Name: fecal glucocorticoid analysis: non-invasive adrenal monitoring in equids
Uploaded: 2016-04-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 2 s
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Funding for the production of this manuscript was provided by Nottingham Trent University. The authors wish to thank the University yard manager, Anna Gregory for the use of her horses and provision of fecal samples for use in the protocol. Thanks also to Chester Zoo Wildlife Endocrinology Laboratory for use of their facilities.

declaração de ética: os procedimentos que envolvem temas de amostragem de campo e animais foram aprovados pela Escola de Animal, Rural e Ciência Ambiental (ARES) na Nottingham Trent University. 1. Recolha de amostras fecais NOTA: Devem ser usadas luvas ao manusear amostras fecais e metanol. Se existe uma forte suspeita de que um animal pode estar sofrendo de uma doença zoonótica, roupas de proteção, como também deve ser usado um jaleco. <ol><li> Recolha das amostras fecais, o mais rapidamente possível (dentro de minutos a algumas horas) após a defecação e colocá-los dentro de um saco de amostra. De três a cinco subamostras de qualquer amostra defecated com um peso total de aproximadamente 10 g. Rotular o saco com o tempo e a data da colheita, identificação individual e congelar a amostra a -20 ° C até à análise. </li><li> Para minimizar o erro, congelar as amostras a -20 ° C até o estudo estar completa, em seguida, reunir as amostras para análise em conjunto como um único lote. &lt;/ Li&gt; </ol> 2. Fecal Hormone Extração <ol><li> Deixar as amostras fecais para descongelar à temperatura ambiente. </li><li> Certifique-se de que as amostras são homogeneizadas por mistura manualmente cada amostra em seu próprio saco de amostra. </li><li> Para cada amostra, pesar 0.50 (± 0,003 g) de material fecal numa microbalança de um barco de pesagem, em seguida, transferir as fezes para um frasco de vidro de 8 mL. Use um novo pesar barco para cada amostra e limpar a pinça com 30% de metanol entre cada amostra. </li><li> Combinar a 0,5 g de material fecal, com 5 ml de 90% de metanol: água, e agitar O / N num agitador orbital, à temperatura ambiente. </li><li> Na manhã seguinte, vortex a amostra e, em seguida, centrifuga-se durante 20 min a 600 g. </li><li> Decantar a fracção de metanol num tubo de vidro de 16 x 125 mm2 e colocar num suporte num banho de água regulado para uma temperatura de 37 ° C. Evaporar a seco usando ar em uma câmara de exaustão. Lavar o frasco de extração e coloque o sedimento fecal restante em um saco de resíduos clínicos para a eliminação. </li><li> Re-suspender os extractos fecais em 100%, 1 ml de metanol e transferir para um tubo de polipropileno de 12 x 75 mm2. Imediatamente PAC e armazenar a -20 ° C até análise. </li></ol> 3. Análise Hormona <ol><li> Realizar a análise com uma enzima ligada-imunoensaio (EIA), utilizando soro policlonal corticosterona CJM006. NOTA:. Um segundo EIA foi testado (Cortisol R4866 anti-soro, mas este não conseguiu alcançar a etapa de validação bioquímica (ver secção 4.1) O anti-soro policlonal corticosterona CJM006 e Cortisol R4866 anti-soro e do respectivo HRP de são fornecidos por CJ Munro, da Universidade da Califórnia, Davis, CA. </li><li> Diluir o anti-soro a 1: 15000 em tampão de revestimento (NaHCO3 0,05 M, pH 9,6) utilizando uma pipeta repetitivo e uma ponta de pipeta 50 ul, carregar uma placa de microtitulação de 96 poços com 50 ul / poço. Cobrir a placa com um vedante de placa e incubar O / N a 4 ° C. Deixar dois poços não revestidos para representar as cavidades de ligação não específica (NSB). </li><li> Imediatamente antes da utilização lavar as placas de microtítulo cinco vezes utilizando um lavador de placas de microtitulação automático (solução de lavagem; 0,15 M de NaCl, 0,05% de Tween 20). </li><li> Carregar as placas com 50 ul por poço, durante a NSB de e poços [tampão EIA (0,1 M NaPO4, NaCl 0,149, 0,1% de albumina de soro de bovino, pH 7,0) somente] &quot;zero&quot;, padrões (corticosterona, 3,9 - 1.000 pg / bem) ou amostras de extracto fecal (apropriadamente diluído em 1:20 tampão EIA, ver secção 4.1). Normas e zeros deve ser executado em triplicado e quadriplicado, respectivamente. Diluídas amostras de extracto fecais e NSB de deve ser executado em duplicado. </li><li> Siga este imediatamente com a adição de 50 ul / cavidade do rótulo ᵻ rábano conjugado com peroxidase diluído em tampão EIA para 1: 70000. </li><li> Incubar as placas de microtitulação no escuro durante 2 horas à temperatura ambiente. </li><li> Lavam-se as placas de microtitulação com uma solução de lavagem 5 vezes e incuba-se as placas à TA no escuro com 100 ul / WELl de substrato RT [0,4 mM de 2,2&#39;-azino-di- sal (ácido 3-etilbenztiazolino sulfónico) de diamónio, 1,6 mM de H 2 O 2, citrato 0,05 M, pH 4,0]. Prepara-se o substrato imediatamente antes do uso. </li><li> Usar um espectrofotômetro no comprimento de onda de 405 nm e ler as placas de microtítulo. A incubação das placas é considerada completa quando a densidade óptica dos poços de zero atinge 0,8 a 1,0. </li><li> Para assegurar a reprodutibilidade, utilizar controlos [normas EIA ou uma amostra biológica diluída em tampão EIA para se ligar a cerca de 30% (padrão EIA), 50% (uma amostra biológica, por exemplo, piscina de cavalo doméstico extracto fecal) e 70% (padrão EIA) ] para demonstrar uma intra- e inter-ensaio coeficientes de variação de &lt;10% e &lt;15%, respectivamente. </li></ol> 4. Enzyme Linked-imunoensaio: Validação para as espécies Estudo e Sexo <ol><li> Biochemical Validation (Paralelismo) <ol><li> Usando tampão EIA, execute uma diluição em série em pool fecal adicionalct, de preferência proveniente de amostras suspeitas de alta e baixa concentração de hormônio de vários indivíduos (intervalo: puro, 1: 2 a 1: 8192) e executado no EIA como descrito na seção 3. NOTA: Um paralelismo é considerada alcançada quando as diluições em série de extractos fecais produzir uma curva de deslocamento paralelo com os resultados da curva de regressão linear e padrão demonstram R2&gt; 0,90, uma inclinação&gt; 0,50 e p &lt;0,05. O extracto fecal diluídos em série que liga-se a cerca de 50% na curva padrão deve ser considerada a diluição ideal para executar todos os extractos fecais (por exemplo, 1:20). Não há nenhuma interferência considerado no ensaio, quando os resultados de regressão linear demonstram R2&gt; 0,90 e p &lt;0,05. </li></ol></li><li> Biochemical Validation (Interferência) <ol><li> Pico de 200 ul de padrões diluídos em série (zero, 3,9 a 1000 ng / poço de corticosterona) com 200 ul do extracto fecal apropriadamente diluído reunidas [diluído a 50% de ligação determinadas por ParalleliSM (01:20)] e executado no EIA como na secção 3. A seguir trama análise EIA a concentração observada menos o fundo (concentração da amostra zero) em função da concentração esperada. NOTA: Se a adição de extrato fecal reunidas diluída com padrões não altera significativamente os resultados da regressão quantidade esperada e lineares produz R 2&gt; 0,90, uma encosta perto de 1,0 e p &lt;0,05. Nenhuma interferência com o EIA foi alcançado. </li></ol></li><li> Validação Biológica: NOTA: A demonstração de que o EIA escolhido tem a capacidade de medir as mudanças biologicamente relevantes da hormona de interesse [por exemplo, o aumento da concentração de glicocorticóides na sequência de um farmacológico (ACTH é muitas vezes um procedimento licenciado) ou desafio biológico (por exemplo, psicológica e / ou ambiental; mais provável que seja um acontecimento desregulada oportunista)]. <ol><li> Selecione, extrair e analisar amostras fecais para as concentrações de metabólitos de glicocorticóidesusando o processo descrito nas secções 1-3 antes e depois de um evento desafiador. NOTA: Um evento desafiador será espécies específicas. Um método de exemplo é fornecido abaixo para o cavalo doméstico. Exemplos completos de eventos desafiadores para os cavalos têm sido publicados anteriormente, incluindo o uso de gestão 9 e maneio procedimentos 16. Um aumento significativo nas concentrações de metabolitos de glucocorticóides após o evento desafiador devem ser observadas e confirmadas por meio de análise estatística. Esta deve incorporar, onde apropriado, o efeito de medidas repetidas, data da amostra e individuais. validação biológico é então considerado alcançado. </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

