野生の魚の死体解剖に基づく健康診断
Summary
野生の魚の健康は、水生生態系の健全性の指標として使用できます。剖検に基づく魚の健康評価が目に見える病変や異常組織の微視的評価、遺伝子発現とその他の詳細を収集する機会と同様、条件の指標を計算するために使用されるデータのドキュメントを提供します。解析。
Abstract
生息地の変化と気候変動に増加栄養素や化学汚染物質から人為の影響は、魚の個体数に重大な影響を持つことができます。副作用モニタリング、分子レベル、個体からバイオ マーカーを利用したは、魚や他の生物に累積的な影響を評価するために使用できます。魚の健康は水生生態系の健康の指標として世界的に使用されています。剖検に基づく魚の健康評価表示異常や病変、寄生虫、条件と organosomatic 指標に関するデータを提供します。これらはサイト、シーズン、セックスでと同様、一時的に、時間の経過とともに変化を比較できます。深刻度の評価より定量的に評価できる魚の健康指数を計算する様々 な観測に割り当てることができます。剖検に基づく評価の欠点は視覚的観察と組織と亜致死的影響の細胞内局在のバイオ マーカーとして、機密ではない条件の要因に基づいています。また、原因や観測の異常に関連するリスク要因を識別するためにほとんど不可能です。だから、例えば隆起性病変やフィン、唇や体の表面に「腫瘍」がある腫瘍。ただし、寄生虫、慢性炎症や刺激に対する正常細胞の過形成を応答可能性があります。逆に、腫瘍、特定の寄生虫、感染性病原体その他、多くの組織の変更は表示されません、ので過小評価されることがあります。しかし、剖検に基づく評価、血液 (血漿)、病理 (顕微鏡の病理学) の組織、ゲノミクス、分子生物学的解析、老化の耳石を収集できます。地理空間解析、生息地評価と共に、これらの下流解析品質と汚染物質の水質分析することができますすべて総合的な生態系評価で重要であります。
Introduction
人間の活動では、水生環境に、多数悪影響が。魚人間の人口で再作成し、しばしば飲料水の源として使用する様々 な水域に生息する、それ故に水生環境の健康の重要な指標です。住んでいるし、特定の生息地を再現する野生の魚は病原体、寄生虫、悪い水質、汚染物質を含む様々 なストレッサーに生涯を通じて公開されます。化学物質の何千もは、産業と人間の排水、郊外/都市雨水および農業の雨水を通して私たちの水路を入力します。化学物質のこれらの複雑な混合物は、添加、相乗効果を持つことができますかの拮抗効果は生物1,2,3を公開します。さらに、他の環境ストレスなど栄養素、高温、低溶存酸素の上昇や変動の pH は、化学汚染物質4、5の効果を悪化できます。環境ストレスすることができますも感染性病原体6の数を増やす、日和見病原体7の病原性を増加または免疫反応と疾患を抑制することによって直接感染疾患の転帰に影響を与えるホスト8,9,10の抵抗。これらの理由から、監視11,12,13,14, 魚および他の水生生物を識別を利用した生物や副作用の影響に関心が高まってください。集団と生態系リスク。
副作用の監視は、細胞または分子、個体数に影響を与えるし、様々 なストレス要因への曝露の指標となる可能性のある亜致死的影響を識別するために個体から、組織のさまざまなレベルでバイオ マーカーを利用しています。個体レベルの指標には、目に見える異常および条件が含まれます。長さと重量に基づいて条件指標は、幸福や魚の個体数の適性を評価する計算されます。最も一般的なのフルトン条件要因 (K) = (重量/長さ3) 15。別の指標表示異常の存在であります。さまざまな方法は、評価と文書化、および目に見える異常を評価する個々 の研究および監視プログラムで使用されています。外部の異常、すなわち病気、フィンの損傷、腫瘍、骨格奇形を持つ個人の割合のみに基づいて評価は、コミュニティ健康16を評価する生物的整合性 (揖斐) のインデックスの指標の 1 つです。(奇形、びらん、病変、腫瘍) の三角筋と呼ばれる似たような評価は、魚コミュニティ17の正常性の評価に使用されています。ただし、これらのメソッドは外部の視覚異常、内部ではなく病変や早期致死指標のみを評価します。
剖検に基づく評価は、外部および内部の観測が含まれます、追加条件指標の測定を可能にします。生殖インデックス (肝重量/総体重) は、トレーニングの指標として使用されているまたはエネルギー予備15高いインデックス値を健康な魚を意味します。ただし、研究の数は、肥大症や肝臓の大きさの増加が肝18,19,20によって代謝される種々 の汚染物質への暴露が原因で発生を示しています。この場合より高いインデックスは特定の化学クラスへの暴露を示すものでしょう。(生殖腺重量/総体重)、指数は、リプロダクティブ ・ ヘルス21に向けて別の条件インデックスです。剖検に基づく評価中の観察は、個々 の斑型の有病率や通常の個人の割合を比較する使用できます。ただし、もっと定量的な健康評価22,23で使用することができますも。
