Metabolomic Characterization of Canine Behavioural Disorders: Fearfulness and Hyperactivity/Impulsivity

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:ISBN 978-951-51-4707-3
Julkaisun nimi: Metabolomic Characterization of Canine Behavioural Disorders: Fearfulness and Hyperactivity/Impulsivity
Tekijä: Puurunen, Jenni
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta
Integroivien biotieteiden tohtoriohjelma
Opinnäytteen taso: Väitöskirja (artikkeli)
Kuuluu julkaisusarjaan: Dissertationes Scholea Doctoralis Ad Sanitatem Investigandam Universitatis Helsinkiensis - URN:ISSN:2342-317X
Tiivistelmä: Psychiatric disorders in humans and their counterparts, behavioural disorders in dogs, are the major welfare problems in both species affecting the wellbeing of millions of people and dogs worldwide. Despite extensive research elucidating the pathobiological events leading to the onset of psychiatric/behavioural disorders, the exact etiology remains unattainable. Moreover, the complexity and multicausality of these mental disorders hampers research, addressing the need for more comprehensive approaches to provide insights into the molecular mechanisms of these disorders and to identify disorder-specific biomarkers. The aim of this thesis was to pilot the use of a non-targeted metabolomics approach in canine behavioural research, and to provide novel molecular information concerning two specific behavioural disorders in pet dogs, fearfulness and hyperactivity/impulsivity. Fearfulness is the most common behavioural disorder in dogs, characterized by excessive fear response when confronted with a threatening stimulus. During this thesis work, two separate non-targeted metabolomics characterization studies of canine fearfulness were conducted. The first study aimed to pilot the feasibility and potential of metabolomics technology in canine behavioural research, whereas the second metabolic characterization of canine fear was conducted with a larger sample size to optimize theoretical and analytical limitations observed in the first pilot study. The results showed clear differences in the blood metabolic profiles of fearful and non-fearful control dogs, including increased plasma glutamine abundance in fearful dogs. These alterations potentially originate from the systemic effects of chronic psychological stress. Hyperactive/impulsive dogs manifest inappropriate levels of activity, impulsivity and inattention, corresponding to attention deficit hyperactive disorder (ADHD) in humans. The non-targeted plasma metabolomics showed lower levels of plasma phospholipids in addition to altered tryptophan metabolism in hyperactive and impulsive dogs. These changes may reflect disturbances in the gut microbiota composition in the affected dogs. Collectively, this thesis has demonstrated the feasibility of metabolomics in canine behavioural research and provided novel molecular correlates and potential biomarkers for canine fearfulness and hyperactivity/impulsivity. Additionally, this study identifies changes which also had been reported in other species. This suggests that dogs could be used as a model to aid in gaining better understanding of human psychiatric disorders.Mielenterveyden häiriöt ihmisillä sekä koirien vastaavat tautitilat, käytöshäiriöt, ovat yleisimpiä elämänlaatua heikentäviä hyvinvointiongelmia molemmilla lajeilla. Laajamittaisista tutkimuksista huolimatta kyseisten tautitilojen etiologia on edelleen suurilta osin tuntematon. Sekä mielenterveyden häiriöt että käytöshäiriöt ovat taustaltaan monisyisiä sairauksia, mikä vaikeuttaa tutkimuksia. Sen vuoksi tarvitaan kokonaisvaltaisempia lähestymistapoja, jotka voivat tarjota lisätietoa tautitilojen molekulaarisista mekanismeista sekä tunnistaa tautikohtaisia merkkiaineita, biomarkkereita. Tässä väitöskirjassa pilotoitiin kohdentamattoman metabolomiikan eli aineenvaihdunnan tutkimuksen käyttöä koirien käyttäytymistutkimuksessa. Tavoitteena oli tuottaa uutta molekyylitason tietoa kahdesta käytöshäiriöstä, arkuudesta sekä yliaktiivisuudesta ja impulsiivisuudesta. Arkuus on yleisin koirilla esiintyvä käytöshäiriö, ja se ilmenee liiallisina pelkoreaktioina uhkaavan ärsykkeen, kuten toisen koiran tai vieraan ihmisen, läsnä ollessa. Tässä väitöskirjatyössä arkojen koirien aineenvaihduntaa tutkittiin kahdessa erillisessä tutkimuksessa. Ensimmäisen tutkimuksen tarkoitus oli testata metabolomiikan soveltuvuutta koirien käyttäytymistutkimuksessa, kun taas toisessa tutkimuksessa kehitettiin pilottitutkimuksessa havaittuja teoreettisia ja analyyttisiä puutteita suuremmassa aineistossa. Tulokset osoittivat, että arkojen ja ei-arkojen verrokkikoirien aineenvaihdunnassa oli selkeitä eroja, kuten kohonneet plasman glutamiinipitoisuudet aroilla koirilla. Nämä löydökset saattavat johtua arkojen koirien kärsimän kroonisen psykologisen stressin kokonaisvaltaisista seurauksista. Yliaktiiviset ja impulsiiviset koirat kärsivät jatkuvasta ja sopimattomasta yliaktiivisuudesta, impulsiivisuudesta ja tarkkaamattomuudesta. Kyseinen tautitila vastaa ihmisillä esiintyvää tarkkaavuus- ja yliaktiivisuushäiriötä (ADHD). Metabolomiikka-analyysi paljasti madaltuneen fosfolipidien määrän sekä aminohappo tryptofaanin aineenvaihdunnan häiriöiden olevan yhteydessä koirien yliaktiiviseen ja impulsiiviseen käytökseen. Havaitut muutokset voivat heijastua häiriintyneestä suoliston mikrobitasapainosta. Kaiken kaikkiaan tämä väitöskirjatyö on luonut pohjaa metabolomiikan laajemmalle käytölle koirien käyttäytymistutkimuksessa ja tarjonnut uutta molekyylitason tietoa koirien arkuudesta sekä hyperaktiivisuudesta ja impulsiivisuudesta. Lisäksi tutkimus on paljastanut molekyylitason yhtäläisyyksiä eri lajien välillä, mikä voi tulevaisuudessa hyödyttää eläinlääketieteen lisäksi myös ihmisen mielenterveyden häiriöiden tutkimusta.
URI: URN:ISBN:ISBN 978-951-51-4707-3
http://hdl.handle.net/10138/261743
Päiväys: 2018-12-14
Avainsanat: Lääketieteellinen genetiikka
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
metabolo.pdf 1.283MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot