Formación rápida de amoníaco

Lab Animal volumen 52, páginas 130–135 (2023)Citar este artículo

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Intentamos investigar si los diferentes niveles de ropa de cama tenían un efecto sobre los niveles de amoníaco dentro de la jaula en jaulas de ratones ventiladas individualmente (Euro Standard Tipos II y III). Empleando un intervalo de cambio de jaula de rutina de 2 semanas, nuestro objetivo es mantener los niveles de amoníaco por debajo de 50 ppm. En jaulas más pequeñas utilizadas para la reproducción o para albergar más de cuatro ratones, medimos niveles problemáticos de amoníaco dentro de la jaula, y una proporción considerable de estas jaulas tenían niveles de amoníaco de más de 50 ppm hacia el final del ciclo de cambio de jaula. Estos niveles no se redujeron significativamente cuando los niveles de lecho de astillas de madera absorbente aumentaron o disminuyeron en un 50%. Los ratones en ambos tipos de jaulas II y III se alojaron en densidades de población comparables, pero los niveles de amoníaco en las jaulas más grandes se mantuvieron más bajos. Este hallazgo destaca el papel del volumen de la jaula, a diferencia del espacio del suelo, en el control de la calidad del aire. Con la introducción actual de diseños de jaulas más nuevos que emplean un espacio de cabeza aún más pequeño, nuestro estudio insta a la precaución. Con jaulas ventiladas individualmente, los problemas con el amoníaco dentro de la jaula pueden pasar desapercibidos y podemos optar por utilizar intervalos de cambio de jaula insuficientes. Pocas jaulas modernas han sido diseñadas para dar cuenta de las cantidades y tipos de enriquecimiento que se utilizan (y, en algunas partes del mundo, son obligatorios) en la actualidad, lo que se suma a los problemas asociados con la disminución de los volúmenes de las jaulas.

El alojamiento de roedores de laboratorio en sistemas de jaulas con ventilación individual (IVC) mejora ostensiblemente el entorno tanto de los animales como de sus cuidadores. En comparación con los alojamientos en jaulas abiertas tradicionales, los IVC reducen el riesgo de que las infecciones se propaguen rápidamente en las colonias de animales, al tiempo que permiten un mejor control del microclima en las jaulas con respecto a la temperatura, la humedad y la calidad del aire1,2. Para los cuidadores de animales, aislar el aire de las jaulas reduce la propagación de alérgenos, elimina el olor e introduce una barrera física que los protege de compuestos potencialmente tóxicos con los que los animales pueden recibir dosis3,4,5. La calidad del aire en las jaulas se mantiene fácilmente a través de una alta tasa de ventilación (activa)6. Mientras tanto, la ventilación a nivel de la habitación, que gestiona un volumen de aire sustancialmente mayor, se puede reducir7, lo que reduce los costos de energía. En consecuencia, en comparación con las jaulas abiertas, los sistemas IVC ofrecen otros beneficios, como la reducción de los costos de administración de las instalaciones, dado que los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado son el mayor gasto operativo en las instalaciones para animales fuera del personal8,9. Esto se ve agravado por un cambio hacia un ciclo de cambio de jaula extendido de 2 semanas impulsado por mejoras en el entorno dentro de la jaula10, lo que genera aún más ahorros.

Es importante destacar que se ha demostrado que los sistemas IVC son superiores, por ejemplo, a las jaulas con filtro superior, en la reducción de la acumulación de amoníaco (NH3) en las jaulas11,12,13. Las bacterias excretadas por los ocupantes de las jaulas pueden metabolizar la urea (CO(NH2)2) en la orina, formando amoníaco (NH3)14,15. Con el tiempo, este proceso crea un entorno comprometido16,17. El amoníaco es una base débil, corrosiva para el material orgánico, que se dispersará en forma de aerosol. Las especies de mamíferos han evolucionado para detectar incluso concentraciones diminutas de NH3 en el aire como un olor nocivo. La mayoría de las personas pueden detectar concentraciones de NH3 muy por debajo de 10 ppm (ref. 18). A medida que las gotas de NH3 en el aire reaccionan con las membranas mucosas de las vías respiratorias superiores y alrededor de los ojos, el amoníaco provoca molestias19,20. Con el tiempo, el daño corrosivo se manifestará, teniendo un efecto adverso en la salud humana y animal21,22,23,24. Con la exposición a altas concentraciones de NH3, el cuerpo generará una respuesta, como tos y cambios en la frecuencia respiratoria, en un intento por prevenir daños a los pulmones25.