ここに記載されている標準化された剖検に基づく評価は、答えられる質問、専門知識、他の利用可能なリソースに応じて複数の方法で大いに目に見える評価を強化するために使用できます。日常の取り組みは、生体認証データ (長さ、重量、肝重量、生殖腺重量) を収集、血液の血漿/血清分析、ドキュメント外部および内部表示異常の耳石を収集し、顕微鏡分析のための器官の部分を保存年齢分析。剖検に基づく評価プラス年齢分析と様々 な臓器の病理は、計算と各種条件の指標の比較、顕微鏡による組織変更と同様に、目に見える異常の有病率が性別、年齢、部位、サンプリング期間。追加の組織コレクションは、電子顕微鏡検査、細菌、ウイルス、寄生虫、化学成分の濃度などを含む他の多くの分析のために可能です。魚殺す24の原因を診断するために使用より詳細な分析の一部になることができますこれらのメソッドや捕虜の死亡魚25。2 つの追加分析、遺伝子発現と免疫機能の解析のための組織のコレクションのための方法を示しています。
Protocol
ここで説明する方法は、Leetown サイエンス センターの制度的動物ケアおよび使用委員会によって承認されています。 1. 魚のコレクション ストレスを最小限に抑えて生きてる魚を収集します。ボートやバックパックの魚網、フック、ラインやネットを使用します。 サンプリングまでライブ井戸や含気容器に魚を保持します。注: 水産学会魚コレクション、処理および麻酔/安楽死26,27,28のガイドの数を公開しています。魚を処理するときは、手袋を着用します。 2. 魚剖検 魚を安楽死させます。 蓋の動きは停止し、魚が平衡を失うまでは、麻酔薬で魚をプレイス.別の 2-10 分後に魚が安楽死します。しかし、これはまた種によって異なるかもしれません。注: 魚は麻酔薬 (最も一般的に使用される材料の表を参照) 数で安楽死することができます。安楽死法は組織収集29に行われる実験室の測定によって異なります。 生体の特性を測定します。 最も近いグラムに魚の重量を量る。 最も近いミリメートルに魚の長さを測定します。 口を閉じてとつままれて一緒に尾の端に鼻の先端から長さの合計を測定します。 、鼻の先端に尾のフォークからフォークの長さと体 (尾の初め) の末尾に、鼻の先端からの標準の長さを測定します。 次の式を使用して条件係数を計算します。状態による係数 = (総体 – 生殖腺重量)/長さ3の合計します。注: 生殖腺は合計体重は prespawn 女性魚で特に大きく貢献できるので、生殖腺重量は体内総重量から減算されます。 血液サンプルを取得します。注: 血尾静脈から撮影は最も一般的がも背側大動脈から撤退したり心臓がパンク30。 1 に 5 mL 注射器、魚の大きさに応じて 22 または 23 G 針尾静脈から末梢血液サンプルを抽出します。(図 1 aおよび1 b)、側線下尾エリア前方針を挿入します。背骨を押すまで角度を上向きにし、少しを引き出します。静脈穿刺部位の背骨に腹は。注: 血液塗抹が行われる血清が必要な場合、抗凝固薬は使用されません。ほとんどの場合、プラズマが収集されますそして、それ故に、ナトリウム ヘパリン、EDTA やリチウムなど抗凝固剤コートに針と注射器を使用、また血のコレクションの管 (例えばバキュテナー) は。 針を削除し、コレクションの管に血液を入れて前に鋭利物廃棄容器に配置します。注: 血は氷に保持できますが、以降の解析によっては可能な30としてすぐに遠心する必要があります。 核の異常や差分の血球数を評価する場合すぐに重複するきれいなガラス顕微鏡スライドに血を一滴を配置します。2 番目がバック ドロップでは、毛管作用によって表面を吸引し、45 ° の角度で差し込みます。31を空気乾燥することができます。 堆積物に 15 分間、1,500-2,500 x gで血液細胞を遠心分離機します。滅菌ピペット、セラム チューブに分注で血漿/血清を外し、-80 ° C で保存 図 1: 魚から血液サンプルを取得します。(A) 最近安楽死の魚はその左右にある側線に置かれます。(B) A の針は挿入腹側に側線 (矢印)、針のバックボーンに触れるまでに上向きに 。それは少し撤回し、吸引開始血を撤回します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 それぞれの魚の死体解剖に基づく健康診断を実施します。注: を示すと病変や異常を記述する出版物の番号は、使用可能な32,33,34,35です。 身体の表面とフィン (図 2)、目とエラ (図 3)、蛭 (図 2 D)、幼虫や吸虫メタセルカリア嚢胞 (図 2 Dなどの外部寄生虫に病変を含むドキュメント外部異常3 b) と鰓寄生虫 (図 3 D)。みえるタイプ、場所、データ ・ シート、観測された異常のサイズ同様に、可能であれば。 はさみを使用して、蓋に肛門部から切断し、筋肉のフラップを削除することによって内臓を公開する腹腔内 (図 4 a) を開きます。注: 前方の腎臓が収集される場合免疫機能 (下の手順 5. を参照) または細菌やウイルスに対して収集されたサンプル、70% アルコールで身体の外部表面を消毒し、死体解剖が実行される前にこれらのサンプルを取得する必要があります。組織は、目視観測、プラズマ解析および病理組織学的滅菌に使用されている場合、技術は必要ではありません。 ドキュメント内部異常 (図 4) を含む様々 な臓器 (図 4 b-4D) の存在の一般的または焦点の変色領域 (図 4E)、嚢胞、寄生虫の発生し、サイズの異常 (拡大、萎縮)。 図 2: 体表面と魚のひれに目に見える病変の例観察。