Uso de óxido de deuterio como herramienta no invasiva y no letal para evaluar la composición corporal y el consumo de agua en mamíferos
Summary
Este artículo describe la técnica de dilución de óxido de deuterio en dos mamíferos, un insectívoro y carnívoro, para determinar el agua corporal total, la masa corporal magra, la masa grasa corporal y el consumo de agua.
Abstract
Los sistemas de puntuación de condición corporal y los índices de condición corporal son técnicas comunes utilizadas para evaluar el estado de salud o la aptitud de una especie. Los sistemas de puntuación de condición del cuerpo dependen del evaluador y tienen el potencial de ser altamente subjetivos. Los índices de condición corporal pueden confundirse por forrajeo, los efectos del peso corporal, así como problemas estadísticos e inferenciales. Una alternativa a los sistemas de puntuación de condición corporal y los índices de condición corporal es el uso de un isótopo estable como el óxido de deuterio para determinar la composición corporal. El método de dilución de óxido de deuterio es una técnica cuantitativa repetible que se utiliza para estimar la composición corporal en humanos, vida silvestre y especies domésticas. Además, la técnica de dilución de óxido de deuterio se puede utilizar para determinar el consumo de agua de un animal individual. Aquí, describimos la adaptación de la técnica de dilución de óxido de deuterio para evaluar la composición corporal en grandes murciélagos marrones (Eptesicus fuscus) y para evaluar el consumo de agua en gatos (Felis catis).
Introduction
Los sistemas de puntuación de condición corporal y los índices de condición corporal son técnicas comunes utilizadas para evaluar el estado de salud o la aptitud de una especie1,2. Muchas especies domésticas y zoológicas tienen sistemas únicos de puntuación de condición corporal (BCS) que se utilizan para evaluar el músculo de un animal y el tejido graso superficial3. Sin embargo, la evaluación de BCS se basa en el evaluador, lo que significa que el BCS es una medida objetiva o semicuantitativa cuando es evaluada por un evaluador capacitado. En las especies de vida silvestre, los índices de condición corporal se utilizan comúnmente en lugar de BCS y se basan en una proporción de masa corporal al tamaño del cuerpo o masa corporal al antebrazo2. Condición del cuerpo indicis son a menudo confundidos por los efectos de la forrajeo y pueden ser confundidos por el tamaño del cuerpo, así como los problemas estadísticos e inferenciales4.
Una alternativa a los sistemas de puntuación de condición corporal y los índices de condición corporal es utilizar un isótopo estable para determinar la composición corporal. Un isótopo estable comúnmente utilizado es el óxido de deuterio (D2O), una forma no radiactiva de agua en la que los átomos de hidrógeno son isótopos de deuterio. El método de dilución de óxido de deuterio descrito en este estudio puede ser una técnica no subjetiva, cuantitativa y repetible utilizada para estimar la composición corporal en humanos5 y una amplia gama de especies4,6,7. Esta técnica puede ser ventajosa para estudiar la composición corporal en la vida silvestre. Por ejemplo, se puede utilizar para evaluar los cambios longitudinales en la composición corporal, como antes y después de una acción de gestión. Sin embargo, en algunas especies de vida silvestre el óxido de deuterio puede sobreestimar el contenido real de agua8. Por lo tanto, al adaptar la técnica para una especie, es importante validar el método comparando el método de óxido de deuterio con el análisis de canales para especies no amenazadas. En el caso de las especies amenazadas y en peligro de extinción, un método no destructivo como la absortiometría de rayos X dual (DXA) debe considerarse como un método de comparación alternativo al método destructivo estándar del oro para el análisis completo de la canal.
Además de la composición corporal, la técnica de dilución D2O se puede utilizar para determinar el consumo de agua de un animal individual9. Esta aplicación única de D2O se puede utilizar para responder no sólo preguntas de investigación, pero puede ser útil para evaluar el consumo de agua de animales individuales alojados en grandes entornos sociales.
Aquí, describimos la adaptación de la técnica de dilución D2O para evaluar la composición corporal en un insectívoro, grandes murciélagos marrones (Eptesicus fuscus), y para evaluar el consumo de agua en un carnívoro, gatos (Felis catis).
Protocol
Representative Results
Discussion
El uso de óxido de deuterio para determinar TBW se ha utilizado desde la década de 194017 y se utiliza en los seres humanos y una variedad de especies domésticas y de vida silvestre4,6,7. Se han desarrollado otras técnicas no destructivas, como el análisis de impedancia bioeléctrica (BIA), DXA y la resonancia magnética cuantitativa (QMR). Cada método tiene ventajas y desventajas que deben tenerse …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta investigación fue apoyada por el Acuerdo Cooperativo MDC (#416), el Acuerdo Cooperativo de Servicio Forestal de los Estados Unidos (16-JV-11242311-118), la Academia Americana de Nutrición Veterinaria y Waltham/Royal Canin, LA Subvención de los Estados Unidos (número de subvención: 00049049), la beca de capacitación NIH (número de subvención: T32OS011126) y el Programa de Estudios Otoros de Investigación Veterinaria de la Universidad de Missouri. Los autores agradecen a Shannon Ehlers por pre-revisar este manuscrito. Agradecemos al Dr. Robert Backus por proporcionar las normas D2O y permitir el uso de su 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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