análise de corticosterona fecal fornece um meio de avaliar os padrões de longo prazo da atividade adrenal em cavalos. A natureza não-invasiva do método supera os efeitos de confusão de outros métodos de amostragem utilizados para avaliar a atividade adrenal incluindo saliva e no plasma análise 9. Além disso, a técnica tem uma vantagem não-invasivo claro se estudando cavalos livres que vão. Há vários pontos-chave para discussão em relação a este método e seu uso adequado. Um passo crítico no protocolo é a validação do ensaio para a espécie em questão e escolha anticorpo apropriado. Se o anticorpo reage de forma cruzada usado com metabolitos de glucocorticóides estruturalmente semelhantes, mas funcionalmente diferentes isto pode confundir os resultados 17. Assim, ensaios para medir metabolitos hormonais requerem uma validação fisiológico ou biológico cuidado, detalhes dos quais não existem na literatura 18,19 e dentro do protocolo described. A condição da amostra fecal precisa ser considerado incluindo frescura da amostra e exposição ambiental que ambos foram mostrados para afetar os níveis de metabólitos hormonais 20. Chuva excessiva ou exposição a luz do sol são conhecidos por causar aumentos ou diminuições das concentrações dos metabólitos, devido à metabolização bacteriana 21. Os pesquisadores que desejam coletar amostras de diferentes graus de frescura deve investigar os efeitos do tempo sobre a integridade da amostra, além de impacto ambiental. Isto pode ser feito antes do estudo através da criação de uma pequena experiência e periodicamente amostragem fezes de indivíduos masculinos e femininos, com diferentes graus de frescura e exposição a variáveis ​​climáticas. Na maioria dos cenários de investigação, amostras de indivíduos conhecidos vai ser útil ou necessário 10. Em cavalos domésticos isto pode ser conseguido por monitorização de um grupo para a defecação ou utilizando marcadores de alimentos ingeridos a IDentify fezes de indivíduos em grupos maiores 12. Em espécies que vão livre este pode ser demorado como o acompanhamento individual será necessário. Ao seleccionar o método de análise de glicocorticóides, deve ser considerado que os resultados do ensaio de corticosterona fecal representam uma amostra reunida ao longo do tempo, em vez de um ponto de medida em tempo; Portanto, haverá menos flutuação dos dados. Se o pesquisador está interessado em efeitos a longo prazo de uma situação, a técnica de criação ou prática de gestão, em seguida, a análise fecal oferece uma técnica adequada. Se for necessária a avaliação de padrões curto prazo da concentração de hormona, em seguida, o plasma ou análise salivar seria o método preferido.