A (A) 小さい、少し侵食された病変部位 (矢印) 外側体。(B) A 大エリアの発赤 (矢印) 尾体表面を含みます。(C) 発生、体表やひれに黒い病変 (矢印)。(D) 蛭 (白い矢印) やフィンの小さな黒い斑点 (黒矢印)。スケール バー = 3 mm (E) は発生すると、ボディ表面の連続、淡い病変 (矢印)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 3: エラの可視病変と魚の目の例です。(A) は薄い色の目のレンズ内の領域 (矢印)。スケール バー = 5 mm. (B) 白 (白い矢印) の嚢胞と小さな黒い斑点 (黒矢印) カバー (、) のエラ蓋に吸虫の寄生によって引き起こされます。スケール バー = 1 cm. (C) A 淡い、侵食されたエリア (矢印) (、) のギルに。スケール バー = 5 mm. (D) 取り外された寄生虫 (矢印) を示す鰓は鰓に接続されています。スケール バー = 2 mm.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 図 4:の魚の内部の異常と、剖検例.(A)、剖検時に魚は (白い矢印) に沿って切り開くし、筋肉 (黒矢印) のフラップを削除 (、) の生殖腺や脾臓、鉗子、はさみによって保持されているを公開します。(B) まだら肝 (a)、精巣 (b)、腸で脂肪胃は脂肪 (c) と (d) に囲まれました。スケール バー = 5 mm. (C) (a) と暗い赤の領域 (矢印)、卵巣 (b) (c) 腸肝。スケール バー = 5 mm. (D) 緑がかった変色領域 (矢印) と肝。スケール バー = 1 cm。 (E) (a) 通常の例と (b) 精巣異常発生結節。スケール バー = 1 cm.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 生殖インデックス (HSI) を取得します。 肝臓を削除するには、肝動脈と前方の結合組織を切断します。トリミングの癒着や腸、内臓脂肪への接続中をそっと取り出します。胆嚢はパンクしないように注意します。肝臓の重量を量る。注: コイなど、いくつかの魚は離散肝臓ですがラップされた腸および他の器官ではなく肝の組織を持っていません。肝臓重量を取得できないこれらの種の可能性があります。 数式を使用して生殖インデックス (HSI) を計算します。HSI = 肝重量/総体重 指数を計算します。 生殖腺を除去し、それの重量を量る。 数式を使用して指数 (GSI) を計算します。GSI = 生殖腺重量/総体重 3. 顕微鏡の病理学のためにティッシュを維持します。 注: フィールドに組織の保存の数 10% 中性緩衝ホルマリンと Z の修理、亜鉛、ホルマリン系固定液などの定着剤を使用できます。後者は、最寄りでの in situハイブリダイゼーションや蛍光抗体の汚損などのメソッドを使用する場合。 慎重にカットが、組織サンプルを持って引っ張らないでください。個々 の組織の部分を保つ < 2 cm サイズで、< 適切な固定用板厚 5 mm。親指のルールとして適切な保全のため組織よりもボリュームが約 10 x より多く定着剤を使用します。サンプリング対象魚のサイズに応じて適切なサイズの同じ漏れ防止コンテナーに 1 匹の魚からのすべての組織サンプルを配置します。 定着性のコンテナーに任意の外部異常の作品を配置します。また、隣接する正常組織片を含めます。注: 不適切な圧縮または他の機械的損傷、空気や日光への長い露出など処理および凍結アーティファクトが発生することができます。 様々 な地域から肝臓の少なくとも 5 つの 3-4 mm の厚い部分を切り取り、定着性の容器に。観測された場合正常と異常の領域が含まれます。 サイズに応じて、固定コンテナーに全体の生殖腺や生殖腺の 1 つに沿って複数の部分を配置します。 全臓器、小さな場合は、または他のすべての臓器 (脾臓、前部と後部の腎臓、エラ、心臓、腸と胃) の破片を定着性のコンテナーに配置します。異常な組織を観察すると、正常組織と同様の隣接する部分を保持します。 4. 年齢解析、耳石を削除します。 注: 年齢は、魚病/魚の健康研究に重要な変数をすることができます。構造、スケール、棘などの数は、年齢の決定の使用されてきたが、構造の比較研究のほとんどは、最高の結果36,37を与えるに耳石を発見しました。魚類魚類耳石 – lapillus、サジッタ、asteriscus の 3 つのペアがあります。一般的には、矢状または lapillus 耳石は、種によって異なるかもしれませんが、高齢化の収集されます。除去と高齢化の技術は、上記38をされています。 ギル地峡を切って、頭部を後ろに曲げます。Prootic 嚢胞、上げられた骨領域を検索する脳頭蓋の下の部分の周り離れて結合および筋肉組織をストリップします。 スコアや骨カッターでカット、耳石を公開するクラックします。彼らは肉眼で見ることができます。 耳石が、ラベル付きバイアルやコイン封筒リングまたは単位38を数えることによって年齢を分析するまで室温で保管します。一度研究室に戻ってキャップを開き、徹底的にできるように、バイアルに配置する場合は、保存する前に乾燥します。 