Vi presenterer en protokoll for å fastslå den optimale ekstraksjon løsemiddel å måle kortisol fra Koala pels. Løsnings midlene som brukes i denne protokollen, er metanol, etanol og isopropanol. Bestemme en optimal ekstraksjon løsemiddel vil hjelpe i pålitelig måling pels for å fastslå effekten av kronisk stress på koalabjørner.
Optimale metoder for hormon utvinning brukes til å måle stress i dyr over utvalget typer er ikke alltid det samme. Australias ikoniske marsupial arter, Koala (Phascolarctos cinereus), ansikter langvarig eksponering for menneskeskapte-indusert stressorer og vurdering av kronisk stress i ville populasjoner er snarest berettiget. En av de mest effektive måtene å måle kronisk stress er gjennom å analysere glukokortikoid hormonet kortisol i hår eller pels, som det støtter fysiologiske og atferdsmessige responser. Dette laboratoriet validering studien tar sikte på å teste dagens teknikker for å validere en optimal Hormone utvinning metode som skal brukes som en ikke-invasiv måling av kortisol i Koala pels. Det er anerkjent at bruk av ikke-invasiv teknikker for å måle stress hormoner foretrekkes over tradisjonelle, invasive teknikker på grunn av sin ideelle praktiske og etiske ståsteder. I tillegg er det relativt lettere å skaffe pels fra koalabjørner enn det er å tilegne seg prøver av sitt blod. Denne studien brukte prøver av Koala pels ervervet fra Adelaide Koala og Wildlife Hospital å kjøre en rekke hormon utvinning teknikker i et forsøk på å validere en optimal kortisol utvinning metoden. Resultatene viste at 100% metanol ga den mest optimale løsningsmiddel utvinningen sammenlignet med 100% etanol eller 100% isopropanol basert på parallellisme resultater. I konklusjonen, denne metoden for kortisol utvinning fra Koala pels forutsatt en pålitelig ikke-invasiv analysen som kan brukes til å studere kronisk stress i koalabjørner.
Australske økosystemer opprettholde menneskelig liv gjennom levering av tjenester, inkludert mat og fiber blant mange andre dynamiske interaksjoner1. Ironisk nok er det menneskelig aktivitet som fungerer som den dominerende føreren av økosystemet avbrudd gjennom biologisk mangfold endring2. Habitat fragmentering, kjent som prosessen med å dele store sammenhengende habitater i små flekker av land, isolert fra hverandre, er den store menneskeskapte biologisk mangfold endring truende australske økosystemer2. Habitat fragmentering endrer strukturen og mangfoldet av arter sammensetning i et gitt område, og dermed redusere arealet av habitat nødvendig for disse artene å opprettholde levedyktig populasjoner2. Resultatet av dette er økt konkurranse mellom arter for ressurser, inkludert mat, drivstoff, fiber, og vann3. Ødeleggelsen av australske økosystemer gjennom endring av biologisk mangfold er å ha katastrofale konsekvenser for mange australske arter1.
Australias mest ikoniske marsupial arter, den Koala (Phascolarctos cinereus), avhenger av australske økosystemer gjenværende sunt for deres overlevelse4. Innføringen av den europeiske bosetningen førte til en rask nedgang i australske populasjoner av koalabjørner, da de ble slaktet for deres skinnene i jakten på profitt i en stor eksport handel5. Denne praksisen ble forbudt på 1980-tallet og bestander av koalabjørner var da i stand til å stabilisere5. Men eksponentiell vekst av den menneskelige befolkning har resultert i denne arten konkurrerer om mye av deres habitat, og deres overlevelse er igjen under trussel6. Ifølge International Union for Conservation of Nature (IUCN), er alle populasjoner av australske koalabjørner oppført som sårbare for utryddelse med en synkende befolknings trend7. Denne oppføringen er tilskrevet usikkerheten rundt relevante befolknings parametre og markert variasjon i befolknings trender for denne arten7. Som den mest ikoniske og endemisk dyr, koalabjørner i stor grad nytte den australske økonomien gjennom turisme (NSW Office of Environment and Heritage 2018). Et anslag tyder på at Koala relatert turisme har generert ca 9 000 arbeidsplasser og bidrar mellom $1,1 og $2 500 000 000 til økonomien (NSW Office of Environment og Heritage 2018). Fjerning av en Art har potensial til å bli katastrofale, og kan sees i jevn nedgang på Native Australian Wildlife6. I tillegg vil Australia økonomien føler konsekvenser hvis populasjoner av australske koalabjørner fortsetter å avta på den hastigheten de er6.
Det er antydet at utbredelsen av død og sykdom som svar på habitat fragmentering er et resultat av kronisk stress8. Allerede har tjuefire marsupial arter blitt erklært utryddet i Australia på grunn av habitat fragmentering, med koalabjørner etter en lignende trend8. Kompleksiteten av habitat fragmentering og biologiske systemer er synergi, men kan pakkes ut gjennom analyse av stress respons6. Generelt aktiverer enhver forstyrrelse i et dyr naturlige omgivelser en kompleks kaskade av neurohormonal hendelser, kjent som en “fight or flight” respons9,10. Dette svaret på stress er en prosess som begynner i hjernen der hypothalamus-hypofysen-adrenal (HPA) aksen er aktivert11. En del av hjernen kalles hypothalamus utgivelser corticotrophin-lanserer Hormone (CRH), som deretter signaliserer fremre hypofysen til å løslate adrenocorticotrophic Hormone (ACTH)11. Dette i sin tur stimulerer glukokortikoid sekresjon fra binyrene forlengede. Kroppen sirkulerer glukokortikoider gjennom blodet, som viderekobling lagring av glukose fra glykogen og mobiliserer glukose fra lagret glykogen11. Dette kaskade av neurohormonal hendelser er responsen som brukes av dyret til å håndtere uforutsigbare stimuli11. Imidlertid, når glukokortikoider slippes og være opphøyet for en lengre periode av tid, det dyr er betraktet som å bli erfaring kronisk anstrengelse12,13. Denne prosessen innebærer viderekobling energi bort fra andre fysisk kroppsfunksjoner, som det er nødvendig for pågående glukokortikoid produksjon13. Som et resultat, kronisk stress kan forby vekst, reproduksjon og immunitet, alle er viktige fitness egenskaper som kreves for overlevelse14.
