Measurement of Metabolites in Feces of Japanese Rock Ptarmigans by LC-MS/MS

Význam tématu

Analýza střevních metabolitů je klíčová pro pochopení zdraví a výživy ohroženého druhu horských sýčků. Noninvazivní sledování pomocí LC MS MS umožňuje vyhodnotit dopady chovu a přirozeného prostředí na fyziologický stav ptarmiganů. Tato metoda podporuje konzervační programy a zajištění optimálních podmínek chovu.

Cíle a přehled studie

Studie si kladla za cíl porovnat profil metabolitů ve výkalech japonských horských ptarmiganů chovaných v zajetí a ptarmiganů ve volné přírodě. Cílem bylo detekovat a kvantifikovat klíčové sloučeniny pomocí LC MS MS a vyhodnotit rozdíly související s podmínkami chovu.

Použitá metodika

Popis přípravy vzorku

• Sběr čerstvých krčních výkalů od šesti jedinců v umělém chovu a čtyř ve volné přírodě
• Rozpuštění ve fyziologickém pufru, vířivé míchání, odstředění a filtrace
• Desetinásobné naředění vodou a přímá analýza

Použitá instrumentace

• UHPLC systém Nexera X2
• Kolona Discovery HS F5 150 mm×2.1 mm 3 μm
• Mobilní fáze A 0.1% kyselina mravenčí ve vodě B 0.1% kyselina mravenčí v acetonitrilu
• Průtok 0.25 mL min teplota kolony 40°C
• MS LCMS 8050 s ionizací ESI v pozitivním a negativním módu MRM
• Teplota DL 250°C HB 400°C rozptylové plyny 2 L min a 10 L min

Hlavní výsledky a diskuse

Ve vzorcích bylo celkem detekováno 97 metabolitů. Uměle chovaní ptarmigani vykázali přes 60 sloučenin divocí 56. Klíčové kategorie zahrnují aminokyseliny organické kyseliny a nukleové deriváty. Opakovatelnost metody byla vysoká s RSD menším než 20 % u většiny sloučenin. Vzorky divoce žijících ptarmiganů měly signifikantně vyšší hladiny pěti nukleosidů a příbuzných sloučenin zatímco umělý chov vedl k nárůstu více než třiceti aminokyselin. Multivariační PCA analýza jasně oddělila obě skupiny podle profilu metabolitů.

Přínosy a praktické využití metody

• Noninvazivní sledování zdravotního stavu a výživy ptarmiganů
• Podpora konzervačních a chovatelských strategií prostřednictvím cílené úpravy krmení
• Možnost aplikace na další ohrožené druhy pro dlouhodobou ekologickou monitoraci

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření počtu analyzovaných metabolitů a zavedení lipidomiky a metaalomiky
• Integrace dat o mikrobiomu a genomických analýz pro komplexní pohled na zdraví
• Vývoj přenosných LC MS systémů pro terénní monitorování
• Implementace umělé inteligence pro rychlou interpretaci metabolomických dat

Závěr

Studie úspěšně demonstrovala rozdíly v metabolickém profilu výkalů ptarmiganů chovaných v zajetí a ve volné přírodě. LC MS MS metoda poskytla robustní a reprodukovatelné výsledky, které lze využít k optimalizaci chovatelských podmínek a ochraně tohoto ohroženého druhu.

Reference

• Hattori T Oka Y Kawana S Ogata K Tsuchida S Kobayashi A Nakamura Y Nakamura H Ushida K Measurement of Metabolites in Feces of Japanese Rock Ptarmigans by LC MS MS Shimadzu White Paper
• Shimadzu Corporation LCMS 8050 a Nexera X2 systém RUO dokumentace
• Reifycs Inc Traverse MSTM software uživatelská příručka