Utilizzo dell'ossido di deuterio come strumento non invasivo e non letale per valutare la composizione corporea e il consumo di acqua nei mammiferi
Summary
Questo articolo descrive la tecnica di diluizione dell’ossido di deuterio in due mammiferi, un insettivoro e carnivoro, per determinare l’acqua totale del corpo, la massa magra del corpo, la massa grassa del corpo e il consumo di acqua.
Abstract
I sistemi di punteggio delle condizioni del corpo e gli indici delle condizioni del corpo sono tecniche comuni utilizzate per valutare lo stato di salute o l’idoneità di una specie. I sistemi di punteggio delle condizioni del corpo dipendono dal valutatore e hanno il potenziale per essere altamente soggettivi. Gli indici delle condizioni del corpo possono essere confusi dal foraggiamento, gli effetti del peso corporeo, nonché problemi statistici e inferenziali. Un’alternativa ai sistemi di punteggio condizione del corpo e gli indici delle condizioni del corpo sta usando un isotopo stabile come l’ossido di deuterio per determinare la composizione corporea. Il metodo di diluizione dell’ossido di deuterio è una tecnica quantitativa ripetibile utilizzata per stimare la composizione corporea negli esseri umani, nella fauna selvatica e nelle specie domestiche. Inoltre, la tecnica di diluizione dell’ossido di deuterio può essere utilizzata per determinare il consumo di acqua di un singolo animale. Qui, descriviamo l’adattamento della tecnica di diluizione dell’ossido di deuterio per valutare la composizione corporea in grandi pipistrelli marroni (Eptesicus fuscus) e per valutare il consumo di acqua nei gatti (Felis catis).
Introduction
I sistemi di punteggio delle condizioni del corpo e gli indici delle condizioni del corpo sono tecniche comuni utilizzate per valutare lo stato di salute o l’idoneità di una specie1,2. Molte specie domestiche e zoologiche hanno sistemi unici di punteggio delle condizioni del corpo (BCS) che vengono utilizzati per valutare il muscolo di un animale e il tessuto adiposo superficiale3. Tuttavia, la valutazione BCS si basa sul valutatore, il che significa che il BCS è una misura oggettiva o semiquantitativa quando valutata da un valutatore addestrato. Nelle specie selvatiche, gli indici delle condizioni del corpo sono comunemente utilizzati piuttosto che BCS e si basano su un rapporto tra massa corporea e dimensione corporea o massa corporea e avambraccio2. Gli indici delle condizioni del corpo sono spesso confusi dagli effetti del foraggiamento e possono essere confusi in base alle dimensioni del corpo e ai problemi statistici e inferenziali4.
Un’alternativa ai sistemi di punteggio delle condizioni del corpo e agli indici delle condizioni del corpo sta usando un isotopo stabile per determinare la composizione corporea. Un isotopo stabile comunemente usato è l’ossido di deuterio (D2O), una forma non radioattiva di acqua in cui gli atomi di idrogeno sono isotopi di deuterio. Il metodo di diluizione dell’ossido di deuterio descritto in questo studio può essere una tecnica non soggettiva, quantitativa e ripetibile utilizzata per stimare la composizione corporea in esseri umani5 e una vasta gamma di specie4,6,7. Questa tecnica può essere vantaggiosa per studiare la composizione corporea nella fauna selvatica. Ad esempio, può essere utilizzato per valutare i cambiamenti longitudinali nella composizione corporea, ad esempio prima e dopo un’azione di gestione. Tuttavia, in alcune specie selvatiche l’ossido di deuterio può sopravvalutare il contenuto effettivo di acqua8. Pertanto, quando si adatta la tecnica per una specie, è importante convalidare il metodo confrontando il metodo dell’ossido di deuterio con l’analisi della carcassa per le specie non a rischio. Per le specie minacciate e in via di estinzione, un metodo non distruttivo come la doppia absorptiometria a raggi-X (DXA) dovrebbe essere considerato come un metodo di confronto alternativo al metodo distruttivo gold-standard dell’analisi completa della carcassa.
Oltre alla composizione corporea, la tecnica di diluizione D2O può essere utilizzata per determinare il consumo di acqua di un singolo animale9. Questa applicazione unica di D2O può essere utilizzata non solo per rispondere a domande di ricerca, ma può essere utile per valutare il consumo di acqua di singoli animali ospitati in grandi contesti sociali.
Qui, descriviamo l’adattamento della tecnica di diluizione D2O per valutare la composizione corporea in un insettivoro, grandi pipistrelli marroni (Eptesicus fuscus), e per valutare il consumo di acqua in un carnivoro, gatti (Felis catis).
Protocol
Representative Results
Discussion
L’uso di ossido di deuterio per determinare TBW è stato utilizzato fin dagli anni’40 17 ed è utilizzato negli esseri umani e in una varietà di specie domestiche e selvatiche4,6,7. Sono state sviluppate altre tecniche non distruttive, tra cui l’analisi dell’impedimento bioelettrico (BIA), il DXA e la risonanza magnetica quantitativa (QMR). Ogni metodo ha vantaggi e svantaggi che dovrebbero essere consid…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questa ricerca è stata sostenuta da MDC Cooperative Agreement (#416), US Forest Service Cooperative Agreement (16-JV-11242311-118), American Academy of Veterinary Nutrition and Waltham/Royal Canin, USA Grant (numero di sovvenzione: 00049049), NIH training grant (numero di sovvenzione: T32OS011126), e l’Università del Missouri Veinteran Research Scholars Program. Gli autori ringraziano Shannon Ehlers per aver pre-esaminato questo manoscritto. Ringraziamo il Dr. Robert Backus per aver fornito gli standard D2O e per aver permesso l’uso del suo laboratorio.
Materials
| 0.2 micron non-pyrogenic disk filter | Argos Technologies | FN32S | nylon, 30mm diameter, 0.22um, sterile |
| 1.5 mL conical microcentrifuge tubes | USA Scientific | 1415-9701 | 1.5 ml self-standing microcentrifuge tube, natural with blue cap |
| 10 mL sterile glass vial for injection | Mountainside Medical Equipment | MS-SEV10 | clear, sterile glass injection unit |
| 10 mL syringe | Becton Dickinson | 305219 | sterile 10 mL syringe individually wrapped |
| 100 mL sterile glass vial for injection | Mountainside Medical Equipment | AL-SV10020 | clear, sterile glass injection unit |
| 20 gauge needle | Exel | 26417 | needles hypodermic 20g x 1" plastic hub (yellow) / regular bevel |
| 22 gauge needle | Exel | 26411 | needles hypodermic 22g x 1" plastic hub (black) / regular bevel |
| deuterium oxide | Sigma-Aldrich | 151882-25G | 99.9 atom % D |
| isofluorane | Vetone | 3060 | fluriso isoflurane, USP |
| OMNIC Spectra Software | ThermoFisher Scientific | 833-036200 | FT-IR standard software |
| petroleum jelly | Vaseline | 305212311006 | Vaseline, 100% pure petroleum jelly, original, skin protectant |
| plastic capillary tubes | Innovative Med Tech | 100050 | sodium heparin anticoagulant, 50 μL capacity, 30 mm length |
| Sealed liquid spectrophotometer SL-3 FTIR CAF2 Cell | International Crystal Laboratory | 0005D-875 | 0.05 mm Pathlength |
| sodium chloride | EMD Millipore | 1.37017 | suitable for biopharmaceutical production |
| Thermo Electron Nicolet 380 FT-IR Spectrometer | ThermoFisher Scientific | 269-169400 | discontinued model, newer models available |
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