Mientras que la mayoría de los países tendrán límites de exposición ocupacional que restringen la exposición de los trabajadores al amoníaco (a menudo fijados en 20–25 ppm en promedio durante un día laboral, con niveles más altos permitidos por períodos cortos26,27,28), actualmente no hay límites acordados para animales, como ratones de laboratorio. Dado que la acumulación de NH3 en jaulas con ropa de cama sucia es un problema histórico de gestión en las instalaciones de animales de laboratorio, se han llevado a cabo numerosos estudios sobre los efectos de la exposición al NH3 en ratones29. Si bien existe evidencia contradictoria con respecto a los efectos de los niveles bajos de NH3 dentro de la jaula en la salud de los roedores, no hay informes, al menos que sepamos, que no hayan encontrado efectos adversos (principalmente lesiones de las vías respiratorias superiores / nasales). pasaje) cuando se alojan roedores en ambientes ventilados individualmente donde los niveles de NH3 superan las 50 ppm (refs. 22,23,30,31,32). Este valor, en consecuencia, ha sido sugerido por Silverman et al.33 como el nivel en el que las jaulas deben cambiarse a más tardar.

En comparación con las jaulas abiertas tradicionales, es menos probable que los cuidadores de animales detecten la acumulación de amoníaco con los sistemas IVC, en particular cuando los IVC funcionan con presión negativa y el escape del estante se conduce directamente desde la sala de animales. Solo cuando las jaulas se retiran de los estantes y se abren, a menudo en un área ventilada de proceso, se puede detectar el olor a amoníaco. Pero incluso entonces, el volumen relativamente pequeño de aire dentro de la jaula se equilibrará con el volumen considerablemente mayor de aire en el gabinete o la habitación. Sospechamos que, por lo tanto, es probable que los cuidadores de animales subestimen en gran medida la acumulación de amoníaco en las IVC.

Luego de un muestreo de rutina de las jaulas en nuestras instalaciones, nos enteramos de que las jaulas alcanzaban niveles de amoníaco superiores a 50 ppm, lo que provocó una investigación exhaustiva. En este artículo, investigamos la influencia de la ocupación de la jaula y el volumen de la ropa de cama en la acumulación de amoníaco en dos modelos IVC de uso común. El objetivo era determinar qué jaulas corrían el riesgo de desarrollar niveles de amoníaco superiores a 50 ppm en un ciclo regular de cambio de jaula y determinar si esto podría contrarrestarse mediante un uso más adecuado de ropa de cama absorbente.

Al tomar muestras de jaulas seleccionadas al azar (resumidas en la Tabla 1) después de 10 a 14 días en la misma ropa de cama (Fig. 1), se pudo encontrar una relación clara en las jaulas Tipo II más pequeñas entre el número de ratones en una jaula y el amoníaco resultante. niveles (análisis de regresión; F1,401 = 123, P < 1 × 10−24; Datos extendidos Fig. 1). Independientemente de la ocupación de la jaula, encontramos jaulas Tipo II con una acumulación de amoníaco superior a 50 ppm (Fig. 1). Sin embargo, el problema fue particularmente prominente en jaulas que no eran de reproducción con más de cuatro ratones y en jaulas que albergaban tríos de reproducción. Por el contrario, ninguna de las jaulas Tipo III más grandes se midió a más de 50 ppm el día 14 (Fig. 1). También hubo una relación mucho más débil entre la ocupación de la jaula y los niveles de amoníaco resultantes para las jaulas Tipo III (análisis de regresión; F1,56 = 8.11, P = 0.006; Datos extendidos Fig. 1).

