שימוש תחמוצת דאונטיום ככלי לא פולשני, לא קטלני להערכת הרכב הגוף צריכת המים ביונקים
Summary
מאמר זה מתאר את הטכניקה לדילול תחמוצת הדאויום בשני יונקים, אוכלי בשר וטורף, כדי לקבוע מי הגוף המלא, מסת הגוף רזה, מסת שומן הגוף, ואת צריכת המים.
Abstract
מצב הגוף מערכות הניקוד ומדדי מצב הגוף הם טכניקות נפוצות המשמשות להערכת מצב הבריאות או הכושר של מינים. מצב הגוף מערכות הניקוד הם תלויי מעריך ויש להם את הפוטנציאל להיות סובייקטיבי מאוד. מדדי מצב הגוף יכול להיות מבולבל על ידי מזון, ההשפעות של משקל הגוף, כמו גם בעיות סטטיסטיות ומסקנות. חלופה למצב הגוף מערכות הניקוד מדדי מצב הגוף משתמש איזוטופ יציב כגון תחמוצת דאונטיום כדי לקבוע הרכב הגוף. השיטה לדילול תחמוצת דאונטיום היא שיטה כמותית, המשמשת להערכת הרכב הגוף בבני אדם, חיות בר, ומינים ביתיים. בנוסף, ניתן להשתמש בטכניקת הדילול תחמוצת הדאויום כדי לקבוע את צריכת המים של בעל חיים יחיד. כאן, אנו מתארים את עיבוד של טכניקת הדילול תחמוצת דאומיום להערכת הרכב הגוף בעטלפים חומים גדולים (eptesicus גומא) ולהערכת צריכת המים אצל חתולים (felis catis).
Introduction
מצב הגוף מערכות הניקוד ומדדי מצב הגוף הם טכניקות נפוצות המשמשות להערכת מצב הבריאות או הכושר של מין1,2. מינים רבים ביתיים וזואולוגיים יש מערכות ייחודיות הגוף הבקיע (BCS) מערכת המשמשים להערכת השריר של בעל החיים רקמת שומן שטחית3. עם זאת, הערכת BCS מסתמך על המאבחן — כלומר BCS היא מדידה אובייקטיבית או חצי כמותית כאשר מוערך על ידי מעריך מיומן. במינים של חיות הבר, מדדי מצב הגוף משמשים בדרך כלל ולא BCS ומבוססים על היחס של מסת הגוף לגודל הגוף או מסת הגוף לזרוע2. מצב הגוף הצביע מבולבל לעתים קרובות על ידי ההשפעות של האוכל והוא יכול להיות מבולבל על ידי גודל הגוף, כמו גם בעיות סטטיסטיות ומסקנות4.
חלופה למצב הגוף מערכות הבקיע ומדדי המצב הגוף משתמש איזוטופ יציב כדי לקבוע את הרכב הגוף. איזוטופ יציב בשימוש נפוץ הוא תחמוצת דאוטיום (D2O), צורה לא רדיואקטיבית של מים שבו אטומי המימן הם איזוטופים מימן. השיטה לדילול תחמוצת דאונטיום המתואר במחקר זה יכול להיות שאינה סובייקטיבית, כמותית, ו לשחזור טכניקה המשמש להערכת הרכב הגוף בבני אדם5 מגוון רחב של זנים4,6,7. טכניקה זו יכולה להיות יתרון עבור לימוד הרכב הגוף בחיות בר. לדוגמה, ניתן להשתמש בה להערכת שינויי האורך בקומפוזיציה הגוף, כגון לפני ואחרי פעולת ניהול. עם זאת, בכמה מינים של חיות בר דאומיום תחמוצת יכול להיות מפריז באופן מיותר את תוכן המים בפועל8. לכן, בהתאמת הטכניקה למין, חשוב לאמת את השיטה באמצעות השוואת שיטת התחמוצת הדאוטריום לניתוח של מינים שאינם בסכנת הכחדה. עבור מינים מאוימים ובסכנת הכחדה, יש להתייחס לשיטה לא הרסנית כגון בדיקת רנטגן כפולה (DXA) כשיטת השוואה חלופית לשיטה ההרסנית בתקן הזהב לניתוח מוחלט של הגווייה.
בנוסף לקומפוזיציה הגוף, ניתן להשתמש בטכניקת הדילול D2O כדי לקבוע את צריכת המים של בעל חיים בודד9. יישום ייחודי זה של D2O יכול לשמש כדי לענות לא רק שאלות מחקר, אבל יכול להיות שימושי להערכת צריכת המים של בעלי חיים בודדים שוכנו הגדרות חברתיות גדולות.
כאן, אנו מתארים את עיבוד של טכניקת D2O דילול להערכת הרכב הגוף ב אוכלי בשר, עטלפים חומים גדולים (eptesicus גומא), ולהערכת צריכת המים בטורף, חתולים (felis catis).