図 5: 耳石除去します。(A) 峡部はカットし、結合組織と筋肉を引っ張って離れて背骨と neurospinal 領域のベースを公開します。耳石を公開する (B) 骨が割れています。(C) Lapillar 耳石が削除されます。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 5. 免疫機能の試金のため組織を取得します。 注: 前方の腎臓は主要な造血器官、リンパ球とマクロファージ機能の試金のためのソースとリンパ、貪食などの殺害能力機能の試金のため培養した培養する細胞も無菌削除される必要があります。マクロファージ39,40。 70% のエタノールと魚の外部表面をスプレーします。滅菌はさみ、メスや鉗子を使用して腹腔内を開き、泳ぐ膀胱の前方に位置する暗い赤い器官である前方の腎臓組織を削除します。 メディア (例えばリーボビッツの L-15) 細胞を維持するために前腎サンプルを配置します。単一細胞懸濁液を滅菌手持ち組織グラインダー (例えば、 Tenbroeck 組織グラインダー) で腎臓のサンプルを均質化します。研究室に戻るまで濡れた氷の上を保持します。 6. 核酸解析の組織を維持します。 注: 場合、トラン スクリプト豊富41または定量的 PCR42 (ポリメラーゼの連鎖反応) を使用して遺伝子発現など下流の分子分析が実施した、適切な防腐剤 (で評価される組織の断片を配置します。例えば、RNAlater 安定化ソリューション) できるだけ早く。 RNA の保全のためには、組織への防腐剤のボリュームの 10:1 の比率で適切な防腐剤で 2 ~ 3 小 (2-3 mm) 作品を配置します。注: サンプル必要があります日光もしくは極端な暑さからシールドし、ウェットの氷上輸送。 DNA 保存 95% エタノール (ボリュームによって組織にエタノール 10:1) に 2、3 組織の小片を配置します。濡れた氷のサンプルを保持し、-20 ° C で保存
Representative Results
五大湖地域の懸念 (AOC) は、さまざまな有益な使用の障害のために示された地理的な分野です。多くの AOC で有益な使用障害 (ビュイ) は、魚の腫瘍やその他の奇形があります。数百万ドルは、修復とこれらの各領域の復元のため様々 な BUIs と最終的に AOC43を上場するために費やされています。BUI 異なる状態から別の状態に (epa.ohio.gov/portals/35/lakeerie/ohio_AOC_delisting_guidance.pdf および dnr.wi.gov/topic/GreatLakes/documents/SheboyganRiverFinalReport2008.pdf を参照); 魚腫瘍を上場廃止基準ただし、上場廃止のドキュメントに記載されている、いくつかの場合の皮膚腫瘍、肝腫瘍の有病率を決定する必要があります。多くのケースでは、有病率は非 AOC 参照サイトと比較されます。 魚腫瘍 BUI はスペリオル湖とミシガン州の白い吸盤 (Catostomus commersonii 剖検に基づく評価を利用した 3 AOCs (セントルイス川、ミルウォーキー川、シボイガン川) と非 AOC 参照サイト (ケワニー川) で評価しました。)、皮膚や肝臓組織の顕微鏡の病理学の順。2012 と 2013 の44のミルウォーキー、シボイガン、ケワニー川と 2015 年 (未発行データ) にセントルイス川から魚が採集。200 ホワイト吸盤は、シボイガンから 193 とセント ・ ルイス、ザ ケワニー ミルウォーキーから評価されました。 定義では、腫瘍は、異常な細胞を持つ組織の異常増殖によって引き起こされる腫れが良性か悪性新生物のいずれかであることを一般に考えられている任意の腫れや発生領域をすることができます。すべてのサイトから収集した白い吸盤は、小さな、離散の白い斑点、大きい白い部分、わずかに盛り上がった粘液状病変と体表面と唇 (図 6) で連続発生したエリアを含む外部の隆起病変の様々 な展示。魚、圧迫および条件の係数を取得する測定、外部および内部の異常を記載されていた、および病理組織学的に皮膚や肝臓の組織を採取します。 図 6: 五大湖から白い吸盤に発生した皮膚病変を観察します。(A) 離散体表に白い斑点。スケール バー = 5 mm. (B) A は少し高くムコイド (矢印) と後方のボディ表面に連続病変 (、)。スケール バー 1 cm。 (C) A 大、連続病変の体表面を =。スケール バー = 1 cm。 (D) 唇に多数の多裂片のある病変。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。 外部腫瘍魚のパーセントまたは調達 〜 セントルイス AOC で 15.5% 58.0% ミルウォーキー AOC 地域の変色。一般に、離散の白い斑点が少なくとも共通の視覚的病変連続リップとボディ表面の病変が最も一般的です.魚の観察可能な肝腫瘤の数が低かったケワニーに位置し、セントルイスで 1.5% から 2.5% ミルウォーキー (表 1) に至るまでいます。 