El amoníaco dentro de la jaula se muestra ordenado por ocupación de la jaula para IVC pequeños (Tipo II; izquierda) y más grandes (Tipo III; derecha). Las mediciones se obtuvieron entre 10 y 14 días después del cambio de jaula mediante muestreo aleatorio. Tenga en cuenta que los datos se muestran en un eje logarítmico. Los cuadros muestran las medianas y el rango intercuartílico, los bigotes indican el rango completo de los datos. El área gris se usa para resaltar el área de lecturas que superan los 50 ppm de NH3. El número y la proporción de jaulas Tipo II que superan el umbral de 50 ppm se indica en la parte inferior del gráfico. Para conocer la composición exacta de los grupos, consulte la Tabla 1.

Con un diseño tan exploratorio, nos hemos abstenido de probar hipótesis en exceso; sin embargo, utilizaremos nuestros datos para verificar algunas afirmaciones que habíamos hecho sobre la base de observaciones anteriores. Los animales alojados en densidades comparables en los dos tipos de jaulas estarían expuestos a niveles de amoníaco sustancialmente más altos si estuvieran alojados en una jaula Tipo II. La comparación de animales alojados a una densidad de 140 cm2 por animal o menos (es decir, más densos) reveló una clara diferencia entre los tipos de jaulas (prueba t de Welch; t104,2 = 2,43, P < 0,017). En general, las jaulas de cría pequeñas, Tipo II, no fueron más propensas a desarrollar niveles altos de amoníaco que las jaulas que no eran de cría con el mismo número de ratones (análisis de varianza de dos vías (ANOVA); F1,138 = 0,21, P = 0,64). Sin embargo, hubo una fuerte interacción entre el tipo de jaula y su ocupación (F1,138 = 15,0, P < 0,001); de hecho, mientras que no hubo una diferencia clara entre las jaulas tipo II reproductoras y no reproductoras que albergaban parejas, los tríos reproductores tenían, en promedio, niveles de amoníaco mucho mayores que las jaulas no reproductoras de tres ratones. No pudimos atribuir este aumento en la acumulación de amoníaco en las jaulas de cría en trío a la presencia de una camada de cachorros en Tipo II (prueba t de Welch; t24.3 = −1.78, P = 0.09) o Tipo III (t5.2 = 0.17, P = 0.87) jaulas (Datos extendidos Fig. 2). Los niveles de amoníaco eran comparables, independientemente de si una madre había dado a luz o no. Para las parejas reproductoras, no pudimos evaluar si una camada de cachorros parecía aumentar los niveles de amoníaco, ya que solo teníamos una pareja reproductora en una jaula Tipo III y solo una jaula Tipo II estaba registrada para tener una camada de cachorros. No pudimos encontrar ningún dato que respalde un efecto del sexo en la acumulación de amoníaco (Datos extendidos Fig. 3). Al analizar las jaulas de tipo II en un ANOVA de dos vías utilizando la ocupación de la jaula como predictor, no pudimos encontrar ningún efecto del sexo en los niveles de amoníaco dentro de la jaula (F1,392 = 0,56, P = 0,45).

Tampoco encontramos un efecto al medir los niveles de amoníaco en jaulas con diferentes cantidades de ropa de cama (Fig. 2). Dado que se evaluaron tres niveles de ropa de cama en todas las jaulas (Tabla 2), y que el muestreo se realizó tanto a los 7 como a los 14 días, hubiéramos esperado que nuestro experimento detectara cualquier cambio que hubiéramos considerado de importancia. magnitud significativa. Sin embargo, no se encontró ningún efecto para ningún tipo de jaula (ANOVA de medidas repetidas utilizando datos del día 14, efecto del lecho; F2,242 = 1,45, P = 0,24; interacción jaula × lecho: F2,242 = 0,96, P = 0,39) . Además, dividir las jaulas Tipo III por tipo de alojamiento (alojamiento individual, alojamiento en grupo; Tabla 2) no reveló ningún efecto oculto (Datos ampliados, Fig. 4). Hubo niveles significativamente más bajos de amoníaco en jaulas de ratones alojados en una sola casa el día 14 (ANOVA de medidas repetidas, efectos entre sujetos; F2,60 = 10,7, P < 0,001; prueba post hoc de Tukey: P < 0,01 en relación con ratones alojados en grupo). ratones y jaulas de cría), pero este efecto no interactuó con la cantidad de lecho.

