Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Schmerzempfinden bei Hühnerembryonen |
|---|---|
| Titel (englisch): | Perception of pain in chicken embryos |
| Akronym: | HES7-14 |
| Beschreibung (dt.): | Die am 20.01.2021 im Bundeskabinett beschlossene Änderung des Tierschutzgesetzes - Verbot des Kükentötens, verbietet ab dem 01.01.2024 das Töten des Hühnerembryos oder den Abbruch des Brutvorgangs nach Anwendung eines Verfahrens zur Geschlechtsbestimmung an einem Hühnerei. Jedoch kann zum jetzigen Zeitpunkt, mangels gesicherter Daten hinsichtlich der Empfindungsfähigkeit von Haushuhnembryonen während ihrer Entwicklung, gegenwärtig nur die wissenschaftlich akzeptierte Aussage zugrunde gelegt werden, wonach der Hühnerembryo vor dem 7. Bebrütungstag noch nicht zur Nozizeption befähigt ist bzw. aversive Sinneserlebnisse als Schmerzen empfinden kann. Nach dem 7. Bebrütungstag entwickelt sich die Fähigkeit zum Schmerzerlebnis, ohne dass gegenwärtig konkrete Zeitpunkte des Einsetzens der Fähigkeit zur Nozizeption oder des Schmerzempfindens genannt werden können. Daher ist die Bestimmung des Zeitraumes, in welchem Hühnerembryonen die Fähigkeit zur Nozizeption entwickeln bzw. die Fähigkeit, aversive Sinneserlebnisse als Schmerzen zu empfinden, Ziel des Projektes. Hierfür sollen mittels klinischer- und Laborparameter und ggf. weiteren geeigneten Verfahren oder Parametern das einsetzende Schmerzempfinden von Hühnerembryonen im Zeitraum zwischen 7. und 14. Bebrütungstag genauer eingegrenzt werden. Die Reaktion auf nozizeptive Reize an den Bebrütungstagen 7-14 ist mittels etablierter Schmerzparameter und festgelegter Schmerzreize zu ermitteln. Weiterhin sind Untersuchungen der Reaktionen auf nozizeptive Reize unter standardisierten Laborbedingungen am lebenden Hühnerembryonen zwischen Bebrütungstag 7 und 14 durchzuführen. Als Bewertungsgrundlage sollen objektive klinische und labordiagnostische und ggf. weitere Parameter an den bebrüteten Eiern zu unterschiedlichen Zeitpunkten untersucht werden. |
| Beschreibung (engl.): | The amendment of the Animal Welfare Act of 18.6.2021 included a 'prohibition of chick killing'. The ban entered into force on 1.1.2022. It also provides that from 1.1.2024 a termination of the incubation after sex determination in the egg may take place only until the sixth day of breeding. The aim of the project is to determine as precisely as possible the point in time of the onset of nociception or the ability to perceive aversive sensory experiences as pain. The focus is on the time from 7th to 18th day of incubation. The results of the project and the final evaluation are intended to provide scientific decision-making assistance for the Federal Ministry of Food and Agriculture, whether the current 6th day of incubation chosen in connection with sex determination in the egg can be maintained, or whether there are changes in timing required. |
| Ergebnis (dt.): | Nozizeptive Reaktionen von Hühnerembryonen an Bruttag (ED) 7 bis 19 (ED0 = Tag des Einlegens) auf noxische Reize wurden anhand von kardiovaskulären und elektrophysiologischen Parametern sowie Verhaltensparametern analysiert. Nach einem mechanischen Reiz stieg der mittlere arterielle Blutdruck (MAP) von Hühnerembryonen an ED16 bis ED18 signifikant an. An ED17 und ED18 war zudem auch ein signifikanter Anstieg der Herzfrequenz (HR) zu beobachten. Vereinzelte Embryonen zeigten auch an ED15 Veränderungen in MAP und HR. Bei Embryonen jünger als ED15 wurde kein Anstieg von MAP oder HR beobachtet. Schnabelbewegungen nahmen nach dem mechanischen Reiz bei ED15- bis ED18-Embryonen im Vergleich zu der Berührung signifikant zu. In den ersten 30 Sekunden nach dem mechanischen Reiz nahmen auch die Bewegungen von Kopf, Ellbogen und Metatarsus bei ED18 signifikant zu. Von ED7 bis ED12 konnte kein physiologisches Elektroenzephalogramm (EEG) der Hühnerembryonen im Ei nachgewiesen werden. Ab ED13 konnte eine neuronale Hirnaktivität zuverlässig aufgezeichnet werden. Eine adäquate EEG-Reaktion auf den thermischen oder elektrischen Reiz konnte ab ED13 nicht verzeichnet werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass kardiovaskuläre Reaktionen auf einen mechanischen Reiz signifikant ab ED16 auftraten, bei Einzeltieren ab ED15. Ebenfalls wurde eine signifikante Verhaltensreaktion auf einen mechanischen Reiz bei ED15- bis ED18-Embryonen beobachtet. Die Fähigkeit zur Reizweiterleitung (Nozizeption) kann auf Basis der Ergebnisse an ED15 nicht ausgeschlossen und ab ED16 angenommen werden. Ab ED13 war eine physiologische elektrische neuronale Aktivität des Gehirns (EEG) messbar. Dies lässt zum einen die Schlussfolgerung zu, dass die Fähigkeit zur Reizweiterleitung (Nozizeption), bzw. die Fähigkeit, aversive Sinneserlebnisse als Schmerzen zu empfinden, ab diesem Zeitpunkt potentiell vorhanden ist. Andererseits zeigt es, dass bis inklusive ED12 die Verarbeitung eines noxischen Stimulus im Gehirn nicht möglich scheint. |
