichen sie mit denen von sechs anderen Hauskatzen-Rassen, zwei Wildkatzen-Arten und vier anderen Säugetieren: Mensch, Hund, Tiger und Kuh. Die Forscher fanden im Erbgut der Hauskatzen fünf Regionen, die offenbar mit ihrer Domestizierung zusammenhängen. Sie betreffen die Gedächtnisbildung, das Lernen durch Belohnung und die Konditionierung durch Angst. Außerdem stießen die Wissenschaftler auf Besonderheiten des Fettstoffwechsels, die wahrscheinlich mit der carnivoren Ernährung von Katzen zusammenhängen, sowie Gen-Variationen, die die außergewöhnlichen Seh- und Hörfähigkeiten der Vierbeiner erklären. Katzen, die durch Belohnung mit Futter zahmer wurden (Konditionierung), seien im Laufe der Jahrtausende gezielt selektiert worden,  das könnte zur Veränderung des Katzen-Genoms geführt haben. Demnach betrifft das Zähmen von Wildtieren vor allem Gene, die die Gehirnentwicklung regulieren. So wurden, unter anderem, Mutationen in Genen gefunden, die das Wandern von Nervenzellen in der Hirnentwicklung steuern, was dann Aggressivität, Gedächtnisbildung und Lernenverhalten ändert. Es wird vermutet, dass Änderungen in solchen Genen die Grundlage der Evolution bildet, was Zahmheit betrifft ist.

Funde aus China

Ein Team um Yaowu Hu von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking untersuchte acht Knochen, die von zwei oder mehr Katzen stammten. Diese Knochen wurden vor rund 5300 Jahren vergraben, wobei sich aus den verschiedenen Datierungen ergibt, dass die Menschen dort mindestens 200 Jahre eng mit Katzen zusammenlebten. Die Überreste stammen damit aus dem Zeitraum, in dem Wildkatzen vermutlich domestiziert wurden. Bauern haben damals die Katzen möglicherweise mit Getreide gefüttert und so deren Domestizierung, durch Selektion der mittels Konditionierung zahmer gewordenen Katzen, vorantrieben. Anschließend analysierten die Wissenschaftler Kohlenstoff- und Stickstoffisotope in den Katzenknochen sowie in weiteren Knochen von Tieren und einem Menschen. Sie konnten dadurch auf die jeweilige Ernährung schließen. Menschen, Nagetiere und Katzen hatten demnach viel pflanzliche Nahrung, vor allem Hirse, verzehrt.

Domestizierungs-Syndrom-Hypothese

Die jüngsten Analysen bestätigen die Domestizierungs-Syndrom-Hypothese. In der aktuellen Studie (siehe unten GENETICS) zeigen Adam Wilkins und seine Mitarbeiter vom Stellenbosch Institute of Advanced Study in Südafrika nun, dass diese Domestizierungsanzeichen mit der Entwicklung der Neuralleiste zusammenhängen, jenem Teil eines Embryos, aus dem später das Nervensystem hervorgeht.

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Juli 28 2014

Altes Ägypten trifft auf Hightech

Im Alten Ägypten liegt der Anfang der Medizin als Wissenschaft. Die alten Ägypter führten ihre medizinische Kenntnisse auf systematische Beobachtungen des menschlichen Körpers zurück und hielten sie auf zahlreichen Papyri fest. Ihr gutes anatomisches Wissen gewannen sie mittels Mumifizierung. Dennoch blieb die Medizin über Jahrhunderte hinweg untrennbar mit Magie und Religion verbunden. Altägyptische Ärzte standen in priesterlichen Diensten bei der Löwengöttin Sachmet, der „Mächtigen“. Als schreckliche Kehrseite der liebenswerten Katzengöttin Bastet konnte Sachmet Unheil, Krankheiten, Seuchen und Kriege aussenden.

