The three ryanodine receptor 1 gene variants (NN: homozygous normal, Nn: heterozygous, nn: homozygous defective) and the degree of Hampshire origin (0 %, 25 %, 50 %) serve as model for the investigation of the in vivo glycogen muscle metabolism in 27 pigs. The pigs originate from 4 different cross-breeding lines with an age varying between 41 and 58 days and a body weight between 7.3 and 19 kg. 13 C nuclear magnetic resonance spectroscopy was applied non-invasively in vivo and in a few pigs also post mortem to study the metabolic processes in the biceps femoris muscle after halothane exposure. In contrast to no visible effects of the halothane challenge test, the heterozygous defective allele carriers showed a drastic reduction in the level of glycogen (57 %) coupled with an increase in body temperature (1.36 °C). Overall, these changes were intermediate compared to the dramatic response in the homozygous nn genotype and to the very slow processes in NN, considering that the drastic glycogen depletion in the heterozygous genotype occurred after a rather long time of halothane exposure ( >20 min). In addition, pigs with the highest degree of Hampshire origin (50% RNallele frequency: ~31.5 %) showed the slowest glycogen depletion compared to pigs with a lower degree of Hampshire origin (0 or 25 %).
ZusammenfassungTitel der Arbeit: 13 C Magnetresonanz-Spektroskopie -Eine nicht-invasive In-vivo-Methode zur Messung des Muskel-Glykogen-Stoffwechsels in Schweinen verschiedener Genotypen Die drei Ryanodin-Rezeptor-1-Genvarianten (NN: homozygot normal, Nn: heterozygot und nn: homozygote Defektallelträger) sowie der Hampshire-Genanteil (0 %, 25 %, 50 %) dienen als Modell für die Untersuchung des Glykogen-Muskelstoffwechsels in vivo bei 27 Schweinen. Die Tiere stammen aus 4 verschiedenen Kreuzungslinien mit einem Alter zwischen 41 und 58 Tagen sowie einem Körpergewicht zwischen 7,3 und 19 kg. Ein 13 C-Magnetresonanz-Spektroskopie-Experiment wurde nicht-invasiv in vivo und bei einigen Tieren post mortem durchgeführt, um Stoffwechselvorgänge im M. biceps femoris nach Stressauslösung mittels Halothan untersuchen zu können. Im Gegensatz zu den in der Regel nicht sichtbaren Auswirkungen nach dem Halothanmasken-Test zeigten die heterozygoten RyR1-Defektallel-Träger einen drastischen Abfall des Glykogenniveaus (57 %) bei gleichzeitigem Anstieg der Körpertemperatur (1,36 °C). Generell lagen die heterozygoten Tiere mit dieser Reaktion in der Mitte zwischen den beiden homozygoten Genotypen, da der drastische Rückgang der Glykogenkonzentration erst nach einer relativ langen Halothangabe (>20 Minuten) erfolgte. Im Vergleich wies der homozygote RyR1-normale Genotyp einen sehr langsamen Glykogenabbau auf, während in den homozygoten RyR1-Defektallelträgern ein sehr schneller Glykogenabbau vonstatten ging. Schweine mit einem hohen Hampshire-Genanteil (50 % RN --Allelfrequenz: ~31.5 %) zeigen hingegen im Vergleich zu Tieren mit einem geringeren Hampshire-Genanteil (0 %, 25 %) den langsamsten Glykogenabbau.