Clinical biochemistry of rescued Magellanic Penguins (Spheniscus magellanicus): serum or heparinized plasma? / Bioquímica clínica de pinguins-de-magalhães (Spheniscus magellanicus) de resgate: soro ou plasma heparinizado?

IIn the last few years, an increasing number of debilitated Magellanic penguins (Spheniscus magellanicus) has been rescued and taken to rehabilitation centers on Brazil's southern coast to be clinically treated and evaluated for re-introduction. This work aims to compare the viability of heparinized plasma with the viability of serum for biochemistry analyses under rehabilitation conditions. Blood sampled from 31 physically healthy rescued penguins was processed into serum/plasma-paired samples and analyzed for 12 biochemical parameters: alanine aminotransferase (ALT), alkaline phosphatase (ALP), aspartate aminotransferase (AST), cholesterol (CHOL), creatine kinase (CK), gamma-glutamyl transpeptidase (GGT), glucose, (GLU) lactate dehydrogenase (LDH), total proteins (TP), triglycerides (TG), urea (UR), and uric acid (UA).The results showed that six paired samples presented visual signs of hemolysis (visual hemolytic score≥1), four of which occurred exclusively in the serum counterpart. Significant differences (P≤ 0.5) between sample types were found for CHOL (3%), GLU (6%) and TG (52%). Only TG was considered clinically relevant (>10%). All mean/median results fell within the available reference intervals by the Association of Zoos and Aquariums (Penguin, 2014). In conclusion, we verified that heparinized plasma is a viable sample for the clinical biochemistry of rescued Magellanic penguins as it yields compatible results with serum, while providing practical benefits. The adoption of this practice favors a faster bird recovery, by minimizing blood sampling volume, and optimizes material resources, allowing use of the same collector tube as for hematology.(AU)

Nos últimos anos, um número crescente de pinguins-de-magalhães (Spheniscus magellanicus) debilitados vem sendo resgatado e encaminhado aos centros de reabilitação do litoral sul do Brasil para cuidados clínicos e posterior avaliação de reintrodução. Este trabalho teve como objetivo comparar a viabilidade do plasma heparinizado com a do soro para análises bioquímicas, em condições de reabilitação. Amostras de sangue de 31 pinguins de resgate fisicamente saudáveis foram processadas em amostras pareadas de soro e plasma heparinizado, e 12 parâmetros bioquímicos foram analisados: alanina aminotransferase (ALT), fosfatase alcalina (ALP), aspartato aminotransferase (AST), colesterol (CHOL), creatina quinase (CK), gamaglutamil transpeptidase (GGT), glicose (GLU), lactato desidrogenase (LDH), proteínas totais (TP), triglicérides (TG), ureia (UR) e ácido úrico (UA). Os resultados mostraram que seis amostras pareadas apresentaram sinais visuais de hemólise (escore hemolítico visual≥1), das quais quatro ocorreram exclusivamente no soro. Observaram-se diferenças significativas (P≤0,5) entre os tipos de amostra em CHOL (3%), GLU (6%) e TG (52%), sendo apenas TG considerado clinicamente relevante (>10%). Todos os resultados de médias e medianas situaram-se dentro dos intervalos de referência disponíveis fornecidos pela Associação de Zoológicos e Aquários (AZA). Como conclusão, verificou-se que o plasma heparinizado é uma amostra viável para a bioquímica clínica de pinguins-de-magalhães de resgate, produzindo resultados compatíveis com os do soro. Além disso, a adoção dessa prática favorece uma recuperação mais rápida dos animais, ao diminuir o volume de sangue amostrado, e otimiza os recursos materiais, ao permitir o aproveitamento do mesmo tubo de colheita de hematologia.(AU)

Parámetros hematológicos y de estrés oxidativo en pingüinos de Magallanes rehabilitados por contaminación con petróleo / Blood and oxidative stress parameters of oil-spill rehabilitated magallanic penguins

Los pingüinos de Magallanes son entre las aves marinas, la especie más afectada por la contaminación con petróleo en Chubut y Santa Cruz. Una de las consecuencias adversas de la exposición a hidrocarburos y otros contaminantes es el aumento de los niveles celulares de especies reactivas del oxígeno o estrés oxidativo, considerados herramientas útiles como biomarcadores del impacto de la exposición a contaminantes químicos peligrosos. El objetivo de este trabajo fue evaluar parámetros hematológicos y marcadores de estrés oxidativo durante la rehabilitación de tres pingüinos empetrolados provenientes del Área Natural Protegida Punta Tombo, Chubut, Argentina. Se tomaron tres muestras de sangre por individuo: la primera muestra al arribo de los pingüinos al centro de rehabilitación, la segunda una semana después y una última muestra antes de ser liberados. Se obtuvieron la cantidad total de leucocitos, la razón heterófilos/linfocitos, el hematocrito y las concentraciones de glucosa y de proteínas totales. Se analizó la actividad de la enzima catalasa, responsable de la degradación del peróxido de hidrógeno, los niveles de tioles totales no proteicos y el daño a lípidos evaluando las especies reactivas al ácido tiobarbitúrico, como indicadores de estrés oxidativo. El estudio se complementó con la obtención del peso de los pingüinos. En general, los parámetros medidos, aumentaron o se mantuvieron constantes desde la primera toma de muestra hasta la última. Si bien algunas de las variables para cada pingüino se comportaron diferentes durante el tratamiento, en general se observó una tendencia a normalizarse hacia el momento de su liberación. Se concluye que los pingüinos se liberaron en buen estado físico luego de la rehabilitación.