Der Fluch des Pharao

Dieser Fluch wird mit Todesfällen in Verbindung gebracht, die sich in den Jahren nach der Öffnung des Grabes des Tutanchamun durch den britischen Ägyptologen Howard Carter im Jahre 1922 ereigneten. Eine weitere Bezeichnung ist deshalb auch der „Fluch des Tutanchamun“. Anderen Gräbern in und außerhalb Ägyptens werden ebenfalls Flüche zugeschrieben. Ihren Ursprung hat die Legende in den 1820er Jahren, damals fanden nahe dem Londoner Piccadilly Circus eine bizarre Theateraufführung statt, in der Mumien ausgewickelt wurden, sogenannte Mumien-Partys. Eine naturwissenschaftliche Erklärung lag in der Vermutung, die Ursache wären Schimmelpilze. Nicht die unauffälligen Saprobionten (Zersetzung organischer Substanz), sondern Toxine von Aspergillusarten (Giesskannenschimmel). Diese bilden sowohl Endotoxine als auch Exotoxine. Solche Vergiftungen werden Aspergillustoxikosen genannt. Fast alle Aspergillusarten produzieren Allergene. Das Einatmen von Sporen kann allergische Reaktionen auslösen.  Aspergillus flavus wurde durch die von ihm erzeugten Aflatoxine B1 und B2  als Ursache des „Fluchs des Pharao“ vermutet.

Das Manchester Mummy Projekt

Asru
rekonstruierter Kopf der Mumie der Asru

Sie wird „Miss Marple unter den Ägyptologen“ genannt, sie gehört zu den Gründern der forensischen Ägyptologie und ist eine Koryphäe, wenn es um die Krankheiten und die Heilkunst im Alten Ägypten geht: Proffesor Rosalie David. Sie gründete 1973 das „Manchester Mummy Projekt“ und leitet heute das „Institut für biomedizinische Ägyptologie“. Ihr „Lieblingsobjekt“ ist die Mumie der Asru, einer Tempelsängerin. Sie wurde dem Manchester Museum 1825 aus Privatbesitz als Schenkung überlassen, einschliesslich der korrekt verpackten Eingeweide, als erste Mumie in dessen Sammlungen. Leider hatten die Privatsammler die Mumie aus Neugier ausgewickelt und ihr wahrscheinlich auch den Schmuck abgenommen. 1973 hat Professor David von Asru Röntgen-Aufnahmen und Ende der 90er-Jahre dann CT-Scans anfertigen lassen. In einem neuen Anlauf will sie die moderne DNA-Analyse nutzen, um nach den Spuren von Heilpflanzen im Körper der Mumie zu suchen. In ihrem Institut entnimmt sie deshalb gemeinsam mit dem Pathologen John Denton eine Probe aus dem Darm, mit einem Endoskop.  Im Herbarium der Manchester University – eine der größten britischen Sammlungen von Pflanzen aus aller Welt – studiert David getrocknete Pflanzen aus Ägypten und kam zu dem Ergebnis: „Wir haben entdeckt, dass 70 Prozent der beschriebenen Wirkstoffe in alten ägyptischen Heilmitteln noch bis in die Mitte des 20. Jahrhunderts in der modernen Medizin verwendet wurden!“ Die vollständige molekularbiologische Analyse von Asrus Gewebe wird noch Jahre dauern. Die entnommene Gewebeprobe kommt einstweilen in eine weltweit einmalige Sammlung: Die International Ancient Egyptian Mummy Tissue Bank. „Bei Mumien wird nur sehr selten Krebs gefunden“, erklären die Professoren Rosalie David und Michael Zimmerman von der University of Manchester.

Ausstellung im British Museum in London ( 22.05. – 30. 11 2014)

British Museum zeigt Mumien im Scanner

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Juli 16 2014

Multiresistente Keime Teil 1

Multiresistente Keime sind Bakterien, die auf eine Behandlung mit Antibiotika nicht ansprechen. Das heisst, die Verabreichung von Arzneimitteln, um eine bakterielle Infektion zu behandeln, bleibt wirkungslos. Multiresistent bedeutet, diese Wirkungslosigkeit bezieht sich auf viele Arzneimittel, es gibt praktisch keine Behandlungsalternativen. Man spricht heute von Antibiose und fasst Wirksoffe biologischen Ursprungs und synthetisch hergestellte Wirkstoffe (Sulfonamide) zusammen. Die krankheitserregenden Mikroorganismen sollen entweder abgetötet (bakteriozide Wirkung) oder gehemmt (bakteriostatische Wirkung) werden. Antibiotika wirken, indem sie in den Stoffwechsel der krankheitserregenden Keime eingreifen. Das sicher bekannteste Antibiotikum ist das Penicillin, Alexander Fleming erhielt 1945 den Nobelpreis und gilt als einer der Entdecker, er war der erste, der die keimtötende Wirkung von Schimmelpilzen der Gattung Penicillium und deren Einsatz in der Medizin beschrieb, aber entdeckt wurde diese Wirkung schon viel früher. Antibiotika werden nicht nur in der Humanmedizin verabreicht. In der Veterinärmedizin  kommen sie nicht nur als Arzneimittel zur Bekämpfung von Infektionen zum Einsatz, bei Nutztieren werden sie auch prophylaktisch als Wachstums- und Leistungsförderer eingesetzt. Aufgrund immer häufiger auftretender Antibiotika- Resistenzen wurde deren prophylaktischer Einsatz gesetzlich verboten. Um eine weitere Zunahme der Resistenzen zu verhindern, sollte der Antibiotika-Einsatz nach Auffassung des Bundesinstituts für Risikobewertung auf das unbedingt therapeutisch notwendige Maß begrenzt werden.