El amoníaco dentro de la jaula se muestra ordenado por tamaño de jaula (jaulas Tipo II (superior) y Tipo III (inferior)) y cantidad de material de cama (reduciendo a la mitad y duplicando el volumen estándar de material de cama, enumerado aquí como 100%). Se tomaron muestras de amoníaco dentro de la jaula el día 7 (izquierda) y el día 14 (derecha) después del cambio de jaula. Tenga en cuenta que los datos se muestran en un eje logarítmico y que el eje se ha truncado en 0,3 ppm (censura de datos entre 0,1 y 0,3 ppm). Los cuadros muestran las medianas y el rango intercuartílico, y los bigotes indican el rango completo de los datos. El área gris se usa para resaltar el área de lecturas que superan los 50 ppm de NH3. El número y la proporción de jaulas Tipo II que superan el umbral de 50 ppm en el día 14 se indica en la parte inferior del gráfico. Para conocer la composición exacta de los grupos, consulte la Tabla 2.

En el presente estudio, analizamos si los niveles de amoníaco dentro de la jaula podrían reducirse cambiando el volumen de la ropa de cama. Este no era el caso. Mientras que está bien establecido que el uso de muy poco material de cama en una jaula conducirá a un rápido aumento en los niveles de amoníaco34, las jaulas con un volumen de material de cama reducido a la mitad no mostraron signos de empeoramiento. Como anécdota, el uso de demasiada ropa de cama puede provocar niveles elevados de amoníaco en las IVC. La teoría, relatada por los fabricantes de jaulas, es que un gran volumen de ropa de cama permite que la orina se filtre al fondo de la jaula, donde se pueden formar bolsas húmedas, lejos de los efectos de secado del aire circulante en la jaula. Esta 'teoría de Ricitos de Oro' postula que existe una cantidad óptima de lecho. Usar demasiado o muy poco puede causar problemas. Sin embargo, no vimos ninguna evidencia de tal efecto cuando variamos la cantidad de ropa de cama dentro de lo razonable (0.5–1.5 litros en jaulas Tipo II; 1–3 litros en jaulas Tipo III). En consecuencia, tenemos que concluir que los rangos de ropa de cama en nuestras investigaciones fueron óptimos o casi óptimos.

Se ha realizado una buena cantidad de investigaciones para identificar material de cama que sea altamente absorbente y efectivo para reducir la acumulación de amoníaco35,36,37,38,39,40,41. En general, se ha demostrado que las astillas de madera (como se usa en el presente estudio) y la mazorca de maíz son apropiadas para reducir la acumulación de amoníaco22. Aunque se ha demostrado que la mazorca de maíz es un poco más absorbente que las astillas de madera de álamo temblón, no estamos convencidos de que el uso de la mazorca de maíz pueda ser útil en nuestro escenario actual (la mazorca de maíz solo es más absorbente por volumen de lecho; este efecto se invierte si se expresa por peso37 ). Además, los roedores prefieren las jaulas forradas con virutas de madera en lugar de mazorcas de maíz, como se muestra en estudios de preferencia con ratones42,43 y ratas44, posiblemente debido a que las 'migas' de mazorca de maíz son más densas e irregulares, lo que las convierte en una superficie incómoda para descansar45. En cambio, nos gustaría llamar la atención sobre el volumen de aire en las jaulas.

En el presente estudio, encontramos que nuestros IVC más pequeños (Tipo II) acumularon consistentemente niveles más altos de amoníaco dentro de la jaula que los IVC más grandes (Tipo III). En particular, este fue el caso también cuando los ratones se alojaron en densidades de población comparables en los dos tipos de jaulas. Incluso si a un ratón individual se le asignaba la misma cantidad de espacio en el piso y, en consecuencia, ropa de cama, las jaulas más pequeñas eran más propensas a acumular amoníaco. Esta observación sugiere que el volumen de la jaula, a diferencia de la superficie habitable, es importante. Además, los tríos reproductores parecían generar más amoníaco que los grupos de tres no reproductores. No pudimos encontrar mayores niveles de amoníaco en presencia de una camada de cachorros. En cambio, un componente conductual, inherente a los animales reproductores, puede influir en la acumulación de amoníaco (como se informó antes31). Quizás el mayor consumo de agua y alimento por parte de las hembras preñadas pueda explicar en parte las mayores concentraciones de amoníaco que se encuentran en las jaulas de cría.