O método descrito pretende analisar concentrações de corticosterona em fezes equina, a fim de fornecer uma avaliação não-invasiva da actividade supra-renal. Medir a atividade do hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) é uma abordagem aceite para estudar a resposta a situações potencialmente aversivas em ambas as espécies em cativeiro e domésticos. A técnica de referência e o método mais amplamente utilizado é o uso de um plasma sanguíneo no entanto, métodos alternativos, tais como a análise fecal foram desenvolvidas de modo a ultrapassar a tensão induzida por amostragem de sangue em si e permitem que a capacidade de monitorar as espécies que vão livre. Durante uma situação de aversivo, homeostase fisiológica é interrompido. O hipotálamo no cérebro libera hormônio liberador de corticotrofina (CRH), que atua na glândula pituitária e estimula a liberação de hormônio adrenocorticotrófico (ACTH). ACTH entra na corrente sanguínea e estimula o córtex adrenal a secretar speciede s glicocorticóides específicos (CG). Os glicocorticóides estão intimamente ligados a eventos estressantes ao invés de ser consistentemente produzidos em todos os estados de energia elevada, portanto, eles são muitas vezes medidos em preferência sobre outros de estresse ligado hormônios 2. Os glucocorticóides são responsáveis ​​por diversos efeitos adaptativos em cavalos. A energia é rapidamente mobilizados a partir de locais de armazenagem no corpo sob a forma de ácidos gordos e de glucose, o consumo de oxigénio é aumentada, a função sensorial é reforçada 3 e o fluxo sanguíneo é reduzido em áreas não necessárias para o movimento 4. Além de atuar como um mecanismo de enfrentamento, o aumento induzido stress na glicocorticóides também pode ajudar a preparar o animal para a próxima estressor 5. Avaliando os níveis de hormona no plasma e na saliva envolve a medição da hormona em circulação real no entanto, a medição dos metabolitos nas fezes medidas do produto final metabólico da hormona. esteróides circulantes são catabolized na lIver antes da excreção para a bílis onde sofrem mais alterações facilitados pelas atividades enzimáticas da flora bacteriana intestinal dentro da faixa 6. Portanto, imunoensaios dirigidos a glucocorticóides no sangue pode não ser adequado para análise de metabolitos fecais 7 glucocorticóides. Como recolha de fezes pode ser levada a cabo sem perturbar o cavalo, a análise de fezes para corticosterona, tem sido amplamente utilizado para monitorizar a actividade HPA num número de circunstâncias. Corticosterona elevada nas fezes de cavalos tem sido relatada em resposta a situações potencialmente aversivas, nomeadamente durante o tratamento veterinário pós-operatório 8 e em habitação restritiva 9. Amostragem fecal reflete um nível de glicocorticóides agrupada ao longo do tempo, em vez de o ponto de amostragem de tempo oferecido pelo plasma e saliva tornando-o adequado para o acompanhamento a longo prazo, crónica ou padrões sazonais 10. Devido à não-invasivanatureza do método, as amostras podem ser colhidas repetidamente para um indivíduo sem a necessidade de captura ou de contenção 11. No entanto, as espécies de tempo específico trânsito intestinal deve ser levado em conta no planejamento de um protocolo de amostragem. Em cavalos, tempo de trânsito intestinal é de cerca de 18 h, por conseguinte, 12, resposta adrenal e metabolitos subsequentes de corticosterona pode ser detectado nas fezes um dia após a activação inicial do eixo HPA. Ao utilizar técnicas de imunoensaio não-invasivos uma validação cuidadosa para a espécie a ser investigada é essencial 13. Além disso, as diferenças de sexo na excreção de metabolitos da hormona foram relatados provavelmente devido a diferenças na taxa metabólica e o tipo de metabólito excretado corticosterona em várias espécies, incluindo ratos, 14 e 15 galinhas. Foi, portanto, importante como parte deste método que o ensaio foi validado para uso em cavalos domésticos masculinos e femininos, como está detalhado no the protocolo. Essa diferença no metabolismo hormonal entre os sexos tem consequências para a qualidade dos dados, no entanto, raramente é abordada e incluído como parte da validação do ensaio. Este método não-invasivo permite a avaliação de longo prazo da atividade adrenal em cavalos domésticos. Os detalhes do protocolo tanto a validação do ensaio e da técnica de ensaio em si.

<table><tbody><tr><td>Corticosterone antibody &amp;amp; HRP kit</td><td>Coralie Munro - UC Davis</td><td></td><td>No longer available through UC Davis - please see Arbor Assays</td></tr><tr><td>Cortisol antibody &amp;amp; HRP kit</td><td>Coralie Munro - UC Davis</td><td></td><td>No longer available through UC Davis - please see Arbor Assays</td></tr><tr><td>Corticosterone synthetic standard hormone</td><td>Sigma Aldrich</td><td>50-23-7</td><td>Harnful if ingested or with skin contact. Use in fume cupboard</td></tr><tr><td>Cortisol synthetic standard hormone</td><td>Sigma Aldrich</td><td>15087-01-1</td><td>Harmful if ingested or with skin contact. Use in fume cupboard</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>67-56-1</td><td>Irritant. Use in fume cupboard</td></tr><tr><td>Sodium Bicarbonate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>144-55-8</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Sodium Carbonate Anhydrous</td><td>Sigma Aldrich</td><td>497-19-8</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Sodium Phosphate Dibasic</td><td>Sigma Aldrich</td><td>7558-79-4</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Sodium Phosphate Monobasic</td><td>Sigma Aldrich</td><td>10049-21-5</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>BSA</td><td>Sigma Aldrich</td><td>9048-46-8</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Tween 20</td><td>Sigma Aldrich</td><td>9005-64-5</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Citric Acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>77-92-9</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>ABTS</td><td>Sigma Aldrich</td><td>30931-67-0</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Hydrogen Peroxide 30%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>7722-84-1</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Sodium Chloride</td><td>Sigma Aldrich</td><td>7647-14-5</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Buffer capsules - pH 4</td><td>VWR</td><td>332732B</td><td></td></tr><tr><td>Buffer capsules - pH 7</td><td>VWR</td><td>332742D</td><td></td></tr><tr><td>Buffer capsules - pH 10</td><td>VWR</td><td>332762H</td><td></td></tr><tr><td>Hydrochloric Acid</td><td>Sigma Aldrich</td><td>435570</td><td>Irritant. Use in fume cupboard</td></tr><tr><td>Sodium Hydroxide</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5881</td><td>Irritant</td></tr><tr><td>Analytical balance</td><td>Fisher Scientific</td><td>BFS-525-010A</td><td></td></tr><tr><td>Air compressor</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Computer +printer</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>fridge-freezer</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Drying apparatus</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>+tubing</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Flammable liquid storagecabinet</td><td>VWR</td><td>649-002</td><td></td></tr><tr><td>Fume cupboard</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hot-plate stirrer</td><td>VWR</td><td>640-282</td><td></td></tr><tr><td>Microplate reader</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microplate washer</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pH meter</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Eppendorf Research&amp;reg; pipettes - multipack option 2</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipette - 1,000 &amp;micro;l</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipette - 200 &amp;micro;l</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipette - 20 &amp;micro;l</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Repeater pipette</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipette filler</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Orbital shaker</td><td>Progen Scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sonicator</td><td>Hilsonic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vortex</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Warm water bath</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Water purification system</td><td>Millipore</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

