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Untersuchung des Effekts von Zigarettenrauch auf den Gewichtsverlauf in der frü̈hen Schwangerschaft im Mausmodell
Untersuchung des Effekts von Zigarettenrauch auf den Gewichtsverlauf in der frü̈hen Schwangerschaft im Mausmodell
Tabakkonsum waehrend der Schwangerschaft schadet Mutter und Kind. Rauchen gilt als Risikofaktor diverser Schwangerschaftskomplikationen. Intrauterine Tabakrauchexposition ist mit fetaler Wachstumsrestriktion, einem daraus resultierenden niedrigen Geburtsgewicht, dem plotzlichen Kindstod, Asthma und Bronchitis im Kindesalter, neurokognitiven Defiziten und Lernbehinderungen assoziiert. Intrauterine Tabakrauchexposition hat einen nachhaltigen Effekt bis hinein ins junge Erwachsenenalter. Auch eine optimale Gewichtszunahme waehrend der Schwangerschaft ist ein bedeutender Faktor sowohl im Hinblick auf die kindliche wie auch die muetterliche Gesundheit. Tabakkonsum waehrend der Schwangerschaft, ein nicht- normwertiger prägravider BMI und inadaequate Gewichtszunahme sind assoziiert, interagieren und potenzieren sich hinsichtlich schwangerschafts-assoziierter Komplikationen und gesundheitlicher Folgen fuer das Ungeborene. Angesichts der immer noch hohen Praevalenz des Tabakkonsums unter Schwangeren und der gravierenden, teils generationenueberdauernden, gesundheitlichen Folgen fuer Mutter und Kind, der dahingehend nach wie vor limitierten Therapieoptionen, ist Forschung auf diesem Gebiet von enormer Wichtigkeit. Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen der Rauchexposition auf die Gewichtsentwicklung waehrend der Traechtigkeit im Mausmodell zu untersuchen. Anfangs sollte geklaert werden, inwiefern die Gewichtszunahme waehrend der Tragezeit die Situation in der Schwangerschaft wiederspiegelt. Bis dato gibt es keinen zuverlaessigen Prognosetest zum fruehestmoeglichen Nachweis der murinen Graviditaet. Deshalb liegt das Hauptaugenmerk dieser Arbeit auf der Fragestellung, ob und zu welchem Zeitpunkt sich anhand der Gewichtsentwicklung eine Traechtigkeit feststellen laesst. Ein solcher „Traechtigkeitstest“ soll als Basis einer effizienten und gezielten Forschungsplanung und –durchführung dienen. Zudem waere eine moeglichst fruehzeitige Ausgliederung nicht-traechtiger Tiere aus Versuchen im Sinne des Tierschutzes. Eine Effizienzsteigerung bedenkend, wurden ferner Einflussfaktoren auf die Wahrscheinlichkeit des Eintretens einer Traechtigkeit untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden Daten von 580 weiblichen Balb/c-Maeusen ausgewertet; die Versuche wurden zwischen Maerz 2013 und Januar 2014 durchgefuehrt. Nach Zulieferung und einer einwoechigen Akklimatisierungsphase wurden je ein Maennchen und ein Weibchen in Verpaarung gesetzt; 67 Weibchen wurden traechtig. Ab Tag E2.5 wurden 291 Tiere taeglich Tabakrauch exponiert; eine nicht-exponierte Kontrollgruppe umfasste 289 Tiere. Das Gewicht der Weibchen wurde waehrend des Versuchszeitraumes taeglich erfasst. Mit Hilfe deskriptiver Statistik erfolgte die erste Beschreibung der Stichprobe. Mittelwert- bzw. Lageunterschiede wurden fuer zwei unabhaengige Stichproben mit Hilfe des t-Tests bzw. des Mann-Whitney-U-Tests erfasst; fuer Vergleiche von mehr als zwei unverbundenen Stichproben, wurde die einfaktorielle ANOVA bzw. der Kruskal-Wallis-Test