河川や年サンプリング 目に見える病変 ケワニー 2013 セントルイス 2015 シボイガン 2012 ミルウォーキー 2013 離散の白い斑点 16 3 3.1 5 さき 20 9.5 9.8 30.5 連続 22.5 3 29.5 40 合計発生皮膚の異常、 46 15.5 38.3 58 目に見える肝腫瘤 1.5 1.5 1.6 2.5 、隆起病変を持つ魚の合計数。いくつかの魚は、複数の種類の異常を持っていた。 表 1: 白い吸盤の肉眼観測データはパーセント値を示す五大湖領域に対する関心と参照サイト (ケワニー川) で収集されます。目視検査を使用して、さまざまな異常を持つ魚の割合を文書化できます。しかし、決定的に存在と腫瘍の種類の診断、組織検査されなければならない顕微鏡的 (組織学的)。顕微鏡検査で腫瘍が発生した病変のわけがわかった。離散の白い斑点とケワニーに位置で特に粘液状の病変の多くは、(表 2) 腫瘍ではなく過形成病変でした。また、ケワニー、セントルイスで観察皮膚腫瘍のすべては良性乳頭腫だった。シボイガンでミルウォーキー、乳頭腫、扁平上皮癌、悪性皮膚腫瘍、(表 2) を認められました。 サンプリングの川 腫瘍の種類 ケワニー 2013 セントルイス 2015 シボイガン 2012 ミルウォーキー 2013 乳頭腫 21 5.2 30.5 37.5 扁平上皮癌 0 0 2.1 10.5 合計皮膚腫瘍 21 5.2 32.6 48 胆管腫瘍、 2.5 4 6.2 9.5 肝細胞腫瘍b 1 0 2.1 8 合計肝腫瘍 3.5 4 8.3 15.0c 、Cholangioma 肝門部胆管癌をなど b肝細胞腺腫と肝細胞癌が含まれています cいくつかの魚いた胆管と肝腫瘍 表 2: 顕微鏡五大湖地域の懸念や参照サイト (ケワニー川)、パーセント値を示す白い吸盤の腫瘍性病変が収集したことを確認しました。病理組織学的分析には、目視観察では同定されなかった肝腫瘍も識別されます。ケワニーに位置し、セントルイスから収集した魚のわずか 1.5% が見える肝結節 (表 1)、3.5 〜 4.0%、それぞれ、顕微鏡的識別した腫瘍 (表 2)。大きな違いは、シボイガン (1.6% 8.3% 顕微鏡と表示)、ミルウォーキー (2.5% 15.0% 顕微鏡と表示) で見られました。顕微鏡検査も提供肝細胞由来 (表 2) と胆管の腫瘍の分化と悪性の腫瘍と良性。
Discussion
魚の健康の剖検に基づく評価は、調査官が外部と内部の両方の構造体の通常の外観の理解を持っている魚の種に活用できます。標準化されたアプローチを使用してサイトの種と個体群の季節的で、一時的な変化を比較することができます。結果は、点と面源汚染物質に関連した効果を識別するために、管理操作を通知するために使用できます。それは、管理操作が開始されると、改善を追跡する使用できます。方法論は、さまざまな方法で表示に外部異常のマニュアルを強化するために変更できます。目視観測のみに基づいて評価は、非致死的な比較的安価な多数の個人のデータを迅速に生成できます。その結果、探索や初期評価の変更を監視するために役立ちます時間の経過やその他の指標との組み合わせで。長さと魚の重量は、目視観測中に測定条件因子も算出できます。評価は目視のみに基づいて原因や関連するリスク要因、特定の皮膚異常45の長期的な傾向の情報を提供しないし、生体認証パラメーター46いくつかの分野で改善が示されています。水質改善の取り組みに関連付けられています。
剖検に基づく評価は、内臓も調べられ、生殖や指数などその他の条件の要因を計算できますより多くの情報を提供します。Goede とバートン22血液パラメーター、生体認証要因、異常、および特定の異常のインデックス値の割合を含むフィールド剖検手法を開発しました。方法の洗練には、可能性のある健康評価指標の計算に比べて統計的に23を許可いくつかの変数の深刻度の評価が含まれています。この健康評価指数は、米国の地質でプラズマと病理組織学的解析を含む他の生物学的指標地域サイト比較23,47,48との組み合わせに使用されています調査のバイオモニタ リングの環境状態と動向プログラム大河川全国49,50,51汚染物質暴露の潜在的な影響を評価します。魚病インデックスが外部から見える疾患に基づく、肝病変を開発し、北海、バルト海とアイスランド沖を広くが病理組織学的検出の寄生虫、目に見える肝腫瘍など。このインデックスは、生態系の健康指標52として重要なツールであること発見されました。
魚の死体解剖に基づく評価を行う上でいくつかの重要な要因があります。まず、死の直後に魚の評価を実施する必要があります。臓器の色との整合性の変化は、死後後かなり急速に発生します。さらに、いくつかの寄生虫の死の後ですぐにホストのままに可能性があります。第二に、関心の種の正常なものを知ることが重要です。例えば、いくつかの魚は通常脂肪が、その結果、薄い色、肝臓のほとんどの種は淡い肝臓が異常だろうが。また、自然発生する季節の変化を認識することが重要です。いくつかの魚が色の変化または産卵期に繁殖結節を開発します。
