Die Betäubung von Schweinen mit Kohlendioxid induziert die Expression von angstassoziierten Genen in der Amygdala

Warum das wichtig ist für den Umgang mit Tieren

Die meisten Menschen, die Schweinefleisch essen, denken selten darüber nach, was in den letzten Minuten im Leben eines Schweins passiert. Wie Schweine jedoch vor der Schlachtung bewusstlos gemacht werden, hat einen großen Einfluss auf ihr Wohlbefinden. Diese Studie stellt eine auf den ersten Blick einfache Frage: Lösen verschiedene Betäubungsgase tief im Hirn, in dem Emotionen verarbeitet werden, unterschiedliches Ausmaß an Angst aus? Indem die Forschenden die Aktivität von Tausenden von Genen in der Amygdala der Schweine untersuchen, liefern sie neue biologische Hinweise, dass gängige Praktiken vermutlich unterschiedlich viel Furcht verursachen.

Verschiedene Gase, verschiedene Wege zur Bewusstlosigkeit

In modernen Schlachthöfen müssen Schweine vor der Tötung bewusstlos gemacht werden, entweder durch elektrischen Strom am Kopf oder durch das Einatmen spezieller Gasgemische. Kohlendioxid (CO2) in hoher Konzentration wird häufig verwendet, weil es zuverlässig ist und erlaubt, Gruppen von Schweinen gleichzeitig zu betäuben. Schweine, die CO2 ausgesetzt sind, keuchen jedoch oft, hyperventilieren und versuchen zu fliehen, was darauf hindeutet, dass sie die Erfahrung als sehr unangenehm empfinden. Als Alternative testen einige Forschende und Unternehmen sogenannte „inert Gase“ wie Argon und Stickstoff. Diese Gase aktivieren nicht direkt die körpereigenen Sensoren für steigende CO2-Werte, und Schweine wirken beim Einatmen ruhiger, obwohl sie durch Sauerstoffmangel ebenfalls das Bewusstsein verlieren. Diese Studie wollte herausfinden, ob diese Verhaltensanzeichen von Stress sich auch in Veränderungen der Genaktivität im Gehirn widerspiegeln, die mit Furcht und Angst verbunden sind.

In das emotionale Zentrum des Gehirns hören

Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf die Amygdala, eine kleine, aber entscheidende Hirnregion, die hilft, Gefahr zu erkennen und Furcht auszulösen. Sie arbeiteten mit 27 Schweinen derselben Farm, die in einem kommerziellen Schlachthof mit einer von drei Gasbedingungen betäubt worden waren: nahezu reines Argon, ein Stickstoff–Argon-Gemisch oder sehr hohes CO2. Etwa eine halbe Stunde nach der Schlachtung entnahmen die Forschenden aus jedem Gehirn ein kleines Stück der Amygdala. Aus diesem Gewebe isolierten sie RNA, das Molekül, das widerspiegelt, welche Gene zu diesem Zeitpunkt aktiv von den Zellen genutzt wurden. Mithilfe von Hochdurchsatzsequenzierung lasen sie die Aktivität von Tausenden von Genen aus und verglichen die Muster zwischen Schweinen, die mit CO2 betäubt worden waren, und solchen, die inert Gase erhalten hatten.

Was die Gene über Furcht verrieten

CO2 hatte den stärksten Einfluss auf die Genaktivität in der Amygdala. Beim Vergleich von CO2 mit Argon oder Stickstoff fanden sie Hunderte von Genen mit unterschiedlichen Aktivitätsniveaus, während Argon und Stickstoff untereinander deutlich ähnlichere Genmuster erzeugten. Viele der durch CO2 veränderten Gene wurden in früheren Arbeiten mit Furcht, Angst und affektiven Störungen in Verbindung gebracht. Insbesondere waren Gene, die zwei Serotoninrezeptoren kodieren — häufig in Studien zu menschlicher Depression und Angst untersucht (technisch als 5-HT1A- und 5-HT2A-Rezeptoren bezeichnet) — bei mit CO2 betäubten Schweinen im Vergleich zu inert Gasen herunterreguliert. Frühere Tier- und Humanstudien haben eine geringere Aktivität dieser serotonergen Systeme mit stärkeren Angst- und panikähnlichen Reaktionen verknüpft.

Feine Unterschiede der Hirnchemie zwischen den Gasarten

Über einzelne Gene hinaus nutzten die Forschenden statistische Werkzeuge, um zu sehen, welche breiteren biologischen Signalwege betroffen waren. Nur die Vergleiche, die CO2 einschlossen, zeigten eine Anreicherung serotonerge Signalwege, was die Idee stützt, dass CO2-Exposition spezifisch Hirnschaltkreise anspricht, die Säurewert und CO2-Spiegel als potenzielle Bedrohungen überwachen. Sie fanden außerdem, dass mehrere Transporterproteine — Moleküle, die Signalmoleküle und Nährstoffe über Zellmembranen transportieren — nach CO2-Betäubung stärker aktiv waren und ein eng verknüpftes Netzwerk interagierender Proteine bildeten. Im Gegensatz dazu bewirkten Argon und Stickstoff eher abgeschwächte Veränderungen, und ein Gen, das in früheren Studien mit verringerter Angst in Verbindung gebracht wurde, war in mit Argon betäubten Schweinen aktiver als in denen, die mit Stickstoff oder CO2 betäubt worden waren. Zusammen deuten diese Muster darauf hin, dass CO2 ein ausgeprägtes, stärker mit Furcht assoziiertes molekulares „Signatur“-Profil in der Amygdala hervorruft.

Was das für das Tierwohl bedeutet

Die Muster der Genaktivität können nicht exakt sagen, was jedes Schwein während der Betäubung bewusst empfand, und sie ersetzen nicht die direkte Verhaltensbeobachtung. In Verbindung mit früheren Arbeiten, die sichtbare Stressanzeichen unter CO2 zeigen, stärken diese molekularen Daten jedoch die Argumentation, dass die Betäubung mit hohem CO2 aversiver ist als Methoden mit inertem Gas. Diese Studie ist die erste, die das vollständige Aktivitätsprofil der Gene in der Schweineamygdala unter verschiedenen Gasgemischen abbildet, und sie hebt spezifische Gene hervor, die als biologische Marker von Furcht dienen könnten. Praktisch unterstützen die Befunde laufende Bemühungen, CO2-Betäubung zu verfeinern oder durch Gasgemische zu ersetzen, die Schweine ruhiger halten und gleichzeitig sicherstellen, dass sie schnell und human das Bewusstsein verlieren.

Zitation: Gelhausen, J., Paul, NF., Knöll, J. et al. Carbon dioxide stunning of pigs induces the expression of fear-associated genes in the amygdala. Sci Rep 16, 14416 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-51710-9

Schlüsselwörter: Schweinewohlbefinden, Betäubungsgase, Kohlendioxid, Amygdala, Furcht und Angst