تکنولوژی امروز و آینده برای اندازه گیری شاخص های متابولیکی سلامت ۱

خون

هایپوکلسمی: وضعیت کلسیم را می توان با اندازه گیری مستقیم میزان کلسیم تام یا یونیزه ی خون مشخص کرد. البته کلسیم یونیزه جزء فعال تری از نظر بیولوژیک بوده و مطالعات اخیر لنو و همکاران در سال ۲۰۱۷ نشان میدهد در شرایط ازمایشگاهی[۱]، غلظت کلسیم یونیزه پیوستگی بیشتری با عمکلرد نوتروفیل در مقایسه با کلسیم تام دارد. تحقیقات بالانتین و هربین در سال ۱۹۹۱ و لنو و همکاران در سال ۲۰۱۷ نیز حاکی از آن است که ارتباط بین کلسیم تام و یونیزه در روزهای پس از زایمان متفاوت است و به همین علت نمی توان از این دو بجای یکدیگر برای تشخیص میزان کلسیم استفاده کرد. شایان ذکر است در بیشتر مطالعاتی که در اینجا به آنها ارجاع شده و مربوط به وضعیت کلسیم در اتفاقات پس از زایمان مانند رخداد بیماری ها، تولید شیر و تولیدمثل همگی از کلسیم تام بعنوان اندیکاتور استفاده کرده اند و کلسیم یونیزه به میزان محدودی به عنوان شاخصی برای پیش گویی این رخداد ها مورد ارزیابی قرار گرفته است.

در چند دهه ی اخیر تکنولوژی اندازه گیری کلسیم تام پیشرفت چندانی نداشته است و آنالیزورهای بنچاپ[۲] به عنوان استاندارد طلایی[۳] باقی مانده اند. تست های فارمی برای کلسیم یونیزه موجود نیز گران بوده و برای استفاده با خون گاوی تایید نشده اند در این میان آنالیزر i-STAT استثنا بوده که تنها با استفاده از ۲۴ نمونه قابل تایید است. با توجه به سختی کار با نمونه ها برای بدست آوردن نتایج دقیق، و هزینه های بالای آن، استفاده از کلسیم یونیزه در مطالعات کم بوده و در اندازه گیری های تکی و یا تصمیم گیری های گله نیز بسیار کم مورد استفاده قرار میگیرد. اگرچه اخیرا خلاصه مقاله ای عنوان کرده که تکنولوژی به صرفه برای اندازه گیری کلسیم یونیزه در فارم، در دست احداث است.

اخیرا ونجیکوب و همکاران در سال ۲۰۱۶ با استفاده از دماسنج مادون قرمز برای اندازه گیری دمای پوست گوش، ادعای دمای پایین گوش بعنوان اندیکاتور هایپوکلسمی را مورد ارزیابی قرار دادند. اگرچه گاوهای مبتلا به هایپوکلسمی بالینی در مقایسه با مبتلایان به هایپوکلسمی تحت بالینی، دمای گوش پایین تری داشتند اما دمای محیط مخل تشخیص است. به همین جهت اندازه گیری دمای گوش به تنهایی، برای تشخیص دقیق هایپوکلسمی تحت بالینی توصیه نمیشود.

هایپرکتونمی: در اواخر دهه ی ۲۰۰۰ زمانی که JDS، BHB سنج های دستی که نوعی آزمون مراقبتی بیماران بالینی[۴] و قابل استفاده در فارم است را تایید کرد استفاده از پودر شیر، نوارهای ادراری و شیر برای تشخیص کتوز جای خود را به تکنولوژی های دقیق تری دادند. Precision Xtra meter با نقطه مرزی[۵] ۱.۴ میلی مول در لیتر دارای حساسیت و ویژگی ۱۰۰% را درمقابل BHB سرمی اندازه گیری شده به روش فتومتریک است.در ادامه همکاری با ۳۵ دامپزشک نشان داد که این وسیله ابزاری دقیق و ارزشمند برای استفاده در گله به منظور اندازه گیری غلظت BHB خون با استفاده از کات پوینت ۱.۲ یا ۱.۴ میلی مول بر لیتر می باشد.