魚の健康評価の方法として剖検に基づく評価の制限、1) 一貫して特定の病変の「原因」を特定し、2) 肉眼に目に見えることができない影響を識別することができないことがあります。病理組織、病原体、寄生虫、および遺伝子発現の分子または文化の識別の追加と、これらの欠点を克服できます。例えば、腫瘍や隆起性病変 (腫れ) 可能性があります実際の腫瘍や寄生虫、炎症、浮腫がありますや過形成 (正常な細胞の数の増加) は、化学物質の暴露、感染性病原体または他の刺激によって引き起こされます。代表的な結果のように、決定的な腫瘍や腫瘍の診断、病変の種類と重症度 (すなわち、良性か悪性) を識別するために顕微鏡の病理学が必要です。白い吸盤外部「腫瘍」目視による評価では、有病率、参照サイトで特に過大評価されます。隆起性病変の多くは腫瘍ではなく過形成病変でした。それは現在知られていないこれらの過形成病変が腫瘍とその前かどうか。逆に、肝臓に発生した結節の観察には、肝腫瘍の有病率が過小。したがって、顕微鏡の病理学のための組織のコレクション上場廃止の可能性を適切に対処する必要があります。
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、米国地質調査所の生態系 (チェサピーク湾環境・水産) と環境衛生 (汚染物質生物学) プログラムおよび天然資源のウェストヴァージニア部によって賄われていた。商号の使用は識別のみを目的のため、米国政府の裏書を意味しません。
Materials
| Folding tables | Any | ||
| Folding chairs | Any | ||
| Dissecting boards | Any | ||
| Measuring board (in mm increments) | Any | ||
| Battery powered scale (in gm) for fish weight | Any | ||
| Battery powered scale (in mg) for organ weights | Any | ||
| Dissecting forceps | Any | ||
| Bone cutters | Any | ||
| Scalpel and blades | Any | ||
| Disposable gloves | Any | ||
| Buckets | Any | ||
| Leak-proof Nalgene bottles (250 ml) | ThermoFischer Scientific | 02-924-5C | |
| Vacutainer tubes with sodium heparin | ThermoFischer Scientific | 02-689-6 | For blood collection |
| Disposable 3 ml syringes with 23 gauge needle | ThermoFischer Scientific | 14-826-11 | |
| 1 – 2ml cryovials | Any | Used for plasma and RNAlater samples | |
| Invitrogen RNAlater Stabilization solution | ThermoFischer Scientific | AM7021 | |
| Z-Fix Formaldehyde Zinc fixative | Anatech LTD | SKU-174 | |
| Tricaine-S (MS-222) | Syndel USA | fish anesthetic | |
| Coin Envelopes | Any | for otoliths | |
| Pencils and pens | Any | ||
| 70% alcohol | Any | ||
| Data sheets | Any |
Referencias
- Celander, M. C. Cocktail effects on biomarker responses in fish. Aquatic Toxicology. (105 Supplement), 72-77 (2011).
- Liney, K. E., et al. Health effects in fish of long-term exposure to effluents from wastewater treatment works. Environmental Health Perspectives. 114, 81-89 (2006).
- Silva, E., Rajapakse, N., Kortenkamp, A. Something from "nothing" – eight weak estrogenic chemicals combined at concentrations below NOECs produce significant mixture effects. Environmental Science & Technology. 36, 1751-1756 (2002).
- Noyes, P. D., et al. The toxicology of climate change: environmental contaminants ina warming world. Environment International. 35, 971-986 (2009).