fecal glucocorticoid analysis: non-invasive adrenal monitoring in equids

Adrenal activity can be assessed in the equine species by analysis of feces for corticosterone metabolites. During a potentially aversive situation, corticotrophin releasing hormone (CRH) is released from the hypothalamus in the brain. This stimulates the release of adrenocorticotrophic hormone (ACTH) from the pituitary gland, which in turn stimulates release of glucocorticoids from the adrenal gland. In horses the glucocorticoid corticosterone is responsible for several adaptations needed to support equine flight behaviour and subsequent removal from the aversive situation. Corticosterone metabolites can be detected in the feces of horses and assessment offers a non-invasive option to evaluate long term patterns of adrenal activity. Fecal assessment offers advantages over other techniques that monitor adrenal activity including blood plasma and saliva analysis. The non-invasive nature of the method avoids sampling stress which can confound results. It also allows the opportunity for repeated sampling over time and is ideal for studies in free ranging horses. This protocol describes the enzyme linked immunoassay (EIA) used to assess feces for corticosterone, in addition to the associated biochemical validation.

cavalos domésticos (n = 16, 8 éguas, 8 capões), com uma idade média de 15 anos (± 3) foram agrupados de acordo com o sexo e submetido a quatro projetos de habitação com níveis crescentes de isolamento social (n = 4 cavalo / tratamento). Habitação 1 envolveu cavalos que vivem em um ambiente de rebanho, simulando intimamente seu habitat natural. Habitação 2 envolvidos cavalos que vivem em pares em um celeiro interior. Habitação 3 cavalos envolvidos alojado sozinho em estábulos, mas com contato visual para outros cavalos e habitação 4 envolvidos isolamento total dos cavalos. A exposição a cada tratamento foi em blocos ao acaso por um período de cinco dias. Em seguida, os cavalos foram acabou em piquetes de capim em seus grupos experimentais por dois dias antes da exposição ao tratamento seguinte habitação. Amostras de fezes foram coletadas uma vez por dia nos dias 1, 2 e 3 gasto dentro de cada tratamento habitação de n = 8 cavalos (n = 2 cavalos dentro de cada tratamento). Amostras de fezes foram coletadas mais rapidamente possível e dentro de 1 hora após a defecação. Todas as amostras foram coletadas após 1.200 horas no primeiro dia cheio de significado stabling que a primeira amostra no primeiro dia foi recolhido pelo menos 20 horas depois que o cavalo foi introduzido para o tratamento da habitação. As amostras de um dia, dois e três (total de 24 amostras por projeto de habitação) foram avaliados para níveis de corticosterona fecal reflexivas do passado 18 horas devido a taxa de passagem da digesta 12. Os mesmos cavalos individuais foram usadas para a análise fecal ao longo do estudo. Para maiores detalhes sobre este desafio biológica, incluindo os parâmetros de medição adicionais por favor consulte o trabalho de 9 exemplos alternativos publicados de eventos desafiadores para cavalos domésticos também podem ser encontradas na literatura 16. Esta seção fornece exemplos de resultados de uma validação bioquímica (paralelismo), tanto para corticosterone e cortisol em fezes de cavalos domésticos masculinos e femininos. Esta seção também fornece dados representativos obtidos da extração fecal e análise de EIA. Os resultados foram obtidos como parte de um estudo maior que investigou o impacto do isolamento social provocado pelo projeto de habitação, sobre o comportamento dos equídeos e fisiologia 9. Os resultados da validação bioquímica revelou que o EIA corticosterona era apropriado para medir a atividade adrenal vinculativo [Figura 1A amostra masculina% = 25,349 + 0,729 (ligação% standard), R2 = 0,9545, F (1, 7) = 146,710, p inferior a 0,001); Figura 1B amostra feminina% de ligação = 29,989 + 0,7198 (% padrão de ligação), R2 = 0,95594, F (1, 7) = 151,865, p inferior a 0,001], mas a ligação não é o cortisol EIA [Figura 1C amostra masculina% = 79,089 + 0,0629 (% padrão de ligação), R2 = 0,175, F (1, 7) = 1.485, p = 0,262); amostra feminina Figura 1D% De ligação = 81,652 + 0,0772 (% padrão de ligação), R2 = 0,257, F (1, 7) = 2.422, p = 0,164]. Como o EIA corticosterona demonstrado o paralelismo ao contrário do EIA cortisol e teste de interferência na corticosterona EIA não revelou nenhuma evidência de interferência na matriz, como a adição de extrato fecal diluído com os padrões de corticosterona não alterou o valor esperado (masculino: Observado = 1.302 + 1.017 (esperado) , R2 = 0,9972, F1, 7 = 1287,128, p &lt;0,001; feminino: Observado = 0,3169 + 1,0931 (esperado), R2 = 0,9972, F1, 7 = 2432,65, p &lt;0,001;). Os resultados do EIA revelou que não havia nenhuma diferença significativa nos níveis de corticosterona entre cavalos machos (M = 37,7, DP = 14,1) e cavalos fêmeas (M = 33,8, DP = 12,7; t (70) = 1,23, p = 0,22) . O nível de corticosterona fecal aumentou à medida que o nível de isolamento aumentadas. Isoladas cavalos (projeto de habitação 4) tinham significativamente altaer níveis de corticosterona fecal em comparação com todos os outros projetos habitacionais (Wilks Lambda = 0,58, F (3, 18) = 4,29, p = 0,01, eta parcial multivariada quadrado = 0,42; p ≤0.02). O nível de corticosterona fecal foi maior para todos os cavalos em todos os três dias da amostra durante a habitação mais isolado quando comparado aos outros tratamentos de habitação. As concentrações de corticosterona fecal média para cada desenho do alojamento para cada dia são apresentados na Tabela 1. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/53479/53479fig1.jpg" /> Figura 1. Biochemical Validation (Paralelismo) de um corticosterona e cortisol Enzyme Linked-imunoensaio para homens e mulheres Horses. Esta figura detalha a ligação de piscinas diluídas em série de masculino e cavalo doméstico extratos fecais do sexo feminino contra o aumento das concentrações curva padrão de corticosterona e cortisol na cento uma AIA. Os resultados demonstram que ocorticosterona (A, do sexo masculino; B, do sexo feminino) e não o cortisol EIA (C, do sexo masculino; D, feminino). rendeu um sucesso curva de deslocamento paralelo com a curva de corticosterona padrão EIA <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53479/53479fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <table><tbody><tr><td rowspan="3"></td><td colspan="4"></td></tr><tr><td colspan="4"> MÉDIA (± SD) corticosterona fecais (ng / g) em cada tratamento HABITAÇÃO </td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> TRATAMENTO DE HABITAÇÃO </td><td> Dia 1 </td><td> Dia 2 </td><td> dia 3 </td><td> NO GERAL </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td&gt; </tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 1 </td><td> 31,73 ± 10,2 </td><td> 32,18 ± 8,0 </td><td> 29,22 ± 5,9 </td><td> 31,05 ± 7,8 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 2 </td><td> 32,75 ± 10,0 </td><td> 33,66 ± 12,9 </td><td> 34.67 ± 9.3 </td><td> 33,69 ± 10,3 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 3 </td><td> 35,06 ± 14,6 </td><td> 35,14 ± 15,9 </td><td> 33,13 ± 12,5 </td><td> 34,44 ± 13,6 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> &lt;/ Td&gt; <td></td><td></td><td></td><td> * </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 38.16 ± 17.8 </td><td> 42,00 ± 16,7 </td><td> 41,52 ± 17,6 </td><td> 40,56 ± 16,5 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table> Tabela 1. A média (± SD) Fecal corticosterona (ng / g) para cada tratamento Habitação para Days Um, Dois e Três e Meio Fecal corticosterona (ng / g) para todos os três dias (geral) em cada tratamento Habitação. Esta tabela mostra os valores médios para corticosterona fecal (ng / g) ± desvio padrão para cada um dos tratamentos de habitação durante o dia um, dois e três. As amostras foram coletadas pelo menos 20 horas após a cavalos entraram na habitação. Ele também mostra corticosterona fecal média (ng / g) ± desvio padrão para todos os três dias (geral) em cada tratamento habitação. O concentrat corticosterona fecalion foi significativamente maior (*) durante o projeto isolado habitação. A menor concentração de corticosterona fecal para todos os dias foi encontrado no grupo de tratamento alojados (tratamento 1). Adaptado de Yarnell et al. (2015), com a permissão do Journal of Physiology and Behaviour.

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Fecal Glucocorticoid Analysis: Non-invasive Adrenal Monitoring in Equids

Adrenal activity can be assessed in the equine species by analysis of feces for corticosterone metabolites. The method offers a non-invasive option to assess long term patterns in both domestic and free ranging horses. This protocol describes the enzyme linked immunoassay involved and the associated biochemical validation.

Fecal Análise de glicocorticóides: Non-invasive Monitoring Adrenal em eqüídeos

Adrenal activity can be assessed in the equine species by analysis of feces for corticosterone metabolites. During a potentially aversive situation, ...

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Biology

9.6K visualizações.  Nottingham Trent University. Adrenal activity can be assessed in the equine species by analysis of feces for corticosterone metabolites. The method offers a non-invasive option to assess long term patterns in both domestic and free ranging horses. This protocol describes the enzyme linked immunoassay involved and the associated biochemical validation.

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Systematic Assessment of Well-Being in Mice for Procedures Using General Anesthesia

In keeping with the 3R Principle (Replacement, Reduction, Refinement) developed by Russel and Burch, scientific research should use alternatives to animal experimentation whenever possible. When there is no alternative to animal experimentation, the total number of laboratory animals used should be the minimum needed to obtain valuable data. Moreover, appropriate refinement measures should be applied to minimize pain, suffering, and distress accompanying the experimental procedure. The categories used to classify the degree of pain, suffering, and distress are non-recovery, mild, moderate, or severe (EU Directive 2010/63). To determine which categories apply in individual cases, it is crucial to use scientifically sound tools.
The well-being-assessment protocol presented here is designed for procedures during which general anesthesia is used. The protocol focuses on home cage activity, the Mouse Grimace Scale, and luxury behaviors such as burrowing and nest building behavior as indicators of well-being. It also uses the free exploratory paradigm for trait anxiety-related behavior. Fecal corticosterone metabolites as indicators of acute stress are measured over the 24-h post-anesthetic period.
The protocol provides scientifically solid information on the well-being of mice following general anesthesia. Due to its simplicity, the protocol can easily be adapted and integrated in a planned study. Although it does not provide a scale to classify distress in categories according to the EU Directive 2010/63, it can help researchers estimate the degree of severity of a procedure using scientifically sound data. It provides a way to improve the assessment of well-being in a scientific, animal-centered manner.