دسترسی به چنین ابزار دقیق و با صرفه ای پیشرفت زیادی در دانش ما درباره ی هایپرکتونمی ایجاد کرده است. به تازگی انواع دیگری از BHB سنج های دستی قابل استفاده در فارم برای خون کامل تاییده شده اند. این سنجش گر ها بصورت روتین برای نظارت بر شیوع هایپرکتونمی گله و نیز بصورت انفرادی برای تصمیم گیری های درمانی استفاده می شوند. برخی برای تشخیص افزایش BHB پیش از زایش نیز مناسب هستند.

در کنار انتشار عملکرد این BHBمترهای دستی، گزارشات متعددی در مورد نوع بهتر، زمان بندی و محل بهتر نمونه گیری نیز منشتر شد. لورسن و همکاران در سال ۲۰۱۳ و پیندا و کاردسو در سال ۲۰۱۵ عنوان کردند که نمونه های سرم و پلاسما با استفاده از BHBمتر های دستی (برخی نیاز به تنظیم آستانه دارند) بطور دقیق هایپرکتونمی را طبقه بندی کردند. استفاده از این سنجشگر ها برای تست فارمی خون کامل یا نمونه های نگهداری شده ی سرم یا پلاسما برای اندازه گیری BHB، روش جذاب و دقیقی برای بسیاری از محققین بوده است.

باآنکه دمای نگهداری سنجشگر و نوارها تاثیری در نتایج بدست آمده نداشته است، اما دمای نمونه ی خون بر نتایج تاثیرگذشته است: تفاوت بین غلظت BHB اندازه گیری شده در آزمایشگاه و با BHBمتر، با افزایش دمای نمونه خون، کاهش می یابد. پس دمای نمونه تا میزان ممکن باید به دمای بدن نزدیک باشد تا نتیجه ی دقیق تری بدست آید. مطالعه ی مارت و همکاران در سال ۲۰۱۴ نشان داد در گاوهای شیری که خوراک همواره در دسترسشان قرار دارد، نمونه های خونی برای اندازه گیری BHB می تواند در هر زمانی از روز جمع آوری شود؛ اگرچه بهتر است نمونه ها از ورید جاگولار و عروق کوکسیجیال گرفته شوند چرا که غلظت BHB در ورید های پستانی اندکی پایین تر است. دیگر همکاران اروپایی (Kanz et al., 2015; Süss et al., 2016) دریافتند که اندازه گیری غلظت BHB مویرگی با استفاده از یک دستگاه لنست در پوست بخش خارجی ولوا و یا گوش، یک روش قابل قبول و حداقل تهاجمی برای طبقه بندی گاوهای مبتلا به هایپرکتونمی است.

برای تشخیص غلظت گلوکز خون در محل[۶] روشهای اندازه گیری Point-of-care نیز امتحان شدند . ویتروک و همکاران (۲۰۱۳) یک رابطه قوی بین گلوکز خون اندازه گیری شده توسط  Precision Extra meter و نمونه های سرمی که توسط آنالیزور شیمیایی اندازه گیری شده بود، یافتند؛ با این حال، شیوع نمونه های هیپوگلیسمی پایین و انحراف معیار تفاوت غلظت گلوکز بالا بود که می تواند استفاده از این ابزار را برای طبقه بندی هیپوگلیسمی را محدود کند. کارهای دیگر استفاده از الگوریتم های مشخص مخصوص گاو که برای خون و پلاسما تنظیم شده باشند را با توصیه به استفاده از پلاسما به عنوان آنالیت اندازه گیری شونده، پیشنهاد میکنند. بنابراین تحقیقات بیشتری برای بهینه سازی استفاده از point-of-care meters برای اندازه گیری قند خون در محل و نیز برای تعیین پیامدهای سلامتی و تولید بر غلظت گلوکز در اوایل دوره شیرواری ضروری است.