Mientras que se ha sugerido que los ratones machos producen más amoníaco que las hembras (ya sea simplemente por ser más grandes y tener más 'biomasa'46,47 o por beber más agua y, en consecuencia, generar más orina48), en repetidas ocasiones no hemos podido corroborar tal efecto. . Bajo las condiciones de nuestra investigación, machos y hembras alojados en densidades comparables parecían producir niveles de amoníaco comparables (jaulas Tipo II, datos extendidos Fig. 3). Si hay un efecto del sexo, este fue eclipsado por otros parámetros. Desafortunadamente, no pudimos hacer una comparación significativa de las cepas.

El flujo de aire en los IVC está diseñado y probado utilizando jaulas vacías. Esta práctica es comprensible, dado que un fabricante no puede predecir el tipo o la cantidad de ropa de cama, elementos de enriquecimiento, refugios o materiales de construcción de nidos que se utilizarán en un galpón en particular. Sin embargo, estos elementos adicionales son requeridos por la legislación europea49 y recomendados encarecidamente en las directrices norteamericanas50. En jaulas de menor volumen, con menos espacio libre, elementos como refugios y materiales para construir nidos pueden desviar considerablemente el flujo de aire. Sospechamos que este puede ser el caso de nuestras jaulas más pequeñas (Tipo II). Mientras que, por ejemplo, las parejas/tríos reproductores alojados en estas jaulas más pequeñas cumplen con los requisitos de la UE con respecto al espacio de la jaula (definido como espacio en el suelo), está claro que estas condiciones de alojamiento crean un entorno indeseable. Notaremos que los diferentes modelos de IVC emplean diferentes direcciones/patrones de flujo de aire y diferentes tasas de flujo. En consecuencia, no podemos saber en qué medida el aprovisionamiento de jaulas afecta la aireación en diferentes modelos; sin embargo, podemos recomendar encarecidamente investigar esto.

Establecemos la densidad máxima de alojamiento en nuestras jaulas calculando el espacio de piso disponible para un solo ratón, esencialmente tratando el espacio de piso como un recurso consumible. Hacer lo mismo con el volumen de aire en las jaulas puede ser menos sensato. En nuestros experimentos, las jaulas más grandes tenían un volumen aproximado de 15 litros, ignorando el volumen desplazado por el alimento, las camas, el material de anidación y los propios animales. Las jaulas más pequeñas medían aproximadamente 9 litros (experimento 1) y 8 litros (experimento 2). La diferencia de volumen entre los tipos de jaulas no es muy diferente de la diferencia de espacio en el suelo. En cambio, creemos que puede ser necesario cierto espacio de cabeza total en una jaula para una aireación adecuada con respecto a evitar la acumulación de amoníaco. El volumen de una jaula y el número de ratones que se pueden alojar en ella sin correr el riesgo de niveles elevados de amoníaco dentro de la jaula pueden no seguir una relación simple. Es posible que las condiciones óptimas de alojamiento no se puedan predecir fácilmente, sino que deben establecerse mediante experimentos prácticos. Factores como la geometría de la jaula, el patrón de flujo de aire, el aprovisionamiento de la jaula (refugios, material de anidación y elementos de enriquecimiento) son solo algunos de los factores que pueden tener una influencia importante en los niveles de amoníaco.

