Xiao, Yunjuan, Xin Niu, Xueting Jiao, Liangping Lin, Haitao Shi, Meiling Hong & Li Ding (2025): Mechanism of Ammonia-Induced Brain Damage in Chinese Striped-Necked Turtle (Mauremys sinensis). – Integrative Zoology: Online ahead of print.
Mechanismus der durch Ammoniak verursachten Hirnschädigung bei der Chinesischen Streifenschildkröte (Mauremys sinensis).
DOI: 10.1111/1749-4877.12997 ➚
Mauremys sinensis,
© Hans-Jürgen Bidmon
Der gesellschaftliche Fortschritt und die zunehmende Abfallentsorgung haben zu einer zunehmenden Ammoniakverschmutzung in aquatischen Ökosystemen geführt, die eine Gefahr für die aquatische Fauna, insbesondere für Schildkröten, darstellt, da sie deren neurologische Funktionen beeinträchtigt. Um die Wirkung von Ammoniak auf die Gehirne von Schildkröten zu untersuchen, setzten wir chinesische Streifenhalsschildkröten (Mauremys sinensis) unterschiedlichen Ammoniak-Konzentrationen (CK, Kontrolle; A1, 0,790 mg/L NH3; A2, 1,418 mg/L NH3) für die Dauer von 24 und 48 Stunden aus. Unsere Daten zeigen, dass die Ammoniak-Exposition die Glutamat-Konzentration und die Glutamat-Rezeptor-mRNA-Expression in den Gehirnen der Schildkröten deutlich erhöhte, während gleichzeitig die Glutamat-Transporter-Expression abnahm. Diese Veränderungen führten zu einem Anstieg des Liquorgehalts, des Na+-K+-Cl- Cotransporters 1 (NKCC1) und der Matrixmetalloproteinasen. Der Rückgang der Tight-Junction-Proteine und des Caveolin1-Spiegels kann zu einer Ruptur der Blut-Hirn-Schranke und einem nachfolgenden Hirnödem führen.
Die gestörte Blut-Hirn-Schranke und das Ödem führten zu erhöhten Kalziumspiegeln und einer verminderten Funktion bestimmter ATPasen. Die Genexpression im Zusammenhang mit der Kalziumhomöostase nahm zu, was auf ein Ungleichgewicht hindeutet. Mit zunehmender Expositionszeit und Ammoniakkonzentration begannen die TUNEL-gefärbten positiven Zellen zu erscheinen. Zusammengenommen führen erhöhte Ammoniakkonzentrationen zu einer Glutamatakkumulation, die die Blut-Hirn-Schranke beeinträchtigt und zu einem Hirnödem führt. Dadurch wird die Kalziumhomöostase beeinträchtigt, was letztlich zum Zelltod führt. Diese Arbeit liefert wichtige Erkenntnisse über die Toxizität von Ammoniak für Wasserschildkröten und erweitert damit unser Verständnis der Stressphysiologie bei diesen Arten. Sie unterstreicht die Notwendigkeit, aquatische Ökosysteme vor Ammoniakverunreinigungen zu schützen, um die Gesundheit und das Überleben von Schildkröten und anderen Wasserbewohnern zu gewährleisten.
Kommentar von H.-J. Bidmon
Hier werden die physiologischen und zum Tode führenden Veränderungen beschrieben. Dabei sind die Symptome jenen, die bei einer starken Gelbsucht und Leberversagen beim Menschen sehr ähnlich sind. Ja und letztendlich weist die Studie darauf hin, bei der Haltung darauf zu achten, dass bei einer proteinreichen Ernährung häufigere Wasserwechsel notwendig werden. Allerdings zeigen sich auch schon frühere, meist schleichende, einhergehende Anzeichen. Siehe dazu auch: Martínez-Silvestre et al. (2017) und den dortigen Kommentar.
Literatur
Martínez-Silvestre, A., I. Verdaguer, F. Vidal, L. Fortuno, M. A. Franch, J. Soler & R. Velarde (2017): High Mortality Associated with Thyroid Hyperplasia in European Pond Turtles, Emys orbicularis (Linnaeus,1758) (Emydidae) in a Breeding Facility at the Ebro Delta, NE Spain. – Acta Zoologica Bulgarica 69: 85-89 oder Abstract-Archiv.
Galerien
Mauremys sinensis – Chinesische Streifenschildkröte