Биомаркер стресса у полярных медведей и дикой природы в условиях изменения климата

Химический анализ, проведенный нейробиологом Джеррольдом Майером и его коллегами из Массачусетского университета в Амхерсте, помогает утвердить концентрацию кортизола в волосах (HCC) в качестве важного нового биомаркера стресса у диких животных, сталкивающихся с глобальным изменением климата.

Метод продемонстрирован в текущем выпуске Journal of Visualized Experiments (JOVE), где менеджер лаборатории Майера Кендра Розенберг и аспирант по нейронаукам и поведению Аманда Хамель предоставляют аннотированную иллюстрацию стандартной методики университета.

В прошлом году международная исследовательская группа под руководством датского биолога Теи Бекшёфт из Орхусского университета сообщила, что колебания климата и ледового покрова тесно связаны со стрессом у полярных медведей в Восточной Гренландии. Это показал уровень гормона стресса кортизола в образцах волос, измеренный в лаборатории Майера.

Майер, специалист по поведенческой эндокринологии, отмечает, что его лаборатория была одним из ключевых разработчиков этой методики и первой продемонстрировала её надежность и валидность в крупном контролируемом исследовании, показав, что длительный или серьезный жизненный стресс действительно приводит к измеримому повышению кортизола в волосах.

Лабораторный анализ

Лаборатория Майера специализируется на измерении не только кортизола, но и прогестерона, тестостерона и окситоцина в различных типах образцов: волосах, крови, слюне и спинномозговой жидкости. За последние 40 лет методики стали значительно более чувствительными, точными и безопасными, позволив отказаться от радиоактивных веществ в пользу современных иммуноферментных анализов.

Процедура измерения

Для анализа уровня кортизола в волосах требуется образец длиной около 3 см и весом около 5 мг (10–12 волосков). У людей такая длина, срезанная от кожи головы, представляет около трех месяцев гормональной активности, так как волосы растут в среднем на 1 см в месяц.

В лаборатории около шести студентов обучаются точным методикам: промывке и сушке образцов, измельчению их в порошок, экстракции кортизола и проведению иммуноферментного анализа.

Исследование полярных медведей

В рамках сотрудничества с Бекшёфт лаборатория получила слепые образцы волос от 88 полярных медведей, законно добытых коренными жителями Гренландии в период с 1988 по 2009 год. Кортизол сохраняется в волосах сотни лет.

Майер объясняет: «Мы проанализировали этот гормон в слепых образцах волос полярных медведей из музейных экспонатов, убитых и набитых в конце 1800-х годов, и без проблем измерили его 125 лет спустя. Другие измеряли концентрацию кортизола в перуанских мумиях 1500-летней давности. В этом одна из прелестей анализа кортизола в волосах — его можно измерить в архивных образцах».