En la presente investigación no pudimos controlar factores como la edad, el peso o los antecedentes genéticos de los ratones en las jaulas estudiadas. Tampoco pudimos manipular el entorno de la jaula más allá de cambiar la cantidad de ropa de cama dentro de lo razonable. Si bien esto nos proporcionó una descripción general adecuada de la situación en nuestras instalaciones, los datos no pueden responder preguntas con respecto a la influencia de otros parámetros que pueden influir en la acumulación de amoníaco. En un estudio reciente46 se demostró que la capacidad de los ratones para mantener una letrina en una ubicación constante influye en gran medida en los niveles de amoníaco dentro de la jaula. Alentar a los ratones a colocar su letrina en la parte delantera de la jaula, el área que se asoció con la menor acumulación de amoníaco, podría ofrecer un medio de comportamiento simple para reducir los niveles de amoníaco de la jaula que vale la pena investigar. En investigaciones de seguimiento, también esperamos poder responder si otros elementos (cantidad y tipos de muebles de jaula y ubicación de la tolva de comida) podrían influir aún más en los niveles de amoníaco dentro de la jaula.

Con la introducción de nuevos diseños para IVC de ratón, donde las jaulas se hacen aún más compactas al bajar el techo de las jaulas, es posible que veamos problemas aún mayores con la acumulación de amoníaco. Un factor que empeora es que este problema no se detecta fácilmente porque los cuidadores de animales y el personal de investigación no respiran el mismo aire que circula en las jaulas. No teníamos idea de nuestros problemas de amoníaco antes de comenzar a tomar muestras de las jaulas. En el presente informe, presentamos los niveles medidos al final de un ciclo de cambio de jaula. Se puede argumentar, en consecuencia, que pintan el peor de los casos. Los ratones solo están expuestos a estos niveles hacia el final de un período de 14 días. Sin embargo, no nos gustaría que los ratones estuvieran expuestos a niveles de amoníaco superiores a 50 ppm en ningún punto de nuestras instalaciones. De hecho, lo ideal sería mantener niveles "amigables para los humanos" por debajo de 25 ppm en todo momento. Si bien esto podría abordarse con bastante facilidad mediante la adopción de un ciclo de cambio de jaula más corto, esto no dejaría de tener consecuencias. Está bien establecido que los ratones encuentran estresante la manipulación y el reordenamiento constantes de su entorno doméstico51; interrumpe sus patrones de comportamiento y ritmo circadiano52,53, y la limpieza de la jaula (eliminación de señales de olor) puede provocar agresión en ratones macho54,55. Los cambios de jaula más frecuentes no solo son más laboriosos por parte de los cuidadores de los animales, sino que también son desagradables para los habitantes de las jaulas. Guiados por nuestros datos, sugerimos tentativamente que, al asignar espacio vital a nuestros ratones, tengamos en cuenta también el volumen de las jaulas y no solo el espacio del piso.

Todos los ratones se alojaron en IVC (Tecniplast) de Euro Standard Tipo II (experimento 1: '1285L', 365 × 207 × 140 mm; experimento 2: 'GM500', 391 × 199 × 160 mm) o Tipo III (' 1290D', 425 × 276 × 153 mm) diseño. Los animales se alojaron en astillas de madera de álamo temblón (Tapvei), mantenidas en un ciclo de luz-oscuridad de 12:12 horas, con 30 minutos de crepúsculo en las transiciones. La temperatura ambiente se mantuvo entre 19 y 23 °C y la humedad entre 42 y 46 %, y las jaulas se ventilaron a una tasa de 65 a 75 h−1 de cambios de aire bajo presión negativa. La frecuencia de cambio de jaula fue una vez cada 2 semanas durante todo el tiempo. A los animales se les proporcionaron refugios: refugios de plástico semitransparentes rojos ('JAKO'; Molytex) y tubos de cartón (Lillico), material para anidar (nidos 'Happi-mat'; Scanbur) y palos para roer (Tapvei). Se proporcionó alimento extruido ('Altromin 1314', Brogaarden) y agua del grifo (en botellas) ad libitum. Todas las jaulas muestreadas estaban situadas en unidades de cría de barrera que se analizan continuamente para detectar patógenos de acuerdo con las recomendaciones de la Federación Europea de Asociaciones de Ciencias de los Animales de Laboratorio56. Todos los animales se consideraron libres de patógenos específicos.