NEFA و هپتوگلوبین: اگر چه گزارش های متعددی در JDS در ارتباط با افزایش غلظت NEFA سرم قبل و بعد از زایمان با اثرات منفی بر روی بیماری، تولید و اثرات تولید مثل در هر دو سطح حیوان و گله وجود دارد. اما هیچ تست سریع و در محلی برای اندازگیری این متابولیت مهم انرژی وجود ندارد. بنابراین، اندازه گیری غلظت NEFA در حال حاضر برای بررسی میزان شیوع بیش از حد تعادل منفی انرژی در گله و یا برای پروژه های تحقیقاتی، با ارسال نمونه ها به یک آزمایشگاه تشخیصی دامپزشکی و یا در آزمایشگاه های تحقیقاتی انجام میگیرد. هر دو گزینه به ازای نمونه گران هستند واستفاده از یک آزمایش در محل سریع و ارزان قیمت برای سنجش غلظت NEFA در خون باعث گسترش دانش ما برای استفاده روزمره در گله های شیری می شود.

افزایش هپتوگلوبین قبل زایش، مانند NEFA، به عنوان شاخصی برای بیماری های اوایل شیردهی مانند متریت استفاده می شود که با کاهش تولید شیر و خطر بارداری همراه است، در حال حاضر هیچ آزمایش سریع و در محلی برای ازبین بردن محدودیت استفاده از این اندازه گیری ها در سطح حیوان یا گله در دسترس نیست. غلظت سرمی هپتوگلوبین با غلظت شیر همبستگی دارد با این وجود، تجزیه و تحلیل جامع تری برای استفاده از شیر بعنوان جایگزین خون لازم است. ایجاد آزمونی ساده و اقتصادی در آیند برای تعیین غلظت هپاتوگلوبین خون، امکان تحقیقات بیشتر برای استفاده از این پروتئین فاز حاد به عنوان عامل پیش بینی کننده ی بیمارهای اوایل شیردهی، تولید شیر و تولید مثل را فراهم می سازد.

کاربرد متابولومیک: زمینه نوظهور متابولیت های داخلی (متابولومیک ها) نوید بخش تقویت و حرکت فراتر از بیومارکر های انتخابی در زمان حال را می دهد. هایلماریام و همکاراندر سال ۲۰۱۴ یک روش متابولومیکی هدفمند را با استفاده از پلاسما جمع آوری شده از ۱۲ گاو قبل از زایمان مورد استفاده قرار داده و حدود ۱۲۰ متابولیت در پلاسما را در ۶ گاو سالم و ۶ گاو بیمار بررسی کردند. آنها بیشتر این داده ها را تجزیه و تحلیل و مولفه های اصلی و ترکیبات متعدد مرتبط با متابولیسم اسید های چرب (کارنیتین، پروپیونیل کارنیتین و لیزو فسفاتیدیل کولین آسیل C14: 0 همراه با ۲ شکل دیگر فسفات دی سیل کولین پلاسما) که مرتبط با بیماری ها در این تحقیق هستند را شناسایی کردند. ریکو و همکاران در سال ۲۰۱۵ تغییرات در اسفنگولیپیدهای پلاسمایی نظیر سرامیدها را به عنوان نشانگرهای بالقوه مقاومت به انسولین در گاوهای حوالی زایش مورد بررسی قرار داند و مشخص شد که این سرامیدهای خاص ارتباط مستقیم با NEFA و رابطه عکس با حساسیت انسولین دارند. علاوه بر این، نویسندگان تغییرات مشخصی را در اسفنگولیپیدهای پلاسما در طی دوره حوالی زایش مشاهده نمودند. ما مطمئن هستیم که مطالعاتی مانند این که متمرکز بر جنبه های مختلف متابولومیکی است، بیومارکر های بیشتری را برای توسعه بیشتر به سمت شاخص های بالقوه برای استفاده در نظارت و مدیریت عملی در آینده ارائه میدهد.

[۱] In-vitro

[۲] Benchtop analyzers

[۳] Gold standard

[۴] Point of care testing

[۵] Cut-point

[۶] Cow-side