Soziale Belastung während der Trächtigkeit bei Long-Evans Laborratten (Rattus norvegicus) und ihre Effekte auf die Reproduktion sowie die Physiologie, das Verhalten und die Reproduktion ihrer Nachkommen

Social stress during pregnancy in Long-Evans laboratory rats (Rattus norvegicus) and its effects on reproduction as well as its effects on the physiology, the behaviour and the reproduction of offspring.

Im Rahmen dieser Studie wurde untersucht, ob und wie sich chronische soziale Belastung während der Trächtigkeit (maternaler Stress) bei Long-Evans Laborratten auf die Reproduktion der Parentalgeneration (F0-Weibchen) selbst, sowie auf die Reproduktion, das Verhalten und die Physiologie ihrer pränatal gestressten Nachkommen (F1-Generation) auswirkt (pränataler Stress). Hierbei galt das Hauptaugenmerk der Untersuchung dem Einfluss pränataler Belastung auf Verhalten und Physiologie, insbesondere auIm Rahmen dieser Studie wurde untersucht, ob und wie sich chronische soziale Belastung während der Trächtigkeit (maternaler Stress) bei Long-Evans Laborratten auf die Reproduktion der Parentalgeneration (F0-Weibchen) selbst, sowie auf die Reproduktion, das Verhalten und die Physiologie ihrer pränatal gestressten Nachkommen (F1-Generation) auswirkt (pränataler Stress). Hierbei galt das Hauptaugenmerk der Untersuchung dem Einfluss pränataler Belastung auf Verhalten und Physiologie, insbesondere auf das Immunsystem adulter männlicher Nachkommen. Induziert wurde die maternale Belastung durch wiederholte Konfrontation trächtiger F0-Weibchen mit weiblichen Artgenossen im so genannten Resident-Intruder Modell. Die vorliegende Studie zeigte auf maternaler Ebene einen deutlichen Einfluss chronischer sozialer Belastung auf die Reproduktion der F0-Weibchen, obwohl es sich um einen eher milden Stressor handelte. Die maternale Belastung resultierte in einer Verminderung der Nachkommenzahl, spiegelte sich jedoch nicht in einem verminderten Geburtsgewicht der Jungtiere wider. Jedoch zeigte sich während der frühen Entwicklungsphase bis zum Zeitpunkt der Entwöhnung eine stärkere Zunahme an Körpermasse bei Nachkommen gestresster F0-Weibchen (PS-Nachkommen) als bei Nachkommen unbelasteter F0-Weibchen (PC-Nachkommen). Diese Veränderungen der Reproduktion gestresster F0-Weibchen deuten auf eine adaptive reproduktive Strategie hin. Die Untersuchung der Reproduktion der F1-Generation zeigte zwar keinen Effekt pränataler Belastung auf die Nachkommenzahl, jedoch lag das Geburtsgewicht der Nachkommen von PS-Weibchen höher als das der entsprechenden Kontrollen. Zudem deutete die größere Varianz der Wurfzeitpunkte innerhalb des Hell-Dunkel-Rhythmus bei PS-Weibchen auf eine Verschiebung ihrer tagesrhythmischen Aktivität hin. Somit waren Effekte pränataler Belastung auf die Reproduktion der F1-Generation ersichtlich, fielen jedoch weniger deutlich aus, als die Effekte maternaler Belastung auf die F0-Generation. Unterschiede zwischen beiden Gruppen männlicher F1-Nachkommen zeigten sich sowohl auf ethologischer und physiologischer Ebene. So konnten PS-Männchen in ihrem Verhalten in neuen Umweltsituationen als aktiver und weniger ängstlich charakterisiert werden (elevated plus maze und open-field Test). Weiterhin konnte im Blutserum der PS-Männchen eine geringere Konzentration des Stresshormons Corticosteron, sowohl unter standardisierten Haltungsbedingungen wie unter Belastung (ACTH challenge), festgestellt werden. Dieser Befund deutet auf eine geringere Aktivierung des adrenocorticalen Systems bei PS-Männchen hin. Diese eher als positiv zu erachtenden Effekte pränatalen Stresses wurden auf immunologischer Ebene nicht bestätigt. Bei PS-Männchen zeigte sich eine verminderte Anzahl und Funktionalität immunrelevanter Zellen im Blut, speziell der T-Helferzellen. Dies gilt sowohl für die Ausgangswerte, als auch für die nach wiederholter Konfrontation ermittelten Werte. Zudem konnte ein verändertes Reaktionsmuster der Zellen des Immunsystems bei PS-Männchen während wiederholter sozialer Konfrontation festgestellt werden. Die Befunde der Untersuchungen an adulten Nachkommen legen dauerhafte Effekte der pränatalen Belastung auf die Tiere nahe.show moreshow less