verwendet. Mittels Chi2-Test und „Fishers exaktem Test“ wurden qualitative Variablen auf Unabhaengigkeit getestet. Der Effekt der Rauchexposition auf die Gewichtsentwicklung, wurde durch Berechnung linearer Regressionsmodelle quantifiziert. Zur Prognose des Traechtigkeitsstaus wurden logistische Regressionsmodelle gerechnet. Das Signifikanzniveau wurde auf 5 Prozent festgesetzt. Bereits einen Tag nach Beginn der Rauchexposition wogen nicht-traechtige CS-Mäuse signifikant weniger als Tiere der Kontrollgruppe; dieser Effekt war bis einschließlich des Versuchsendes zu beobachten. Die Kontrollgruppe nahm an Gewicht zu. Ab dem zweiten Tag nach Expositionsbeginn wogen traechtige CS-Maeuse signifikant weniger als traechtige Kontrolltiere; traechtige CS-Maeuse nahmen kontinuierlich je Trimester annaehernd ein Gramm weniger an Gewicht zu als die Kontrollgruppe. Traechtige Tiere wogen zum Verpaarungszeitpunkt signifikant mehr als nicht-traechtige Tiere. Die Guete der logistischen Regressionsmodelle, welche die Wahrscheinlichkeit des Eintretens einer Traechtigkeit auf Basis des Ausgangsgewichtes vorhersagen sollten, erwies sich als unzureichend. Insgesamt wurden 11,6% der 580 Tiere traechtig. Es konnten, in Abhaengigkeit von der Verpaarungsgruppe, Traechtigkeitsraten zwischen 0 und 25 Prozent beobachtet werden. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Zugehoerigkeit zu einer bestimmten Verpaarungsgruppe und dem Traechtigkeitsstatus konnte nachgewiesen werden. Die mittleren Gewichte zum Verpaarungszeitpunkt (E0) unterschieden sich signifikant zwischen den V erpaarungsgruppen. Die Prognose des Traechtigkeitsstatus ist ab Tag E8.5 moeglich; signifikante Regressionskoeffizienten koennen zur Berechnung der Traechtigkeitswahrscheinlichkeit verwendet werden. Die Gewichtsveraenderung hat zu allen Zeitpunkten (außer E2.5) einen signifikanten Effekt auf die Chance einer Traechtigkeit. Ab dem Zeitpunkt E6.5 hat die Tabakrauchexposition einen signifikanten Einfluss auf die Chance einer Traechtigkeit. Dabei ist die Guete der Modelle mit Einbeziehung des Expositionseffekts besser, verglichen mit derjenigen der Modelle ohne Beruecksichtigung der Exposition. Die Effekte der Tabakrauchexposition auf die humane Gewichtsentwicklung konnte sowohl fuer die nicht-gravide Konstitution als auch fuer die Schwangerschaft im Balb/c-Mausmodell modelliert werden. Ergebnisse dieser Arbeit werden durch andere Studien an Tiermodellen bestaetigt; soweit der Verfasserin bekannt, sind in der Literatur bisher keine Studien zur Gewichtsentwicklung im Mausmodell (im Allgemeinen und waehrend der Traechtigkeit) mit derart hohen Fallzahlen beschrieben. Unregelmaeßigkeiten des murinen Reproduktionszyklus sind als Ursache unterschiedlich hoher Traechtigkeitsraten zu diskutieren. Zyklischen Gewichtsschwankungen stehen als Grund unterschiedlich hoher Ausgangsgewichte zur Debatte. Sowohl Unregelmaeßigkeiten des murinen Reproduktionszyklus als auch zyklusabhaengige Gewichtsveraenderungen koennten auf saisonale Einfluesse zurueckgefuehrt werden. Die Entwicklung eines Modells, mit dem Ziel den Traechtigkeitsstatus - basierend auf der Gewichtsveraenderung und unter Beruecksichtigung der Tabakrauchexposition - zu prognostizieren, ist gelungen. Eine sichere Vorhersage anhand dieser Modelle ist ab Tag E8.5 moeglich.