El amoníaco dentro de la jaula se midió con un sensor portátil de detección de fotoionización (detector Tiger LT; Ionscience), de manera similar a estudios previos34,57. No se esperaba que hubiera otros compuestos orgánicos que pudieran interferir con las mediciones en ninguna concentración apreciable en ninguna de las jaulas. Las concentraciones medidas se han reproducido utilizando medidas electroquímicas para garantizar la precisión de las medidas de detección de fotoionización. Se fabricó una sonda rudimentaria con tubos de plástico que permitía tomar muestras a través del puerto de la botella de agua (de manera similar a otros estudios22), mientras las jaulas aún estaban en el soporte. En consecuencia, las jaulas (en su mayoría) no se perturbaron y se ventilaron activamente durante el muestreo. Las lecturas se obtuvieron desde el centro de la jaula, aproximadamente 5 cm por encima del lecho. El límite inferior de detección del instrumento fue de 0,1 ppm de amoníaco. Las lecturas se obtuvieron en vivo, lo que impidió el cegamiento de las muestras.

Todos los datos del estudio se obtuvieron mediante muestreo oportunista de animales que participaban en otros experimentos o programas de cría. Sin una profundidad previamente acordada para el lecho de las jaulas en el programa de cuidado y uso de animales de la Universidad, se realizaron cambios en los volúmenes del lecho dentro de lo que se consideraba el rango normal para alojamiento estándar. Estos cambios se realizaron como parte del trabajo de mejora continua de la instalación. Los fabricantes de jaulas sugirieron que una causa de los niveles elevados de amoníaco podría ser el uso de demasiado sustrato de cama, lo que provocó una investigación. Todos los procedimientos se realizaron bajo la supervisión del comité local de bienestar animal y los veterinarios clínicos del programa.

La prueba de hipótesis se llevó a cabo en datos transformados logarítmicamente (X′ = log10(X + 1), para tener en cuenta los valores cero) en todo momento, ya que los datos parecían tener una distribución logarítmica (aproximadamente) normal. La prueba t de Welch se usó para comparaciones simples, mientras que los modelos ANOVA se usaron cuando había más de una variable independiente. Para la comparación post hoc de múltiples grupos, empleamos la prueba de Tukey (HSD). Para comparar animales alojados en densidades similares en los dos tipos de jaulas, decidimos centrarnos en jaulas con ratones alojados en una densidad de 140 cm2 por animal o menos. Esto produjo rangos similares de 88–133 cm2 por animal para jaulas Tipo II y 91–137 cm2 por animal para jaulas Tipo III con tamaños de muestra suficientemente grandes para pruebas estadísticas. Con las mismas jaulas utilizadas para los tres niveles de ropa de cama, pudimos emplear un ANOVA de medidas repetidas. Se llevaron a cabo regresiones lineales para analizar la relación entre la densidad de viviendas y la acumulación de amoníaco. Luego se probaron las pendientes de mejor ajuste usando ANOVA. Los análisis se llevaron a cabo en SPSS v.28 (IBM), a lo largo de los análisis se utilizaron pruebas bilaterales y P < 0,05 se consideró significativo.

Para verificar nuestros hallazgos internos anteriores, se tomaron muestras de IVC elegidos al azar en dos unidades de alojamiento de animales (Tabla 1). Se tomaron muestras de un total de 451 jaulas tipo II únicas y 73 jaulas tipo III únicas que albergaban un número variable de animales 10 a 14 días después del cambio de jaula.

En el segundo experimento (Cuadro 2), se realizaron cambios en las condiciones de alojamiento de rutina para las jaulas utilizadas para la cría. A las jaulas se les proporcionó la cantidad estándar de ropa de cama utilizada en las instalaciones para animales (jaulas Tipo II: 1,0 litro; Jaulas Tipo III: 2,0 litros), 50 % de la cantidad estándar (Jaulas Tipo II: 0,5 litros; Jaulas Tipo III: 1,0 litro) , o 150% de la cantidad estándar (Jaulas Tipo II: 1,5 litros; Jaulas Tipo III: 3,0 litros). Se empleó un diseño cruzado completo, en el que a cada jaula se le proporcionó cada nivel de ropa de cama, en un orden aleatorio. El diseño fue un cuadrado latino balanceado con igual número de jaulas para cada condición en cada bloque de tiempo. Las jaulas cayeron en una de tres categorías: parejas reproductoras (un macho, una hembra) o tríos (un macho, dos hembras), machos de una sola casa (actualmente no se utilizan para la reproducción) o ratones alojados en grupo (camadas destetadas de ratones jóvenes) .