- Witeska, M., Jezierska, B. The effect of environmental factors on metal toxicity to fish. Fresenius Environmental Bulletin. 12, 824-829 (2003).
- Wedekind, C., Gessner, M. O., Vazquez, F., Maerki, M., Steiner, D. Elevated resource availability sufficient to turn opportunistic into virulent fish pathogens. Ecology. 91, 1251-1256 (2010).
- Penttinen, R., Kinnula, H., Lipponen, A., Bamford, J. K. H., Sundberg, L. R. High nutrient concentration can induce virulence factor expression and cause higher virulence in an environmentally transmitted pathogen. Microbial Ecology. 72, 955-964 (2016).
- Bols, N. C., Brubacher, J. L., Ganassin, R. C., Lee, L. E. J. Ecotoxicology and innate immunity in fish. Developmental & Comparative Immunology. 25, 853-873 (2001).
- Dunier, M., Siwicki, A. K. Effect of pesticides and other organic pollutants in the aquatic environment on immunity of fish: a review. Fish and Shellfish Immunology. 3, 423-438 (1993).
- Milla, S., Depiereux, S., Kestemont, P. The effects of estrogenic and androgenic endocrine disruptors on the immune system of fish: a review. Ecotoxicology. 20, 305-319 (2011).
- Connon, R. E., Geist, J., Werner, I. Effect-based tools for monitoring and predicting the ecotoxicological effects of chemicals in the aquatic environment. Sensors. 12, 12741-12771 (2012).
- Eckman, D. R., et al. Biological effects-based tools for monitoring impacted surface waters in the Great Lakes: A multiagency program in support of the Great Lakes restoration initiative. Environmental Practice. 15, 409-426 (2013).
- Khan, M. Z., Law, F. C. P. Adverse effects of pesticides and related chemicals on enzyme and hormone systems of fish, amphibians and reptiles: A review. Proceedings of the Pakistan Academy of Sciences. 42, 315-323 (2005).
- Wernersson, A. S., et al. The European technical report on aquatic effect-based monitoring tools under the water framework directive. Environmental Sciences Europe. 27, (2015).
- Bolger, T., Connolly, P. L. The selection of suitable indices for the measurement and analysis of fish condition. Journal of Fish Biology. 34, 171-182 (1989).
- Karr, J. R. Biological integrity: A long-neglected aspect of water resource management. Ecological Applications. 1, 66-84 (1991).
- Sanders, R. E., Miltner, R. J., Yoder, C. O., Rankin, E. T., Simon, I. n. T. P. The use of external deformities, erosions, lesions, and tumors (DELT anomalies) in fish assemblages for characterizing aquatic resources: a case study of seven Ohio stream. Assessing the sustainability and biological integrity of water resources using fish communities. , 225-246 (1999).
- Bervoets, L., et al. Bioaccumulation of micropollutants and biomarker responses in caged carp (Cyprinus carpio). Ecotoxicology and Environmental Safety. 72, 720-728 (2009).
- Schulte-Hermann, R. Adaptive liver growth induced by xenobiotic compounds: its nature and mechanism. Archives of Toxicology. Supplement. 2, 113-124 (1979).
- Slooff, W., van Kreijl, C. F., Baars, A. J. Relative liver weights and xenobiotic-metabolizing enzymes of fish from polluted surface waters in the Netherlands. Aquatic Toxicology. 4, 1-14 (1983).
- Brewer, S. K., Rabeni, C. F., Papoulias, D. M. Comparing histology and gonadosomatic index for determining spawning condition of small-bodied riverine fishes. Ecology of Freshwater Fish. 17, 54-58 (2003).
- Goede, R. W., Barton, B. A. Organismic indices and an autopsy-based assessment as health and condition of fish. American Fisheries Society Symposium. 8, 93-108 (1990).
- Adams, S. M., Brown, A. M., Goede, R. W. A quantitative health assessment index for rapid evaluation of fish condition in the field. Transactions of the American Fisheries Society. 122, 63-73 (1993).
- Kane, A. S., et al. Field sampling and necropsy examination of fish. Virginia journal of science. 50, 345-363 (1999).
- Yanong, R. P. E. Necropsy techniques for fish. Seminars in Avian and Exotic Pet Medicine. 12, 89-105 (2003).
- . American Fisheries Society (AFS) Use of Fishes in Research Committee, American Institute of Fishery Research Biologists and the Society of Ichthyologists and Herpetologists. Guidelines for the Use of Fishes in Research. , (2004).
- Bonar, S. A., Hubert, W. A., Willis, D. W. . Standard methods for sampling North American freshwater fishes. , (2009).
- Zale, A. V., Parrish, D. L., Sutton, T. M. . Fisheries Techniques, third edition. , 1009 (2013).
- Neiffer, D. L., Stamper, M. A. Fish sedation, anesthesia, analgesia, and euthanasia: considerations, methods, and types of drugs. Institute for Laboratory Animal Research. , 343-360 (2009).