intrauterine cigarette smoke exposure, cigarette smoke exposure, weight gain, pregnancy, mouse, mice
Fauth, Maria Theresa
2018
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Fauth, Maria Theresa (2018): Untersuchung des Effekts von Zigarettenrauch auf den Gewichtsverlauf in der frü̈hen Schwangerschaft im Mausmodell. Dissertation, LMU München: Faculty of Medicine
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Abstract

Tabakkonsum waehrend der Schwangerschaft schadet Mutter und Kind. Rauchen gilt als Risikofaktor diverser Schwangerschaftskomplikationen. Intrauterine Tabakrauchexposition ist mit fetaler Wachstumsrestriktion, einem daraus resultierenden niedrigen Geburtsgewicht, dem plotzlichen Kindstod, Asthma und Bronchitis im Kindesalter, neurokognitiven Defiziten und Lernbehinderungen assoziiert. Intrauterine Tabakrauchexposition hat einen nachhaltigen Effekt bis hinein ins junge Erwachsenenalter. Auch eine optimale Gewichtszunahme waehrend der Schwangerschaft ist ein bedeutender Faktor sowohl im Hinblick auf die kindliche wie auch die muetterliche Gesundheit. Tabakkonsum waehrend der Schwangerschaft, ein nicht- normwertiger prägravider BMI und inadaequate Gewichtszunahme sind assoziiert, interagieren und potenzieren sich hinsichtlich schwangerschafts-assoziierter Komplikationen und gesundheitlicher Folgen fuer das Ungeborene. Angesichts der immer noch hohen Praevalenz des Tabakkonsums unter Schwangeren und der gravierenden, teils generationenueberdauernden, gesundheitlichen Folgen fuer Mutter und Kind, der dahingehend nach wie vor limitierten Therapieoptionen, ist Forschung auf diesem Gebiet von enormer Wichtigkeit. Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen der Rauchexposition auf die Gewichtsentwicklung waehrend der Traechtigkeit im Mausmodell zu untersuchen. Anfangs sollte geklaert werden, inwiefern die Gewichtszunahme waehrend der Tragezeit die Situation in der Schwangerschaft wiederspiegelt. Bis dato gibt es keinen zuverlaessigen Prognosetest zum fruehestmoeglichen Nachweis der murinen Graviditaet. Deshalb liegt das Hauptaugenmerk dieser Arbeit auf der Fragestellung, ob und zu welchem Zeitpunkt sich anhand der Gewichtsentwicklung eine Traechtigkeit feststellen laesst. Ein solcher „Traechtigkeitstest“ soll als Basis einer effizienten und gezielten Forschungsplanung und –durchführung dienen. Zudem waere eine moeglichst fruehzeitige Ausgliederung nicht-traechtiger Tiere aus Versuchen im Sinne des Tierschutzes. Eine Effizienzsteigerung bedenkend, wurden ferner Einflussfaktoren auf die Wahrscheinlichkeit des Eintretens einer Traechtigkeit untersucht. Im Rahmen dieser Studie wurden Daten von 580 weiblichen Balb/c-Maeusen ausgewertet; die Versuche wurden zwischen Maerz 2013 und Januar 2014 durchgefuehrt. Nach Zulieferung und einer einwoechigen Akklimatisierungsphase wurden je ein Maennchen und ein Weibchen in Verpaarung gesetzt; 67 Weibchen wurden traechtig. Ab Tag E2.5 wurden 291 Tiere taeglich Tabakrauch exponiert; eine nicht-exponierte Kontrollgruppe umfasste 289 Tiere. Das Gewicht der Weibchen wurde waehrend des Versuchszeitraumes taeglich erfasst. Mit Hilfe deskriptiver Statistik erfolgte die erste Beschreibung der Stichprobe. Mittelwert- bzw. Lageunterschiede wurden fuer zwei unabhaengige Stichproben mit Hilfe des t-Tests bzw. des Mann-Whitney-U-Tests erfasst; fuer Vergleiche von mehr als zwei unverbundenen