الكورتيزول هو مؤشر موثوق به للإجهاد الحيواني. استخراج الكورتيزول يوفر إطارا صالحا للباحثين لرصد مستويات الإجهاد والأنماط العامة في الضغوط. على سبيل المثال، أجرت الدراسات السابقة التحقق المنهجي من قياسات الكورتيزول الشعر باستخدام أساليب مختلفة في البشر1،2،الالقردة3،4،الماشية5،الأغنام6،و ذهبية7،8. في أنواع الأسماك، وقد ثبت قياسات الكورتيزول في المصفوفات مثل المقاييس، والمخاط الجلد، والبراز، والدم9 لتوفير معلومات عن صحة الأسماك. عندما يكون أخذ عينات الدم إشكالية أو عدم وجود جداول، هناك حاجة إلى مصفوفات بديلة لاستخراج الكورتيزول. في الأسماك، يمكن أن تشمل المصفوفات البديلة عظم الفك، وهو نسيج صلب مماثل للسن البشري10.
إن وضع مصفوفات جديدة وتقنيات معتمدة لتحديد مستويات الإجهاد على الأسماك له أهمية خاصة بالنسبة لصناعة الكافيار، حيث يمكن أن يتعرض سمك الحفش لفترات طويلة لعوامل الإجهاد البيئي11. جنس سمك الحفش لا يمكن تحديدها قبل 2 سنة من العمر، وسمك الحفش ليس لديها جداول. لأن الكورتيزول يتراكم تدريجيا في المصفوفات الصلبة خلال مرحلة النمو2،7،12، على المدى الطويل بيانات تراكم الكورتيزول من المصفوفات الصلبة مثل زعانف وعظام الفك يمكن أن توفر نظرة ثاقبة في الإجهاد المستويات في مراحل النمو المختلفة. وعلى النقيض من ذلك، توفر مستويات الكورتيزول في الدم لقطة من مستويات الإجهاد في وقت الوفاة ولا يمكن أن تمثل بدقة الإجهاد خلال ظروف تربية طويلة الأجل13،14. ومع تزايد المنافسة في سوق الكافيار، تشكل النهج الجديدة لتحسين ظروف الإجهاد لإنتاج بيض أكثر صحة بين أنواع سمك الحفش أثناء تربية الحفش على المدى الطويل (8-12 سنة أو أكثر) مجالا ً متزايد الأهمية من مجالات البحث. ونظرا لارتفاع تكلفة سمك الحفش، فإن العينات التي يتم حصادها مكلفة للغاية (000 8-000 15 دولار لكل سمكة ناضجة حسب الأنواع ومرحلة النمو)، وهو عامل يحد من مشاريع البحوث. ومع ذلك، فإن تطوير تقنية مناسبة لاستخراج الكورتيزول من زعانف سمك الحفش وعظام الفك يمكن تطبيقها بشكل مفيد على كل من نظم تربية الأسماك والأسماك البرية لتحسين نوعية وحصاد بيض سمك الحفش للاستهلاك وعلى حد سواء حفظ.
فضلا عن توفير نتائج موثوق بها6، واختيار تقنية استخراج الكورتيزول المناسبة ذات أهمية حاسمة لضمان أن المركبات الأخرى الموجودة في المصفوفة أثناء إعداد العينة لا تشوش الناتج ، والتي قد تؤدي إلى نتائج غير متناسقة. من المهم بنفس القدر تحديد ما إذا كانت مستويات الكورتيزول الزفية وعظم الفك تتأثر بمستويات الهرمونات في المياه المحيطة. واقترح Heimbürge وآخرونأن عددا من العوامل قد تؤثر على مستويات الكورتيزول بما في ذلك العمر والجنس والحمل والموسم واللون12، ومنطقة الجسم التي يتم استخراج الكورتيزول16. ومع ذلك، لا تتوفر سوى معلومات قليلة عن آثار غسل المذيبات على استخراج الكورتيزول في مصفوفات جسم السمك8، ولا شيء عن هذه الآثار في سمك الحفش ، باستثناء بيض سمك الحفش17.
على الرغم من أن تحليل مستويات الكورتيزول الأساسية من زعانف وعظام الفك من سمك الحفش يتطلب أن يتم قتل الأسماك، وهذا النهج لا ينطوي على التقنيات الغازية اللازمة لأخذ عينات الدم في سمك الحفش الحية. يتم جمع عينات الزفين وعظم الفك بسهولة، ويمكن إجراء استخراج من هذه الأنسجة بسرعة. وبالمثل, استخراج هرمون وتحليل واضحة وتتطلب القليل من المعدات المتخصصة.
في هذه الدراسة، نقدم تقنية جديدة وسهلة التطبيق لاستخراج وغسل وتحديد الكورتيزول من زعانف الأسماك وعظام الفك، بهدف تحديد ما إذا كانت مستويات الكورتيزول تقاس من هذه المصفوفات يمكن استخدامها بشكل موثوق كإجهاد مؤشرات. وتشمل مزايا هذه التقنية نهج8 سهلة وغير الغازية, أقل تباين البيانات, والانتاج موثوق بها1,6,8,17; هذه التقنية تنطبق على أنواع الأسماك دون جداول مثل سمك الحفش. هذه التقنية تتطلب ذبح الأسماك، واختيار المذيبات الغسيلالمناسبة2،4،طحن السليم من العينات3،5،المهنية المرتبطة بالإنزيم فحص المناعية (ELISA) تطبيق5،7، ومعرفة واسعة من دمج مصادر الكورتيزول في المصفوفات الصلبة6.
طبقنا اثنين من المذيبات الغسيل مختلفة (المياه النقية جدا وisopropanol) للحصول على مستويات الكورتيزول القاعدية في زعانف من ثلاثة أنواع سمك الحفش: بيلوجا(هوسو هوسو)،سيبيريا(Acipenser baerii)،وسيفروغا(A. stellatus )، في ظل الظروف البيئية القياسية لكل نوع. كما تم استخدام عظام الفك من H. huso لتقييم الإجهاد في سمك الحفش. هذه هي أول دراسة لقياس مستويات الكورتيزول في عظام الفك الحفش. وسوف توفر نتائج هذه الدراسة بيانات الكورتيزول المقارنة لأنواع سمك الحفش في مرحلة النمو المبكر (~ 1 سنة) قبل تحديد الجنس.