Přítomnost těkavých aldehydů v podestýlce laboratorních zvířat a jejich vliv na reprodukci a zdravotní stav laboratorních myší

Bc. Šárka Karbanová

Master's thesis

Presence of volatile aldehydes in litter of laboratory animals and their effect on reproduction and health of laboratory mice

Abstract:

Přítomnost těkavých aldehydů v podestýlce laboratorních zvířat a jejich vliv na reprodukci a zdravotní stav laboratorních myší Souhrn V této diplomové práci byly shrnuty dostupné poznatky o historii chovu laboratorních zvířat, jejich biologii se zaměřením na mateřské chování a využití inbredních a outbredních kmenů pro vědecké účely. Dále byl popsán vznik a využití aldehydů, které mohou vznikat v dřevní štěpce využívané jako podestýlka pro laboratorní zvířata. Nejčastějším aldehydem přítomným ve dřevě je hexanal. Jeho výpary nejvíce ovlivňují emoční stav, chuťové a čichové vlastnosti. Tyto znaky úzce souvisejí s mateřským chováním. Pokud by byl hexanal přítomen ve vysokých koncentracích v dřevěné podestýlce laboratorních zvířat, mohlo by to znamenat veliké komplikace nejen pro reprodukční chovy. Cílem této práce bylo zjistit, jak vzniká hexanal ve dřevní štěpce, jak vysoké koncentrace se mohou objevovat ve sterilizované podestýlce v bariérovém chovu a zda by mohly mít přítomné koncentrace vliv na emoční stav, čichové vlastnosti a mateřské chování u laboratorních myší. Ke zjištění hodnot koncentrací byly odebírány vzorky z 5 dostupných šarží podestýlky a vyhodnoceny na hmotnostním spektrometru. Pro testování vlivu hexanalu bylo použito 8 březích samic inbredního kmene C57Bl/6. Čtyři březí samice byly vystaveny hexanalu o koncentraci 145 μg/kg dřevní štěpky 7 dní před porodem a čtyři samice posloužily jako kontrola. Všechny březí samice podstoupily před porodem 2 totožné testy na zjištění míry úzkosti (light-dark box test a openfield test). Po porodu bylo pozorováno mateřské chování samic na základě sledování stavby hnízda, počtu narozených mláďat a následné péče matky. Posledním použitým testem byl olfaktorický test, který se zabývá čichovými vlastnostmi. Tento test byl opět proveden u všech samic. Získaná data byla statisticky vyhodnocena dvouvýběrovým T-testem, dvoufaktorovou analýzou rozptylu (ANOVA) a obecným lineárním modelem. Výsledky ukázaly, že koncentrace hexanalu byly po sterilizaci podestýlky na nízkých hodnotách ve všech dostupných šaržích. Tyto nízké hodnoty neměly vliv na mateřské chování, tudíž dřevěná podestýlka není hrozbou pro chov laboratorních myší, zejména pro reprodukční schopnosti. Nulová hypotéza "Zvýšená koncentrace těkavých aldehydů, zejména hexanalu, v dřevní štěpce pro chov laboratorních zvířat má negativní vliv na mateřské chování laboratorních myší." byla zamítnuta. Klíčová slova Aldehydy, hexanal, koncentrace, laboratorní zvíře, myš, reprodukce, zdravotní stav.

Abstract:

Presence of volatile aldehydes in litter of laboratory animals and their effect on reproduction and health of laboratory mice Summary In this master thesis, we summarize the history of breeding of laboratory animals, their biology with respect to maternal behavior, and a use of inbred and outbred lines for scientific purposes. Further, we describe the formation and use of aldehydes that can spontaneously appear in wood shavings used as bedding for laboratory animals. The aldehyde which is the most commonly present in wood is hexanal. Its vapors affect mostly an emotional state, taste and the olfactory sense. These effects can closely relate to a maternal behavior. Presence of hexanal in high concentrations in the bedding of laboratory animals may be potentially very risky not only for reproduction breeding. The aim of the thesis is to find out how hexanal forms in the wood shavings, what concentrations may appear in the sterilized bedding in a barrier breeding and whether these concentrations influence the emotional state, olfaction and maternal behavior in laboratory mice. Five different batches of bedding were sampled and measured by mass spectrometry in order to assess hexanal concentration. Tests of hexanal influence were performed in eight pregnant females of C57Bl/6 inbred mouse strain. Four females were exposed to hexanal in concentration of 145 μg per kg of bedding seven days before giving birth, four females served as controls. All pregnant females underwent testing of anxiety in the light-dark box test and the open field test. After the birth, maternal behavior was observed and assessed based on building of nests, number of pups and maternal care. Lastly, we used a test of olfactory sense in all females. The data was statistically analyzed by two-sample T-test, 2way-ANOVA and general linear model. We found that hexanal concentration in the wood shavings after sterilization was low in all of the tested batches of bedding. These low values did not influence the maternal behavior and therefore wood bedding does not represent any health risk to the laboratory mouse breeding, namely not to the mouse reproduction abilities. The null hypothesis “The increased concentration of volatile aldehydes, especially hexanal, in wood chips for the breeding of laboratory animals has a negative effect on the maternal behavior of laboratory mice." was rejected. Keywords Aldehydes, hexanal, concentration, laboratory animal, mouse, reproduction, health.

Keywords

hexanal, koncentrace, laboratorní zvíře, myš, reprodukce, zdravotní stav, Aldehydy

Keywords

Aldehydes, hexanal, concentration, laboratory animal, mouse, reproduction, health

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Michal Hradec, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Animal Science / Companion Animal Management