This study investigated the question as to whether and how chronic social stress during pregnancy (maternal stress) in Long-Evans laboratory rats affects reproduction of the maternal generation itself (F0 females) as well as the reproduction, the behaviour and the physiology of the prenatally stressed offspring (F1 generation). The main focus of this study was to investigate the impact of prenatal stress on behaviour and physiology, especially on the immune system, of the adult male progeny. MatThis study investigated the question as to whether and how chronic social stress during pregnancy (maternal stress) in Long-Evans laboratory rats affects reproduction of the maternal generation itself (F0 females) as well as the reproduction, the behaviour and the physiology of the prenatally stressed offspring (F1 generation). The main focus of this study was to investigate the impact of prenatal stress on behaviour and physiology, especially on the immune system, of the adult male progeny. Maternal stress was induced by repeated confrontations of pregnant F0 females with female conspecifics using the so called resident-intruder model. On the maternal level it could be shown that chronic social maternal stress had a great impact on F0 females’ reproduction, even though the stressor could be considered as a mild one. Maternal stress lowered offspring number compared to unstressed control F0 females. Thereby, the lower litter sizes of stressed F0 females were not accompanied with reduced offspring birth weights. However, during the early juvenile phase until the point of weaning, descendants of stressed F0 females (PS animals) gained more body mass than descendants of control F0 females (PC animals). These changes in stressed F0 female reproduction suggest an adaptive reproductive strategy. The investigation of F1 generation’s reproduction did not show an effect of prenatal stress on offspring number, but birth weights of descendants from PS females were higher than in descendants of PC females. Furthermore the greater variance in parturition events in PS females within the light/dark cycle indicated a shift in circadian activity. In conclusion, chronic social stress during pregnancy affected the reproduction of the parental generation (F0 females) and, to a lesser degree, also of the F1 generation. The investigation of male F1 generation offspring revealed differences in the behaviour as well as in physiology. PS males could be characterized as being more active and less anxious in novel environments (elevated plus-maze and open-field). Further, PS males had lower concentrations of the stress hormone corticosterone in their blood than PC males – both under standard housing conditions as well as after ACTH challenge. This result suggests a lower activation of the adrenocortical system in PS-males. These comparatively positive effects of prenatal stress could, however, not be confirmed by immunological data. With respect to basal values PS males showed a lowered number and function of blood immune cells, especially of the T helper cell subpopulation. These differences between PS and PC males also became evident in social confrontations with conspecifics. Moreover, blood immune cells of PS males showed a differing reaction pattern to repeated social confrontation compared to PC males. These findings suggest enduring effects of prenatal stress on adult males.show moreshow less

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Metadaten
Institutes:Biologie
Author: Alexander Götz
Advisor: PD Dr. Volker Stefanski
Granting Institution:Universität Bayreuth,Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Date of final exam:15.11.2007
Year of Completion:2007
SWD-Keyword:Corticosteron; Immunsystem; Ratte; Reproduktion; Sozialer Stress
Tag:Long-Evans Laborratte; pränataler Stress; Ängstlichkeitsverhalten
Long-Evans rat; behaviour and physiology; prenatal stress; reproduction; social stress
Dewey Decimal Classification:570 Biowissenschaften; Biologie
URN:urn:nbn:de:bvb:703-opus-3820
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):22.01.2008