- Clark, T. D., et al. The efficacy of field techniques for obtaining and storing blood samples from fishes. Journal of Fish Biology. 795, 1322-1333 (2011).
- Adewoyin, A. S., Nwogoh, B. Peripheral blood film – a review. Annals of Ibadan Postgraduate Medicine. 12, 71-79 (2014).
- Smith, S. B., et al. Illustrated field guide for assessing external and internal anomalies in fish. Information and Technology Report USGS/BRD/ITR. 2002-007, 46 (2002).
- Kane, A. S. . Descriptive guide to observing fish lesions. , (2005).
- Rafferty, S. D., Grazio, J. . Field manual for assessing internal and external anomalies in brown bullhead (Ameiurus nebulosus). , (2018).
- . European Association of Fish Pathologists. Necropsy manual. , (2018).
- Buckmeier, D. L., Irwin, E. R., Betsill, R. K., Prentice, J. A. Validity of otoliths and pectoral spines for estimating ages of channel catfish. North American Journal of Fisheries Management. 22, 934-942 (2002).
- Maceina, M. J., Sammons, S. M. An evaluation of different structures to age freshwater fish from a northeastern US river. Fisheries Management and Ecology. 13, 237-242 (2006).
- Secor, D. H., Dean, J. M., Laban, E. H., Stevenson, D. K., Campana, S. E. Otolith removal and preparation for microstructural examination. Otolith Microstructure Examination and Analysis. 117, 19-57 (1992).
- Gauthier, D. T., Cartwrwight, D. D., Densmore, C. L., Blazer, V. S., Ottinger, C. A. Measurement of in vitro leucocyte mitogenesis in fish: ELISA based detection of the thymidine analogue 5′-bromo-2′-deoxyuridine. Fish and Shellfish Immunology. 14, 279-288 (2003).
- Zelikoff, J. T., et al. Biomarkers of immunotoxicity in fish:from the lab to the ocean. Toxicology Letters. , 325-331 (2000).
- Hahn, C. M., Iwanowicz, L. R., Corman, R. S., Mazik, P. M., Blazer, V. S. Transcriptome discovery in non-model wild fish species for the development of quantitiative transcript abundance assays. Comparative Biochemistry and Physiology – Part D: Genomics and Proteomics. 20, 27-40 (2016).
- Harms, C. A., et al. Quantitative polymerase chain reaction for transforming growth factor-B applied to a field study of fish health in Chesapeake Bay tributaries. Environmental Health Perspectives. 108, 1-6 (2000).
- Braden, J. B., et al. Economic benefits of remediating the Sheboygan River, Wisconsin Area of Concern. Journal of Great Lakes Research. 34, 649-660 (2008).
- Blazer, V. S., et al. Tumours in white suckers from Lake Michigan tributaries: pathology and prevalence. Journal of Fish Diseases. 40, 377-393 (2017).
- Vethaak, A. D., Jol, J. G., Pieters, J. P. F. Long-term trends in the prevalence of cancer and other major diseases among flatfish in the southeastern North Sea as indicators of changing ecosystem health. Environmental Science & Technology. 43, 2151-2158 (2009).
- Teubner, D., Paulus, M., Veith, M., Klein, R. Biometric parameters of the bream (Abramis brama) as indicators for long-term changes in fish health and environmental quality – data from the German ESB. Environmental Science and Pollution Research. 22, 1620-1627 (2015).
- Schleiger, S. L. Fish health assessment index study of four reservoirs in north-central Georgia. North American Journal of Fisheries Management. 24, 1173-1180 (2004).
- Sutton, R. J., Caldwell, C. A., Blazer, V. S. Health assessment of a tailwater trout fishery associated with a reduced winter flow. North American Journal of Fisheries Management. 20, 267-275 (2000).
- Blazer, V. S., Schmitt, C. J., Dethloff, G. M. The necropsy-based fish health assessment. Biomonitoring of environmental status and trends (BEST) program: selected methods for monitoring chemical contaminants and their effects in aquatic ecosystems. , 18-21 (2000).
- Schmitt, C. J. Biomonitoring of environmental status and trends (BEST) program: Environmental contaminants and their effects on fish in the Mississippi River basin. Biological Science Report USGS/BRD/BSR. 2002-0004, 241 (2002).
- Hinck, J. E., et al. Chemical contaminants, health indicators, and reproductive biomarker responses in fish from rivers in the Southeastern United States. Science of the Total Environment. 390, 538-557 (2008).
- Lang, T., et al. Diseases of dab (Limanda limanda): Analysis and assessment of data on externally visible diseases, macroscopic liver neoplasms and liver histopathology in the North Sea, Baltic Sea and off Iceland. Marine Environmental Research. 124, 61-69 (2017).
Citar este artículo
Blazer, V. S., Walsh, H. L., Braham, R. P., Smith, C. Necropsy-based Wild Fish Health Assessment. J. Vis. Exp. (139), e57946, doi:10.3791/57946 (2018).