We developed a protocol to assess well-being in mice during procedures using general anesthesia. A series of behavioral parameters indicating levels of well-being as well as glucocorticoid metabolites were analyzed. The protocol can serve as a general aid to estimate the degree of severity in a scientific, animal-centered manner.

Avaliação sistemática de bem-estar em camundongos para procedimentos com anestesia geral

In keeping with the 3R Principle (Replacement, Reduction, Refinement) developed by Russel and Burch, scientific research should use alternatives to animal ...

Comportamento

Cortisol Measurement in Koala (Phascolarctos cinereus) Fur

Optimal methods of hormone extraction used to measure stress in animals across sample types are not always the same. Australia&#39;s iconic marsupial species, the koala (Phascolarctos cinereus), faces prolonged exposure to anthropogenic-induced stressors and assessment of chronic stress in wild populations is urgently warranted. One of the most effective ways to measure chronic stress is through analyzing the glucocorticoid hormone cortisol in hair or fur, as it supports physiological and behavioral responses. This laboratory validation study aims to test current techniques to validate an optimal hormone extraction method to be used as a non-invasive measure of cortisol in koala fur. It is recognized that using non-invasive techniques to measure stress hormones is preferred over traditional, invasive techniques due to their ideal practical and ethical standpoints. Additionally, it is comparatively easier to acquire fur from koalas than it is to acquire samples of their blood. This study used samples of koala fur acquired from the Adelaide Koala and Wildlife Hospital to run a number of hormone extraction techniques in an attempt to validate an optimal cortisol extraction method. Results showed that 100% methanol provided the most optimal solvent extraction compared to 100% ethanol or 100% isopropanol based on parallelism results. In conclusion, this method of cortisol extraction from koala fur provided a reliable non-invasive assay that could be used to study chronic stress in koalas.

Cortisol Measurement in Koala Phascolarctos cinereus Fur

We present a protocol to determine the optimal extraction solvent to measure cortisol from koala fur. The solvents used in this protocol are methanol, ethanol and isopropanol. Determining an optimal extraction solvent will aid in reliably measuring fur to determine the impact of chronic stress on koalas.

Medição de cortisol em Koala (Phascolarctos cinereus) Fur

Optimal methods of hormone extraction used to measure stress in animals across sample types are not always the same. Australia&#39;s iconic marsupial ...

Bioquímica

A Cross-Disciplinary and Multi-Modal Experimental Design for Studying Near-Real-Time Authentic Examination Experiences

Over the past ten years, research into students&#39; emotions in educational environments has increased. Although researchers have called for more studies that rely on objective measures of emotional experience, limitations on utilizing multi-modal data sources exist. Studies of emotion and emotional regulation in classrooms traditionally rely on survey instruments, experience-sampling, artifacts, interviews, or observational procedures. These methods, while valuable, are mainly&#160;dependent on participant or observer subjectivity and is limited in its authentic measurement of students&#39; real-time performance to a classroom activity or task. The latter, in particular, poses a stumbling block to many scholars seeking to objectively measure emotions and other related measures in the classroom, in real-time.
The purpose of this work is to present a protocol to experimentally study students&#39; real-time responses to exam experiences during an authentic assessment situation. For this, a team of educational psychologists, engineers, and engineering education researchers designed an experimental protocol that retained the limits required for accurate physiological sensor measurement, best-practices of salivary collection, and an authentic testing environment. In particular, existing studies that rely on physiological sensors are conducted in experimental environments that are disconnected from educational settings (e.g., Trier Stress Test), detached in time (e.g., before or after a task), or introduce analysis error (e.g., use of sensors in environments where students are likely to move). This limits our understanding of students&#39; real-time responses to classroom activities and tasks. Furthermore, recent research has called for more considerations to be covered around issues of recruitment, replicability, validity, setups, data cleaning, preliminary analysis, and particular&#160;circumstances (e.g., adding a variable in the experimental design) in academic emotions research that relies on multi-modal approaches.

An experimental design was developed to investigate the real-time influences of an examination experience to assess the emotional realities students experience in higher education settings and tasks. This design is the result of a cross-disciplinary (e.g., educational psychology, biology, physiology, engineering) and multi-modal (e.g., salivary markers, surveys, electrodermal sensor) approach.

Um projeto experimental multidisciplinar e multimodal para estudar experiências de exame autêntico em tempo real

Over the past ten years, research into students&#39; emotions in educational environments has increased. Although researchers have called for more studies ...

Providing Meaningful Environmental Enrichment and Measuring Saliva Cortisol in Pigs Housed on Slatted Flooring

As pork is the most consumed meat worldwide, the welfare of animals in the swine industry has increasingly become a major public concern, which imposes a substantial pressure coming from customers, legislators and other stakeholders, to make management changes to improve the well-being of these animals. Several studies have demonstrated that providing environmental enrichment to pigs allows them to express their natural behavior, such as rooting and exploring, as well as nesting prior to farrowing, and is associated with reduced stress and improved production and welfare. However, many considerations should be taken into account when providing environmental enrichment, such as the type of floor, drainage and sewage systems, the pigs&#39; stage in life, the material, as well as its hanging method, height and location within the pen. The objectives of this paper are (1) to give methodologic information on how to provide a relatively simple and practical meaningful environmental enrichment for pigs which are housed on slatted floors during the different stages of their life, and (2) to demonstrate how to collect saliva samples for the measurement of cortisol concentrations, as a biomarker for acute stress. Protocols include information regarding the use of jute, cotton ropes, straw in racks, as well as chewable silicone sticks devices as environmental enrichment in pens of farrowing and lactation, weaners and finishers. In addition, the use of cotton rope for a non-invasive saliva samples collection for cortisol concentrations analysis is detailed. The protocols provided are relevant for professionals aiming to improve and monitor animal welfare, in both research and industrial swine farming.