Quelle: Albert-Schweitzer Stiftung – Antibiotikamissbrauch in der Hähnchenmast

… Hinzu kommt, dass die Mäster in die Versuchung kommen, die Medikamente als Wachstumsförderer einzusetzen, obwohl dies seit 2006 verboten ist. Das Problem dabei: Tierärzte, die von Mästern aufgefordert werden, Antibiotika zu verschreiben, sind leicht erpressbar. »Wenn ein Tierarzt es nicht mit seinem Gewissen vereinbaren kann, Antibiotika zu verschreiben, suchen sich die Mäster einfach einen Veterinär mit weniger Skrupeln«, so Rechtsanwalt Schindler weiter […] Die NRW-Studie zeigt, dass bei extensiverer Haltung weniger Medikamente benötigt werden. Nur durch eine grundsätzliche Abkehr von den gängigen Mastmethoden lässt sich daher der Antibiotikamissbrauch in den Griff bekommen….

 Gesundheit von Mensch und Tier

Quelle: NDR-Info: Ärzte forsdern Abkehr von Massentierhaltung

Die Ärzteinitiative gegen Massentierhaltung, wie sie sich nennt, fordert ein Umdenken: weg von industriellen Tierställen hin zu kleineren Einheiten, wo Tiere mehr Platz haben, artgerechter gehalten werden und damit gesünder und möglichst ohne Medikamente aufwachsen.

Die Problematik betrifft auch unsere Katzen (Mensch und Katze im Sinne des Verbrauchers), da sie ebenfalls Fleisch aus Massentierhaltung fressen und im Falle einer Infektion vom Tierarzt Antibiotika verabreicht bekommen, die möglicherweise aus besagten Gründen nicht wirken.

Quelle: Warum Gewürzpflanzen dem Tierfutter zugesetzt werden (Senat Forschung)

…In der Vergangenheit wurden dem Tierfutter in der Nutztierhaltung regelmäßig Antibiotika als Leistungsförderer prophylaktisch zugesetzt. Aufgrund immer häufiger auftretender Antibiotika- Resistenzen wurde deren prophylaktischer Einsatz gesetzlich verboten. Als Alternative werden inzwischen so genannte phytogene Futterzusatzstoffe angeboten. […] Seit dem Altertum werden ganze Pflanzen oder Pflanzenteile in der menschlichen Nahrung als Gewürze eingesetzt. Darüber hinaus kommen viele Pflanzen, Pflanzenteile oder deren Extrakte aufgrund ihrer heilenden Wirkung, vor allem in der Human-, aber auch in jüngerer Zeit wieder zunehmend in der Tiermedizin, zum Einsatz. …

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Fortsetzung: Multiresistente Keime Teil 2

