Misurazione del cortisolo a Koala (Phascolarctos cinereus) Pelliccia

Gli ecosistemi australiani sostengono la vita umana attraverso la fornitura di servizi tra cui cibo e fibra tra molte altre interazioni dinamiche¹. Ironia della sorte, è l’attività umana che opera come il motore dominante della perturbazione dell’ecosistema attraverso il cambiamento della biodiversità². La frammentazione degli habitat, noto come processo di divisione di grandi habitat continui in piccole macchie di terra, isolate l’una dall’altra, è il principale cambiamento di biodiversità antropogenica che minaccia gli ecosistemi australiani². La frammentazione dell’habitat modifica la struttura e la diversità della composizione delle specie in qualsiasi area, riducendo così l’area di habitat necessaria a queste specie per mantenere le popolazioni vitali². Il risultato è una maggiore concorrenza tra le specie per le risorse tra cui cibo, carburante, fibra e acqua³. La distruzione degli ecosistemi australiani a seguito del cambiamento della biodiversità sta avendo conseguenze catastrofiche su molte specie autoctone australiane¹.

La specie marsupiale più iconica dell’Australia, il koala (Phascolarctos cinereus), dipende dal fatto che gli ecosistemi australiani rimangano sani per la loro sopravvivenza⁴. L’introduzione dell’insediamento europeo ha causato un rapido declino delle popolazioni australiane di koala, in quanto sono state massacrate per le loro pelli in cerca di profitto in un grande commercio di esportazione⁵. Questa pratica è stata vietata negli anni ’80 e le popolazioni di koala sono state quindi in grado di stabilizzare⁵. Tuttavia, la crescita esponenziale della popolazione umana ha portato questa specie a competere per gran parte del loro habitat, e la loro sopravvivenza è di nuovo sotto minaccia⁶. Secondo l’Unione Internazionale per la Conservazione della Natura (IUCN), tutte le popolazioni di koala australiani sono elencate come vulnerabili all’estinzione con una tendenza demografica in diminuzione⁷. Questo elenco è attribuito all’incertezza sui parametri della popolazione pertinenti e alla marcata variazione delle tendenze demografiche per questa specie⁷. Essendo gli animali più iconici ed endemici, i koala beneficiano in gran parte l’economia australiana attraverso il turismo (NSW Office of Environment and Heritage 2018). Una stima suggerisce che il turismo correlato al koala ha generato circa 9.000 posti di lavoro e contribuisce tra 1,1 e 2,5 miliardi di dollari per l’economia (NSW Office of Environment and Heritage 2018). La rimozione di qualsiasi specie ha il potenziale per essere catastrofica, e può essere visto nel costante declino della fauna selvatica australiana nativa⁶. Inoltre, l’economia australiana sentirà le ramificazioni se le popolazioni di koala australiani continueranno a diminuire al ritmo di⁶.

Si suggerisce che la prevalenza di morte e malattia in risposta alla frammentazione dell’habitat sia il risultato dello stress cronico⁸. 24 specie marsupiali sono già state dichiarate estinte in Australia a causa della frammentazione dell’habitat, con i koala che seguono una tendenza simile⁸. La complessità della frammentazione dell’habitat e dei sistemi biologici è sinergica, ma può essere discomificata attraverso l’analisi della risposta allo stress⁶. Generalmente, qualsiasi disturbo in un ambiente naturale di animali attiva una complessa cascata di eventi neuroormonali, noti come una risposta ‘lotta o volo’^9,10. Questa risposta allo stress è un processo che inizia nel cervello dove viene attivato l’asse ipotalamico-pituitario-surrenale (HPA)¹¹. Un componente del cervello chiamato l’ipotalamo rilascia l’ormone che rilascia corticotrofina (CRH), che poi segnala l’ipofisi anteriore per rilasciare l’ormone adrenocorticotrofico (ACTH)¹¹. Questo a sua volta stimola la secrezione glucocorticoide dalla medulla surrenale. Il corpo circola glucocorticoidi attraverso il sangue, che devia la conservazione del glucosio dal glicogeno e mobilita il glucosio dal glicogeno immagazzinato¹¹. Questa cascata di eventi neuroormonali è la risposta utilizzata dall’animale per affrontare stimoli imprevedibili¹¹. Tuttavia, quando i glucocorticoidi vengono rilasciati e rimangono elevati per un periodo prolungato di tempo, l’animale è considerato vivendo stress cronico^12,13. Questo processo comporta la deviazione di energia da altre funzioni corporee corporali, in quanto è necessario per la produzione di glucocorticoidi in corso¹³. Di conseguenza, lo stress cronico può vietare la crescita, la riproduzione e l’immunità, tutti essendo tratti chiave del fitness necessari per la sopravvivenza¹⁴.

