Messung der maximalen und Standard-Stoffwechselraten mit Hilfe der Intervallstrom-Respirometrie: eine studentische Laboruntersuchung des aeroben Stoffwechsels und der Umgebungshypoxie bei Wasseratmern

Aug 16, 2021
admin

Die Stoffwechselrate ist eines der am häufigsten gemessenen physiologischen Merkmale bei Tieren und kann sowohl durch endogene (z. B. Körpergewicht) als auch durch exogene Faktoren (z. B. Sauerstoffverfügbarkeit und Temperatur) beeinflusst werden.z. B. Körpermasse) als auch von exogenen Faktoren (z. B. Sauerstoffverfügbarkeit und Temperatur) beeinflusst werden. Der Standard-Stoffwechsel (SMR) und der maximale Stoffwechsel (MMR) sind zwei grundlegende physiologische Variablen, die die Unter- und Obergrenze des aeroben Energiestoffwechsels darstellen. Die gesamte verfügbare Energiemenge zwischen diesen beiden Variablen bildet den aeroben Stoffwechselbereich (AMS). Hier wird eine Laborübung für einen Grundkurs in Physiologie vorgestellt, in der die geeigneten Datenerfassungsmethoden und Berechnungen zur Messung der Sauerstoffverbrauchsrate bei Regenbogenforellen (Oncorhynchus mykiss) erläutert werden. Konkret wird in der Unterrichtsübung die intermittierende Flussatmung zur Messung der SMR und MMR eingesetzt, die AMS aus den Messungen abgeleitet und gezeigt, wie die AMS durch den Umgebungssauerstoff beeinflusst wird. Die Ergebnisse der Schüler zeigen in der Regel einen Rückgang der AMS als Reaktion auf Umgebungshypoxie. Mit denselben Techniken kann auch der Einfluss anderer Schlüsselfaktoren auf die Stoffwechselrate (z. B. Temperatur und Körpermasse) untersucht werden. Die Diskussion der Ergebnisse fördert das Verständnis der Schüler für die Mechanismen, die diesen grundlegenden physiologischen Merkmalen zugrunde liegen, sowie für den Einfluss exogener Faktoren. Allgemeiner ausgedrückt, werden in der Lehrübung neben der Berechnung der Stoffwechselrate, der Datenerfassung und der Umrechnung von Einheiten wesentliche Laborkonzepte erläutert, die die Kompetenz in quantitativer Analyse und Argumentation fördern. Schließlich sind die beschriebenen Verfahren allgemein auf andere Fischarten oder Wasseratmer wie Krebstiere (z. B. Flusskrebse) anwendbar und bieten eine Alternative zur Verwendung höherer (oder abgeleiteter) Tiere zur Untersuchung von Fragen der Stoffwechselphysiologie.

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