Stichproben, wurde die einfaktorielle ANOVA bzw. der Kruskal-Wallis-Test verwendet. Mittels Chi2-Test und „Fishers exaktem Test“ wurden qualitative Variablen auf Unabhaengigkeit getestet. Der Effekt der Rauchexposition auf die Gewichtsentwicklung, wurde durch Berechnung linearer Regressionsmodelle quantifiziert. Zur Prognose des Traechtigkeitsstaus wurden logistische Regressionsmodelle gerechnet. Das Signifikanzniveau wurde auf 5 Prozent festgesetzt. Bereits einen Tag nach Beginn der Rauchexposition wogen nicht-traechtige CS-Mäuse signifikant weniger als Tiere der Kontrollgruppe; dieser Effekt war bis einschließlich des Versuchsendes zu beobachten. Die Kontrollgruppe nahm an Gewicht zu. Ab dem zweiten Tag nach Expositionsbeginn wogen traechtige CS-Maeuse signifikant weniger als traechtige Kontrolltiere; traechtige CS-Maeuse nahmen kontinuierlich je Trimester annaehernd ein Gramm weniger an Gewicht zu als die Kontrollgruppe. Traechtige Tiere wogen zum Verpaarungszeitpunkt signifikant mehr als nicht-traechtige Tiere. Die Guete der logistischen Regressionsmodelle, welche die Wahrscheinlichkeit des Eintretens einer Traechtigkeit auf Basis des Ausgangsgewichtes vorhersagen sollten, erwies sich als unzureichend. Insgesamt wurden 11,6% der 580 Tiere traechtig. Es konnten, in Abhaengigkeit von der Verpaarungsgruppe, Traechtigkeitsraten zwischen 0 und 25 Prozent beobachtet werden. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Zugehoerigkeit zu einer bestimmten Verpaarungsgruppe und dem Traechtigkeitsstatus konnte nachgewiesen werden. Die mittleren Gewichte zum Verpaarungszeitpunkt (E0) unterschieden sich signifikant zwischen den V erpaarungsgruppen. Die Prognose des Traechtigkeitsstatus ist ab Tag E8.5 moeglich; signifikante Regressionskoeffizienten koennen zur Berechnung der Traechtigkeitswahrscheinlichkeit verwendet werden. Die Gewichtsveraenderung hat zu allen Zeitpunkten (außer E2.5) einen signifikanten Effekt auf die Chance einer Traechtigkeit. Ab dem Zeitpunkt E6.5 hat die Tabakrauchexposition einen signifikanten Einfluss auf die Chance einer Traechtigkeit. Dabei ist die Guete der Modelle mit Einbeziehung des Expositionseffekts besser, verglichen mit derjenigen der Modelle ohne Beruecksichtigung der Exposition. Die Effekte der Tabakrauchexposition auf die humane Gewichtsentwicklung konnte sowohl fuer die nicht-gravide Konstitution als auch fuer die Schwangerschaft im Balb/c-Mausmodell modelliert werden. Ergebnisse dieser Arbeit werden durch andere Studien an Tiermodellen bestaetigt; soweit der Verfasserin bekannt, sind in der Literatur bisher keine Studien zur Gewichtsentwicklung im Mausmodell (im Allgemeinen und waehrend der Traechtigkeit) mit derart hohen Fallzahlen beschrieben. Unregelmaeßigkeiten des murinen Reproduktionszyklus sind als Ursache unterschiedlich hoher Traechtigkeitsraten zu diskutieren. Zyklischen Gewichtsschwankungen stehen als Grund unterschiedlich hoher Ausgangsgewichte zur Debatte. Sowohl Unregelmaeßigkeiten des murinen Reproduktionszyklus als auch zyklusabhaengige Gewichtsveraenderungen koennten auf saisonale Einfluesse zurueckgefuehrt werden. Die Entwicklung eines Modells, mit dem Ziel den Traechtigkeitsstatus - basierend auf der Gewichtsveraenderung und unter Beruecksichtigung der Tabakrauchexposition - zu prognostizieren, ist gelungen. Eine sichere Vorhersage anhand dieser Modelle ist ab Tag E8.5 moeglich.