Protocol
Representative Results
Discussion
השימוש תחמוצת דאומיום כדי לקבוע tbw כבר בשימוש מאז 1940 s17 והוא משמש בבני אדם מגוון של מינים מקומיים וחיות בר4,6,7. טכניקות אחרות שאינן הרסניות פותחו כולל ניתוח עכבה ביולוגית (BIA), DXA, ותהודה מגנטית כמותית (QMR). לכל שיטה יש יתרונות וחסר…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה היה נתמך על ידי MDC הסכם שיתופי (#416), ארה ב השירות היער שיתופי הסכם (16-JV-11242311-118), האקדמיה האמריקנית לתזונה וטרינרית וולת/רויאל Canin, ארה ב גרנט (גרנט מספר: 00049049), NIH הדרכה מענק (גרנט מספר: T32OS011126), והאוניברסיטה של מיזורי המחברים מודים לשנון על הסקירה המוקדמת של כתב היד. אנו מודים ד ר רוברט Backus על מתן סטנדרטים D2O ולאפשר שימוש במעבדה שלו.
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 |
References
- Schiffmann, C., Clauss, M., Hoby, S., Hatt, J. M. Visual body condition scoring in zoo animals – composite, algorithm and overview approaches. Journal of Zoo Aquarium Research. 5 (1), (2017).
- Peig, J., Green, A. J. New perspectives for estimating body condition from mass/length data: the scaled mass index as an alternative method. Oikos. 118 (12), 1883-1891 (2009).
- Bissell, H. . Body Condition Scoring Resource Center. , (2017).
- McWilliams, S. R., Whitman, M. Non-destructive techniques to assess body composition of birds: a review and validation study. Journal of Ornithology. 154 (3), 597-618 (2013).
- Lukaski, H. C., Johnson, P. E. A simple, inexpensive method of determining total body water using a tracer dose of D2O and infrared absorption of biological fluids. American Journal of Clinical Nutrition. 41 (2), 363-370 (1985).
- Chusyd, D. E., et al. Adiposity and Reproductive Cycling Status in Zoo African Elephants. Obesity (Silver Spring). 26 (1), 103-110 (2018).
- Kanchuk, M. L., Backus, R. C., Calvert, C. C., Morris, J. G., Rogers, Q. R. Neutering Induces Changes in Food Intake Body Weight, Plasma Insulin and Leptin Concentrations in Normal and Lipoprotein Lipase–Deficient Male Cats. The Journal of Nutrition. 132 (6), 1730S-1732S (2002).
- Eichhorn, G., Visser, G. H. Technical Comment: Evaluation of the Deuterium Dilution Method to Estimate Body Composition in the Barnacle Goose: Accuracy and Minimum Equilibration Time. Physiological and Biochemical Zoology. 81 (4), 508-518 (2008).
- Hooper, S. E., Backus, R., Amelon, S. Effects of dietary selenium and moisture on the physical activity and thyroid axis of cats. Journal of Animal Physiolgy and Animal Nutrition (Berl). 102 (2), 495-504 (2018).
- Stevenson, K. T., van Tets, I. G. Dual-Energy X-Ray Absorptiometry (DXA) Can Accurately and Nondestructively Measure the Body Composition of Small, Free-Living Rodents. Physiological and Biochemical Zoology. 81 (3), 373-382 (2008).
- Jennings, G., Bluck, L., Wright, A., Elia, M. The use of infrared spectrophotometry for measuring body water spaces. Clinical Chemistry. 45 (7), 1077-1081 (1999).
- Beuth, J. M. . Body Composition, movemement phenology and habitat use of common eider along the southern new england coast. Master of Science in Biological and Environmental Sciences (MSBES) thesis. , (2013).
- Coplen, T. B., Hopple, J., Peiser, H., Rieder, S. Compilation of minimum and maximum isotope ratios of selected elements in naturally occurring terrestrial materials and reagents. U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 01-4222. , (2002).
- Karasov, W. H., Pinshow, B. Changes in lean mass and in organs of nutrient assimilation in a long-distance passerine migrant at a springtime stopover site. Physiological Zoology. 71 (4), 435-448 (1998).
- Hood, W. R., Oftedal, O. T., Kunz, T. H. Variation in body composition of female big brown bats (Eptesicus fuscus.) during lactation. Journal of Comparative Physiology B. 176 (8), 807-819 (2006).
- Backus, R. C., Havel, P. J., Gingerich, R. L., Rogers, Q. R. Relationship between serum leptin immunoreactivity and body fat mass as estimated by use of a novel gas-phase Fourier transform infrared spectroscopy deuterium dilution method in cats. American Journal of Veterinary Research. 61 (7), 796-801 (2000).
- Moore, F. D. Determination of Total Body Water and Solids with Isotopes. Science. 104 (2694), 157-160 (1946).
- Voigt, C., Cruz-Neto, A., Parsons, S., Kunz, T. H. . Ecological and Behavioral Methods in the Study of Bats. , 621-645 (2009).
- International Atomic Energy Agency. . Assessment of Body Composition and Total Energy Expenditure in Humans Using Stable Isotope Techniques. , (2009).
- International Atomic Energy Agency. . Introduction to Body Composition Assessment Using the Deuterium Dilution Technique with Analysis of Saliva Samples by Fourier Transform Infrared Spectrometry. , (2011).
- Shimamoto, H., Komiya, S. The Turnover of Body Water as an Indicator of Health. Journal of Physiological Anthropology and Applied Human Science. 19 (5), 207-212 (2000).