This protocol demonstrates how to provide practical meaningful environmental enrichment for pigs which are housed on slatted flooring during the different stages of their lives, and how to collect saliva samples in a non-invasive manner for the measurement of cortisol concentrations, as a biomarker for acute stress.

Fornecendo o enriquecimento ambiental significativo e medindo o cortisol do saliva nos porcos alojados no revestimento slatted

As pork is the most consumed meat worldwide, the welfare of animals in the swine industry has increasingly become a major public concern, which imposes a ...

Thermal Imaging to Study Stress Non-invasively in Unrestrained Birds

Stress, a central concept in biology, describes a suite of emergency responses to challenges. Among other responses, stress leads to a change in blood flow that results in a net influx of blood to key organs and an increase in core temperature. This stress-induced hyperthermia is used to assess stress. However, measuring core temperature is invasive. As blood flow is redirected to the core, the periphery of the body can cool. This paper describes a protocol where peripheral body temperature is measured non-invasively in wild blue tits (Cyanistes caeruleus) using infrared thermography. In the field we created a set-up bringing the birds to an ideal position in front of the camera by using a baited box. The camera takes a short thermal video recording of the undisturbed bird before applying a mild stressor (closing the box and therefore capturing the bird), and the bird&#8217;s response to being trapped is recorded. The bare skin of the eye-region is the warmest area in the image. This allows an automated extraction of the maximum eye-region temperature from each image frame, followed by further steps of manual data filtering removing the most common sources of errors (motion blur, blinking). This protocol provides a time series of eye-region temperature with a fine temporal resolution that allows us to study the dynamics of the stress response non-invasively. Further work needs to demonstrate the usefulness of the method to assess stress, for instance to investigate whether eye-region temperature response is proportional to the strength of the stressor. If this can be confirmed, it will provide a valuable alternative method of stress assessment in animals and will be useful to a wide range of researchers from ecologists, conservation biologists, physiologists to animal welfare researchers.

There is a need for a non-invasive assessment of stress. This paper describes a simple protocol using thermal imaging to detect a significant response in eye-region temperature in wild blue tits to a mild acute stressor.

Thermal Imaging para estudo de estresse não-invasiva em aves Unrestrained

Stress, a central concept in biology, describes a suite of emergency responses to challenges. Among other responses, stress leads to a change in blood ...

Neurociência

Transcutaneous Assessment of Renal Function in Conscious Rodents

Glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional methods to evaluate GFR are cumbersome and time-consuming. In addition, serial blood or urine samples are required, with the associated stress for the experimental animals. A recent technique significantly reduces the investment in time and resources, minimizing the invasiveness and the animal stress, but being equally valid as the traditional approaches. The method measures transcutaneously renal function. Using an optical device and the exogenous renal marker fluorescein isothiocyanate (FITC)-sinistrin, this technique is capable of measuring the elimination kinetics of the marker through the skin. With neither blood nor urine samples nor the associated laboratory assays needed, the results of the transcutaneous measurement are almost instantaneously available. The method has been already validated in different species and successfully applied in several models of renal pathology. Moreover, due to its minimally invasive characteristics, it is suitable for sequential measurements within the same animal. Here is provided a detailed protocol to carry out the transcutaneous assessment of renal function in rodents.

Determination of glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional procedures to measure this parameter are cumbersome and require a large investment of time. Here we describe a faster and minimally invasive method to determinate GFR transcutaneously.

Avaliação transcutânea da função renal em roedores conscientes

Glomerular filtration rate (GFR) is the gold standard to assess overall kidney function. However, traditional methods to evaluate GFR are cumbersome and ...

Medicina

A Novel Method: Super-selective Adrenal Venous Sampling

Primary aldosteronism (PA) and subclinical Cushing&#39;s syndrome (SCS) are conditions in which the adrenal glands autonomously produce excessive amounts of aldosterone and cortisol, respectively. The conventional adrenal venous sampling (cAVS) method collects blood samples from both adrenal central veins and is useful for identifying the laterality of excess hormone production in a unilateral lesion(s), as documented in PA cases. In cAVS, plasma cortisol concentrations (PCCs) are used to normalize plasma aldosterone concentrations (PACs). A novel &#34;super-selective&#34; adrenal venous sampling (ssAVS) method was developed using a micro-catheter, which collects blood samples from adrenal tributary veins (TVs). PACs in ssAVS samples do not require PCC normalization because samples contain a limited amount of systemic venous blood, if any. The ssAVS method enabled segmental lesion(s) to be detected in both adrenal glands, which may be treated by bilateral adrenalectomy, thereby sparing lesion-free segment(s). Right and left adrenals typically have three TVs each, i.e., the superior, lateral, and inferior TVs in the right adrenal as well as the superior-median, superior-lateral, and lateral TVs in the left adrenal. In the ssAVS method, specific parent catheters and a technique to handle them are required, and have been described herein. Furthermore, ssAVS results from three cases of PA are presented: bilateral aldosterone-producing adenoma (APA) (Case #1), left APA and right possible cortisol-producing adenoma causing SCS (Case #2), and idiopathic hyperaldosteronism in which bilateral adrenal segments produced excessive amounts of aldosterone (Case #3). The ssAVS method is not difficult for expert angiographers, and, thus, is recommended worldwide to treat PA cases for which cAVS does not represent a viable surgical treatment option.