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Februar 19 2014

Toxoplasma gondii, wie Parasiten das Verhalten beeinflussen

Katz und Maus
Foto: picture-alliance/ dpa/dpaweb

Es ist der am weitesten verbreitete Parasit der Welt – Toxoplasma gondii. In den USA soll etwa ein Viertel der Bevölkerung infiziert sein, in Großbritannien gehen Schätzungen von zehn bis 20 Prozent aus. „In Deutschland wird die durchschnittliche Durchseuchung der Bevölkerung bei circa 50 Prozent geschätzt“, schreibt das Robert-Koch-Institut. Und „sie nimmt mit steigendem Lebensalter zu und erreicht bei den über 50-Jährigen nahezu 70 Prozent.“ Seine Hauptwirte sind Katzen – und nur in ihnen kann er sich vermehren. Andere Tiere wie Mäuse, Vögel, aber auch Menschen, werden nur als Vehikel benutzt, um von einer Katze zur nächsten zu gelangen. Der Einzeller Toxoplasma gondii manipuliert Nager so, dass sie ihre Scheu vor Katzen verlieren und zur leichten Beute werden. Ihr Einfluss auf die Hirnchemie hat sich im Verlauf der Evolution so entwickelt, dass infizierte Mäuse und Ratten nun den Geruch von Katzen oder deren Urin besonders interessant finden, anstatt wie gewöhnlich das Weite zu suchen. Das erhöht ihr Risiko, gefressen zu werden und verbessert die Chancen des Parasiten, dorthin zu kommen, wo er hin will: in die Katze, seinen Endwirt. Forscher um Wendy Ingram von der University of California in Berkeley berichten, dass die Einzeller das Verhalten von Mäusen sogar dauerhaft verändern. Möglicherweise kann er nicht nur das Verhalten von Ratten und Mäusen beeinflussen, sondern auch das von Menschen.

Britische Wissenschaftler um Glenn McConkey von der University of Leeds haben  festgestellt, dass der Parasit nachweislich in die Produktion des Hirnbotenstoffes Dopamin eingreift. Der Neurotransmitter ist an der Regulation der Belohnungs- und Lustzentren und der emotionalen Reaktionen beteiligt und soll bei vielen psychischen Störungen wie Schizophrenie, Parkinson oder ADHS eine Rolle spielen. Die Parasiten produzieren ein Enzym (Tyrosinhydroxylase, TYH), das die Produktion von Dopamin in infizierten Zellen verstärkt. Die Wissenschaftler fanden besonders große Konzentrationen von TYH dort im Gewebe auf, wo sich die Einzeller in Zysten eingekapselt hatten. Die Gewebezysten des Parasiten treten besonders häufig im limbischen System auf. Die Studie wurde im Fachjournal Plos One vorgestellt.

Toxoplasmose

Infektionszyklus
Infektionszyklus

Die Toxoplasmose ist eine häufig auftretende Infektionskrankheit, die primär Katzen befällt. Der Erreger ist der protozooische Parasit Toxoplasma gondii, für den Katzen den Hauptwirt darstellen.

Seit über 15 Jahren forscht der tschechische Evolutionsbiologe Jaroslav Flegr an der Karls-Universität Prag an der Frage, welchen Einfluss eine Infektion mit Toxoplasmose auf den Menschen hat. Ihn interessierte vor allem, ob bei infizierten Menschen ähnliche Verhaltensänderungen wie bei den Mäusen auftreten. In einer großangelegten Versuchsreihe mit mittlerweile zehntausend Probanden zeigte sich, dass sich die Persönlichkeit von mit Toxoplasmose Infizierten tatsächlich verändert. Untersuchungen zeigten, dass Infizierte langsamere Reaktionen haben und sich im Zusammenhang mit dem Straßenverkehr das Risiko für einen Unfall um den Faktor 2,7 erhöht. Neueste Studien weisen auch auf mögliche Zusammenhänge zwischen der Infektion und Schizophrenie beim Menschen hin. Flegrs „Manipulations-Hypothese“ am Beispiel der Toxoplasmose ist kein Einzelfall in der Natur.

Katzenparasit Toxoplasma erhöht Selbstmordrisiko bei Frauen

Frauen mit Katzen, die an der vom Kot der Tiere ausgehenden Toxoplasmose erkrankt waren, haben möglicherweise ein deutlich höheres Risiko Suizid zu begehen. Dies legt jedenfalls eine Studie mit den Daten von 45 000 Däninnen nahe, die in der Zeitschrift „Archives of General Psychiatry“ erschienen ist.

Der Einfluss der Parasiten auf das Verhalten von Menschen und Mäusen hat somit auch juristische und philosophische Aspekte, da der Freie Wille beiinflusst wird.

Gehirn und Geist

Geist und Bewusstsein – wie einzigartig sie von uns auch empfunden werden – fügen sich also in das Naturgeschehen ein und übersteigen es nicht. Und: Geist und Bewusstsein sind nicht vom Himmel gefallen, sondern haben sich in der Evolution der Nervensysteme allmählich herausgebildet. Das ist vielleicht die wichtigste Erkenntnis der modernen Neurowissenschaften.

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