| Ergebnis (engl.): | Chick embryos from incubation day (Embryonic Day, ED) 7 to 19 were used in the present study. Embryonic Days (EDs) were defined such that the day of insertion was counted as ED0. All measurements were performed in ovo (in the egg). A noxious (actually or potentially tissue-damaging) stimulus (Pinch) and a control stimulus (Touch) were applied in randomized order. A mechanical stimulus was applied at the base of the beak as a noxious stimulus for the cardiovascular parameters and the behavioral observations. The response to the stimulus was compared to the response caused by a touch of the beak (control). As a second control group, the local anesthetic lidocaine was applied to the beak base at ED18 before the mechanical stimulus. Noxious stimuli (heat stimulus, electrical stimulus) using a Peltier element and stimulation electrodes were used for the electrophysiological parameters. Mean arterial blood pressure (MAP) and heart rate (HR) were recorded with an intra-arterial microcatheter. Chick embryo movements were recorded and evaluated using deep learning software (DeepLabCut) and a manual score. The electrical brain activity was measured with measuring electrodes in the area of the hyperpallium and the cerebellum. After the mechanical stimulus, the MAP of chick embryos increased significantly at ED16 to ED18. A significant increase in HR after the mechanical stimulus was also observed at ED17 and ED18. Injection of the local anesthetic lidocaine significantly reduced the MAP response to the mechanical stimulus in ED18 embryos. Individual embryos showed responses in MAP and HR at ED15. However, no significant differences were found between the reactions to the mechanical stimulus and Touch. No increase in MAP or HR was observed in embryos before ED15. In the behavioral observations, especially beak movements increased significantly after the mechanical stimulus in ED15 to ED18 embryos compared to Touch. In the first 30 seconds after the mechanical stimulus, the movements of head, elbows and metatarsus also increased significantly in ED18. On incubation days ED7 to ED12, no physiological electroencephalogram (EEG) of the chick embryos could be detected. From ED13, the physiological brain activity could be reliably recorded. An adequate EEG response to the thermal or electrical stimulus could not be recorded from ED13. In summary, significant cardiovascular responses to a mechanical stimulus were observed from ED16, in individual animals from ED15. A significant behavioral response to a mechanical stimulus was also observed in ED15 to ED18 embryos. Based on the results, the ability to transmit noxious stimuli (nociception) cannot be ruled out at ED15 and can be assumed from ED16 onward. A physiological neuronal activity of the brain was measurable from ED13. On the one hand, this allows the conclusion that the ability to transmit noxious stimuli (nociception) or the ability to perceive aversive sensory experiences as pain is potentially present from this point in time. On the other hand, it shows that up to and including ED12, it seems unlikely that the brain can process a noxious stimulus. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.06.2021 / Ende: 31.03.2023 |
| Ausf. Einrichtung: | Klinikum rechts der Isar der TUM Zentrum für Präklinische Forschung, München |
| Themenfelder: | Tierschutz, Tierwohl, animal welfare |
| Förderprogramme: | Entscheidungshilfebedarf |
| Schlagworte: | Tierzucht, animal breeding, Diagnostik, diagnostics, Prävention, Prevention, Geflügel, poultry, Eier, eggs |
| Förderkennzeichen: | 2821HS005 |
| Dokument zum Download: | Abschlussbericht.pdf (5,2 MB) |
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