Misurare la produzione di glucocorticoidi di un animale è un indicatore comune utilizzato per determinare se l’animale sta vivendo o meno stress fisiologico¹⁵. Per farlo, i glucocorticoidi possono essere misurati nel plasma sanguigno, siero, saliva, urina o feci¹⁶. Tuttavia, l’evidenza suggerisce che i capelli sono un indicatore molto più efficace di stress cronico, al contrario del suddetto¹⁶. Questo perché i capelli è pensato per incorporare ormoni trasmessi al sangue durante la sua fase di crescita; è relativamente stabile; e qualsiasi cortisolo rilevato nei capelli riflette lo stress fisiologico sperimentato nel periodo di crescita dei capelli, che può essere settimane fino a mesi¹⁶. Inoltre, qualsiasi raccolta di cortisolo dovrebbe essere non invasiva al fine di ridurre al minimo lo stress associato alla cattura e alla manipolazione¹⁶. Tuttavia, qualsiasi stress sperimentato durante questo evento non avrebbe un impatto sui livelli di glucocorticoide nei capelli¹⁶. Ci sono stati molti studi che esplorano la competenza di utilizzare i capelli per misurare lo stress a lungo termine in un certo numero di animali, e comprendono studi su renne, orsi grizzly, scimmie rhesus, buoi muso e orsi bruni^{17,18, 19} del 12 ^{, 20 anni , 21}. Il cortisolo per capelli viene solitamente estratto lavando prima il campione per garantire che il sudore e il cortisolo di derivazione sebum depositati sulla superficie dei capelli non venga co-estratto con cortisolo e poi polverizzando il campione in un perline-battitore²². Dopo il lavaggio, il campione deve essere essiccato per garantire la completa evaporazione²². Infine, utilizzando un solvente, il campione può essere estratto e ricostituito per facilitare il saggio di cortisolo²². Il solvente più comune utilizzato per estrarre il cortisolo dalla pelliccia è il metanolo^21,23; tuttavia, ci sono alcuni studi che utilizzano etanolo e isopropanolo nelle loro tecniche di estrazione del cortisolo. Ad esempio, uno studio che ha usato l’etanolo ha avuto successo per estrarre il cortisolo dal liquido amniotico umano²⁴. Inoltre, uno studio che ha usato isopropanol ha avuto successo per estrarre cortisolo da capelli e unghie umane^25,26. Per questo motivo, questo studio ha testato tutti e tre i solventi (metanolo, etanolo e isopropanolo) per determinare quale sia stato il più riuscito per l’estrazione del cortisolo da campioni di pelliccia di koala.

L’obiettivo principale di questo studio era quello di utilizzare le tecniche attuali per convalidare una tecnica ottimale di estrazione dell’ormone da utilizzare come misura non invasiva del cortisolo dalla pelliccia di koala. Ciò è stato ottenuto testando tre solventi di estrazione (metanolo, etanolo e isopropanolo). Abbiamo ipotizzato che il metanolo sarà il solvente ottimale utilizzato per estrarre il cortisolo dalla pelliccia di koala perché è il solvente raccomandato di estrazione da Arbor saggio cortisol kit²⁷.