&#39;Super-selective&#39; adrenal venous sampling (ssAVS, also called segmental adrenal venous sampling: sAVS)&#160;was performed using a micro-catheter to identify adrenal segment(s) that produce excessive amounts of hormones. The ssAVS technique was described, cases in which adrenal segmental lesion(s) were identified by ssAVS were presented, and the usefulness of ssAVS in future adrenal research was discussed.

Um novo método: Super selectiva Adrenal amostragem venosa

Primary aldosteronism (PA) and subclinical Cushing&#39;s syndrome (SCS) are conditions in which the adrenal glands autonomously produce excessive amounts ...

A Chemical Screening Procedure for Glucocorticoid Signaling with a Zebrafish Larva Luciferase Reporter System

Glucocorticoid stress hormones and their artificial derivatives are widely used drugs to treat inflammation, but long-term treatment with glucocorticoids can lead to severe side effects. Test systems are needed to search for novel compounds influencing glucocorticoid signaling in vivo or to determine unwanted effects of compounds on the glucocorticoid signaling pathway. We have established a transgenic zebrafish assay which allows the measurement of glucocorticoid signaling activity in vivo and in real-time, the GRIZLY assay (Glucocorticoid Responsive In vivo Zebrafish Luciferase activitY). The luciferase-based assay detects effects on glucocorticoid signaling with high sensitivity and specificity, including effects by compounds that require metabolization or affect endogenous glucocorticoid production. We present here a detailed protocol for conducting chemical screens with this assay. We describe data acquisition, normalization, and analysis, placing a focus on quality control and data visualization. The assay provides a simple, time-resolved, and quantitative readout. It can be operated as a stand-alone platform, but is also easily integrated into high-throughput screening workflows. It furthermore allows for many applications beyond chemical screening, such as environmental monitoring of endocrine disruptors or stress research.

We describe the procedure and data analysis of a chemical screening system for glucocorticoid stress hormone signaling using zebrafish larvae: the Glucocorticoid Responsive In vivo Zebrafish Luciferase activitY (GRIZLY) assay. The assay sensitively and specifically detects effects on glucocorticoid signaling by compounds that require metabolization or affect endogenous glucocorticoid production.

A Triagem procedimento químico para Glucocorticoid Sinalização com um Sistema Reporter Zebrafish Zergling luciferase

Glucocorticoid stress hormones and their artificial derivatives are widely used drugs to treat inflammation, but long-term treatment with glucocorticoids ...

Biologia

Extraction and Analysis of Cortisol from Human and Monkey Hair

The stress hormone cortisol (CORT) is slowly incorporated into the growing hair shaft of humans, nonhuman primates, and other mammals. We developed and validated a method for CORT extraction and analysis from rhesus monkey hair and subsequently adapted this method for use with human scalp hair. In contrast to CORT &#34;point samples&#34; obtained from plasma or saliva, hair CORT provides an integrated measure of hypothalamic-pituitary-adrenocortical (HPA) system activity, and thus physiological stress, during the period of hormone incorporation. Because human scalp hair grows at an average rate of 1 cm/month, CORT levels obtained from hair segments several cm in length can potentially serve as a biomarker of stress experienced over a number of months.
In our method, each hair sample is first washed twice in isopropanol to remove any CORT from the outside of the hair shaft that has been deposited from sweat or sebum. After drying, the sample is ground to a fine powder to break up the hair&#39;s protein matrix and increase the surface area for extraction. CORT from the interior of the hair shaft is extracted into methanol, the methanol is evaporated, and the extract is reconstituted in assay buffer. Extracted CORT, along with standards and quality controls, is then analyzed by means of a sensitive and specific commercially available enzyme immunoassay (EIA) kit. Readout from the EIA is converted to pg CORT per mg powdered hair weight. This method has been used in our laboratory to analyze hair CORT in humans, several species of macaque monkeys, marmosets, dogs, and polar bears. Many studies both from our lab and from other research groups have demonstrated the broad applicability of hair CORT for assessing chronic stress exposure in natural as well as laboratory settings.

Cortisol (CORT) accumulates in the growing hair shaft of humans and nonhuman primates. We describe methods for extracting and analyzing hair CORT with high precision and sensitivity. Measurement of hair CORT is particularly well-suited for assessing chronic stress over periods of weeks to months.

Extração e Análise de Cortisol de cabelo humano e do macaco

The stress hormone cortisol (CORT) is slowly incorporated into the growing hair shaft of humans, nonhuman primates, and other mammals. We developed and ...

Primary Culture of Rat Adrenocortical Cells and Assays of Steroidogenic Functions

The hormone which the adrenal cortex secretes is vital for animals against stress and diseases. The method described here is the procedure of primary cultured rat adrenal cells and related functional assays (immunofluorescence staining of lipid droplet surface protein, as well as corticosterone analysis). Unlike an in vivo model, the variation of interexperiments in adrenal monolayer cultures is less and the experimental condition is easy to control. Besides, the source of rats is also more stable than other animals, like bovine ones. There are also several human adrenal cell lines (NCI-H295, NCI-H295R, SW13, etc.) that can be used in adrenal studies. However, the steroid production of these lines will still be influenced by numerous factors, which include serum lot number, passage number, mutant/loss of distinct genes, etc. Except for lacking 17&#945;-hydroxylase, the primary culture of rat adrenocortical cells is a better and more convenient technique for studying adrenal physiology. In summary, primary rat adrenal cultures could be a good in vitro platform for researchers to investigate the mechanisms of the reagent of interest in the adrenal gland system.

The hormone secreted by the adrenal cortex is vital for animals against stress and diseases. Here, we present a protocol to culture the primary rat adrenal cells. It could be a good in vitro platform for investigating the mechanisms of the reagent of interest in adrenal steroidogenesis and lipid biosynthesis.

Cultura primária de células Adrenocortical rato e ensaios das funções reguladora

The hormone which the adrenal cortex secretes is vital for animals against stress and diseases. The method described here is the procedure of primary ...