Más información sobre el diseño de la investigación está disponible en el Resumen de informes de Nature Portfolio vinculado a este artículo.

Todos los datos sin procesar están disponibles en línea (https://doi.org/10.6084/m9.figshare.21829353).

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Agradecemos a los cuidadores de animales y veterinarios del Departamento de Medicina Experimental, sin los cuales no se hubiera podido realizar este estudio.

Financiamiento de acceso abierto proporcionado por la Biblioteca Real Danesa

Departamento de Medicina Experimental, Facultad de Salud y Ciencias Médicas, Universidad de Copenhague, Copenhague, Dinamarca

Mahmud A. Eskandarani, Jann Hau y Otto Kalliokoski

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MAE y JH concibieron la idea del estudio y diseñaron los experimentos para su ejecución. MAE llevó a cabo los experimentos y analizó los resultados junto con OK Todos los autores contribuyeron a la redacción de este informe.

Correspondencia a Otto Kalliokoski.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Lab Animal agradece a Michael Huerkamp y a los otros revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo.

Nota del editor Springer Nature se mantiene neutral con respecto a los reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Se muestran las regresiones de mejor ajuste para ambos tipos de jaulas (II, en verde y III, en azul) en el mismo rango de densidad de alojamiento (datos del Experimento 1). Las jaulas de cría han sido excluidas del análisis. A la derecha, las regresiones se muestran individualmente, con el intervalo de confianza del 95 % para las líneas de regresión (con los valores p enumerados para el análisis de varianza asociado) para una vista menos abarrotada. Tenga en cuenta que las pruebas estadísticas se llevaron a cabo como un análisis de regresión lineal de datos transformados logarítmicamente, mientras que los datos se muestran aquí en un gráfico semilogarítmico.

Las jaulas de cría que albergan tríos se han dividido en función de si había una camada de crías registrada en la jaula en el momento del muestreo o no. Aunque parece haber un aumento en el amoníaco dentro de la jaula en las jaulas más pequeñas (Tipo II), este efecto no se pudo corroborar estadísticamente. Los cuadros muestran las medianas y los rangos entre cuartiles, los bigotes indican el rango completo de los datos.

Las jaulas Tipo II en el Experimento 1 (Fig. 1) han sido divididas por sexo (ver Tabla 1). No hay diferencias obvias entre machos y hembras que sugieran que el sexo tiene un efecto decisivo en la acumulación de amoníaco en estas jaulas. El análisis de varianza bidireccional respalda este hallazgo. Los cuadros muestran las medianas y los rangos entre cuartiles, los bigotes indican el rango completo de los datos. El área gris se usa para resaltar el área de lecturas que superan los 50 ppm de NH3.

Las jaulas Tipo III en el Experimento 2 (Fig. 2) han sido divididas por el tipo de alojamiento para el que se usó la jaula (ver Tabla 2). No hay tendencias obvias fuera de una acumulación de amoníaco ligeramente inferior en jaulas con ratones de una sola casa (F2,60 = 10,7, P < 0,001; prueba post hoc de Tukey: P < 0,01 en relación con los otros dos grupos). Sin embargo, este factor no interactuó con la cantidad de camas. Los cuadros muestran las medianas y los rangos entre cuartiles, los bigotes indican el rango completo de los datos.

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Reimpresiones y permisos

Eskandarani, MA, Hau, J. & Kalliokoski, O. La rápida acumulación de amoníaco en pequeñas jaulas para ratones con ventilación individual no se puede superar ajustando la cantidad de ropa de cama. Lab Anim 52, 130–135 (2023). https://doi.org/10.1038/s41684-023-01179-0

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Recibido: 28 de octubre de 2021

Aceptado: 18 abril 2023

Publicado: 18 mayo 2023

Fecha de emisión: junio de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41684-023-01179-0

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