Оглушение свиней углекислым газом вызывает экспрессию генов, связанных со страхом, в миндалине

Почему это важно для обращения с животными

Большинство людей, которые едят свинину, редко задумываются о том, что происходит в последние минуты жизни свиньи. Между тем способ приведения свиней в бессознательное состояние перед убоем сильно влияет на их благополучие. В этом исследовании задается на первый взгляд простой вопрос: вызывают ли разные газы для оглушения у свиней больше или меньше страха в глубине той части мозга, которая обрабатывает эмоции? Заглянув в активность тысяч генов в миндалине свиней, исследователи представляют новые биологические доказательства того, что некоторые распространенные практики, вероятно, вызывают больше страха, чем другие.

Разные газы — разные пути к потере сознания

В современных бойнях свиней необходимо сделать бессознательными перед убийством — либо при помощи электричества, подаваемого на голову, либо путем вдыхания специальных газовых смесей. Высококонцентрированный углекислый газ (CO2) широко используется, потому что он надежен и позволяет одновременно оглушать группы свиней. Однако свиньи, подвергающиеся действию CO2, часто задыхаются, гипервентиляются и пытаются убежать, что указывает на то, что они находят этот опыт крайне неприятным. В качестве альтернативы некоторые ученые и компании испытывают так называемые «инертные газы», такие как аргон и азот. Эти газы напрямую не активируют сенсоры организма, реагирующие на повышение уровня CO2, и свиньи кажутся спокойнее при их вдыхании, хотя они также теряют сознание из‑за нехватки кислорода. Это исследование было направлено на то, чтобы проверить, отражаются ли эти поведенческие признаки стресса в изменениях активности генов мозга, связанных со страхом и тревогой.

Прислушивание к эмоциональному центру мозга

Ученые сосредоточились на миндалине — небольшой, но ключевой области мозга, которая помогает обнаруживать опасность и порождать страх. Они работали с 27 свиньями с одной и той же фермы, которых оглушали на коммерческой бойне в одной из трех газовых условий: почти чистым аргоном, смесью азота и аргона или очень высоким содержанием CO2. Примерно через полчаса после убоя исследователи извлекли небольшой кусочек миндалины из каждого мозга. Из этой ткани они выделили РНК — молекулу, отражающую, какие гены в тот момент активно использовались клетками. С помощью высокопроизводительного секвенирования они прочитали активность тысяч генов и сравнили паттерны между свиньями, оглушенными CO2, и теми, кто оглушался инертными газами.

Что гены рассказали о страхе

CO2 оказал наибольшее влияние на активность генов в миндалине. При сравнении CO2 с аргоном или азотом команда обнаружила сотни генов с различным уровнем активности, в то время как аргоном и азотом вызывались гораздо более схожие паттерны экспрессии. Многие из генов, измененных под воздействием CO2, в предыдущих исследованиях связывались со страхом, тревогой и расстройствами настроения. В частности, гены, кодирующие два серотониновых рецептора, часто изучаемых при депрессии и тревоге у людей (в техническом обозначении рецепторы 5‑HT1A и 5‑HT2A), были понижены у свиней, оглушенных CO2, по сравнению с инертными газами. Ранние исследования на животных и людях связывали более низкую активность этих серотониновых систем с усиленной тревогой и паникообразными реакциями.

Тонкие различия в нейрохимии между типами газов

Помимо отдельных генов, исследователи применили статистические методы, чтобы увидеть, какие более широкие биологические пути были затронуты. Только сравнения с участием CO2 показали обогащение сигналинга, связанного с серотонином, что поддерживает идею о том, что воздействие CO2 специфически задействует мозговые цепи, отслеживающие кислотность и уровни CO2 как потенциальные угрозы. Они также обнаружили, что несколько транспортных белков — молекул, переносящих сигнальные вещества и питательные вещества через мембраны клеток — были более активны после оглушения CO2, образуя плотно связанную сеть взаимодействующих белков. В отличие от этого, аргоном и азотом вызывались более сдержанные изменения, и один ген, в предыдущих исследованиях связанный со снижением тревожности, оказался более активным у свиней, оглушенных аргоном, чем у тех, кого оглушали азотом или CO2. В совокупности эти закономерности указывают на то, что CO2 формирует характерную молекулярную «подпись» в миндалине, связанную с более выраженным страхом.

Что это значит для благополучия животных

Шаблоны активности генов не могут точно сказать, что каждая свинья сознательно испытывала во время оглушения, и они не заменяют прямое наблюдение за поведением. Но в сочетании с предыдущими работами, показывающими видимые признаки стресса при CO2, эти молекулярные данные усиливают аргумент в пользу того, что оглушение высоким содержанием CO2 более неприятно по сравнению с методами с инертными газами. Это исследование — первое, которое картирует полный набор активных генов в миндалине свиньи при разных газовых смесях, и выделяет конкретные гены, которые могли бы послужить биологическими маркерами страха. С практической точки зрения полученные данные поддерживают продолжающиеся усилия по улучшению или замене оглушения CO2 газовыми смесями, которые сохраняли бы свиней более спокойными, при этом обеспечивая быструю и гуманную потерю сознания.

Цитирование: 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

Ключевые слова: благополучие свиней, газы для оглушения, углекислый газ, миндалина, страх и тревога