Måler en dyrene ‘ glukokortikoid produksjon er en vanlig indikatoren anvendt å avgjøre hvorvidt eller ikke det dyr er erfaring fysiologisk trykk15. For å gjøre dette, kan glukokortikoider måles i blodplasma, serum, spytt, urin eller avføring16. Imidlertid tyder tyder på at håret er en mye mer effektiv indikator på kronisk stress, i motsetning til de nevnte16. Dette er fordi håret er antatt å innlemme blod-borne hormoner i sin vekstfase; Det er relativt stabilt; og eventuelle kortisol oppdaget i håret reflekterer fysiologisk stress oppleves over perioden av hårvekst, som kan være uker gjennom til måneder16. Videre bør enhver samling av kortisol være ikke-invasiv for å minimere stress forbundet med fangst og håndtering16. Men noe stress opplevde i løpet av denne hendelsen ville ikke påvirke glukokortikoid nivåer i håret16. Det har vært mange studier som utforsker ferdighet av å bruke håret til å måle langsiktige stress i en rekke dyr, og inkluderer studier på reinsdyr, grizzly bjørner, rhesus aper, muskoxen, og brune bjørner17,18, 19 andre priser , 20 priser og , 21. Hair kortisol er vanligvis ekstrahert ved først å vaske prøven for å sikre svette og sebum-avledet kortisol avsatt på overflaten av håret er ikke co-ekstrahert med kortisol og deretter pulverizing prøven i en perle-visp22. Etter vask må prøven tørkes for å sikre fullstendig fordampning22. Til slutt, ved hjelp av et løsemiddel, kan prøven trekkes ut og rekonstituert å lette analysen av kortisol22. Den vanligste løsemiddel som brukes til å trekke ut kortisol fra pels er metanol21,23; Det er imidlertid noen studier som bruker etanol og isopropanol i sine kortisol utvinning teknikker. For eksempel, en studie som brukte etanol var vellykket for utpakking av kortisol fra humant fostervann væske24. I tillegg en studie som brukte isopropanol var vellykket for utpakking av kortisol fra menneskehår og negler25,26. Av denne grunn, denne studien testet alle tre løsningsmidler (metanol, etanol, og isopropanol) for å finne ut hvilke som var mest vellykket for ekstraksjon av kortisol fra prøver av Koala pels.
Det primære målet med denne studien var å bruke dagens teknikker for å validere en optimal hormon utvinning teknikk som skal brukes som en ikke-invasiv måling av kortisol fra Koala pels. Dette ble oppnådd ved å teste tre avsugs løsemidler (metanol, etanol og isopropanol). Vi hypotetisk gjennomsnitt at metanol vil være den optimale løsemiddel som brukes for utpakking av kortisol fra Koala pels fordi det er den anbefalte løsningsmiddel for ekstraksjon av Arbor analysen kortisol kits27.
Det finnes en rekke studier som bruker en rekke teknikker for å oppdage kortisol i pattedyr pels. Denne studien presenterer resultater for påvisning av kortisol i pels samlet fra en vill Koala eksponert for dagens menneskeskapte stress. Denne banebrytende studien brukte pels for å teste hvilke av de tre brukte løsemidler er best på å utvinne kortisol, et mål på kronisk stress, fra Koala pels. Resultatene viste at 100% metanol var det anbefalte løsningsmidlet for kortisol ekstraksjon i denne type pattedyr pels.</…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet gjennom oppstart forskningsmidler for Edward Narayan gjennom Western Sydney University, School of Science and Health. Forfatterne takker Jack Nakhoul for hjelp med prøven behandling.
Centrifuge Tubes | n/a | n/a | 1.5 mL |
Chrome Steel Beads | n/a | n/a | 3.2 mm x 3 |
Cortisol Kit | Arbor Assays | K003-H1W | Manufactured in Michigan USA |
DetectX Cortisol Enzyme Immunoassay Kit | Arbor Assays | K003-H5 | Used first-time for cortisol testing in koala fur |
Ethanol | n/a | n/a | HPLC Grade |
Isopropanol | n/a | n/a | HPLC Grade |
Methanol | n/a | n/a | HPLC Grade |
Micro Pipette | n/a | n/a | n/a |
Micro Precision Sieve | n/a | n/a | 0.5 mm |
Microplate Reader | Bio Radi | n/a | n/a |
Microplate Washer | Bio Radi | n/a | n/a |
Orbital Shaker | Bio Line | n/a | n/a |
Plastic Weighing Boat | n/a | n/a | n/a |
Plate Sealer | n/a | n/a | n/a |
Precision Balance | n/a | n/a | n/a |
Vortex Mixer | Eppendorf | n/a | n/a |