Magellanic penguins are among the most affected seabirds by oil contamination in Patagonia. Hydrocarbons and other pollutants cause an increase in the cellular levels of reactive oxygen species that lead oxidative stress and in this way, the evaluation of oxidative stress parameters could be useful tools as biomarkers to evaluate the exposure to hazardous chemical contaminants. The aim of the present work was to evaluate hematological parameters and oxidative stress biomarkers during the rehabilitation of three oil-spill penguins from Punta Tombo Natural Protected Area in Chubut, Argentina. Three blood samples were taken from each individual, the first sample was obtained at arrival of penguin to the rehabilitation center, the second one was the following one week and last sample was taken before animals were freed. Hematocrit, white blood cell count, heterophil/ lymphocyte ratio as a measure of stress, and concentrations of glucose and total proteins were determined. The thiobarbituric acid reactive species, a well-established method for monitoring lipid peroxidation, the activity of catalase enzyme (involved in the catabolism of hydrogen peroxide) and the thiol levels were evaluated as oxidative stress indicators. In general, the measured parameters remained constant or increased their values from the first to the last blood sampling. While some of the variables for each penguin behaved differently during treatment, generally they tended to normalize when penguins were released. We conclude that penguins were released in good physical condition after rehabilitation.

Valores hematológicos e bioquímicos de pinguins-de-Magalhães em reabilitação no Espírito Santo, sudeste do Brasil / Hematological and biochemical values of Magellanic penguins in rehabilitation in Espírito Santo, southeastern Brazil

Este trabalho apresenta valores hematológicos e bioquímicos de pinguins-de-Magalhães (Spheniscus magellanicus) juvenis que arribaram no Espírito Santo e Rio de Janeiro, litoral sudeste do Brasil, e foram encaminhados a reabilitação. Os valores médios obtidos foram: eritrócitos 2.55±0.54 milhões/µL; hemoglobina 13,37±3,91g/dL; hematócrito 41,5±0,04%; proteína plasmática 6,34±0,81g/dL; leucócitos 16.301±6.402/µL; trombócitos 20.516±4.591 células/µL; volume corpuscular médio (VCM) 172,0±53,0 fL; concentração de hemoglobina corpuscular média (CHCM) 26,41±0,02%; alanina transaminase (ALT) 50,0±17,89 U/L; ácido úrico 8,93±3,0mg/dL; albumina 1,68±0,53g/dL; cálcio 9,7±0,57mg/dL; fósforo 10,39±8,5mg/dL e glicose 211,6±30,3mg/dL. Valores de eritrócitos, VCM e CHCM foram discrepantes em relação aos valores de referência atuais. Valores de leucócitos e trombócitos tem significado inconclusivo. Hematócrito, hemoglobina, proteína plasmática e valores bioquímicos forneceram importante contribuição para o estabelecimento de parâmetros de referência.(AU)

This paper reports hematological and biochemical values of juveniles Magellanic penguins (Spheniscus magellanicus) stranded in Espírito Santo and Rio de Janeiro, Southeastern Brazil, that were sent for rehabilitation. The average values were: erythrocytes 2.55±0,54 milhões/µL, hemoglobin 13.37±3,91g/dL, hematocrit 41.5±0.04%, plasma protein 6.34±0.81g/dL, leukocytes 16,301±6,402/µL, thrombocytes 20,516±4,591 células/µL3, mean cell volume (MCV) 172.0±53.0 fL, mean cell hemoglobin concentration (MCHC) 26.41±0.02%, alanine transaminase (ALT) 50.0±17.89 U/L, uric acid 8.93±3.0mg/dL, albumin 1.68±0.53mg/dL, calcium 9.7±0.57mg/dL, phosphorus 10.39±8.5mg/dL and glucose 211.6±30.3mg/dL. Values of erythrocytes, MCV and MCH were discrepant in relation to the current reference values. Leukocytes and thrombocytes values has meant inconclusive. Hematocrit, hemoglobin, plasma protein and biochemical values provided important contribution for the establishment of reference parameters.(AU)

Metallothionein and lipid peroxidation as markers to assess health status of chronically oiled Magellanic penguins in Argentina / Metalotioneínas y peroxidación lipídica como marcadores para determinar el estado de salud del Pingüino Magallánico crónicamente empetrolado en Argentina

Chronic oiling affects seabirds, with short (individual survival) and long-term (dynamics of population) effects. Magellanic penguin is the most affected species in Argentina. The aim was to evaluate the use of blood biochemical-molecular biomarkers (MT and TBARs) to assess health status of Magellanic penguin exposed to chronic environmental oiling, in addition with routine hematological analyses (differential WBC count and PCV). Oiled specimens presented significant higher RBC metallothionein and TBARs concentrations than those from shelter; while routine hematological parameters were within normal levels for penguins and did not show any difference between both groups. These results demonstrated the higher sensibility of both biomarkers, evidencing effects on health status by chronic oiling; furthermore, they are the first report in blood metallothionein and oxidative stress in S. magellanicus. These studies will be useful for a better assessment of the health condition in rehabilitation centers (short term); and, as early warning signals in natural colonies (long term).

El empetrolamiento crónico afecta a las aves marinas, con efectos a corto (supervivencia del individuo) y largo plazo (dinámica de la población). El pingüino de Magallanes es la especie más afectada en Argentina. El objetivo fue evaluar el uso de biomarcadores bioquímicos-moleculares (MT y TBARS) en sangre para evaluar el estado de salud del pingüino de Magallanes expuesto a empetrolamiento crónico ambiental, además de los análisis hematológicos de rutina (recuento diferencial de leucocitos y hematocrito). Los ejemplares empetrolados presentaron concentraciones significativamente mayores de metalotioneínas en fracción celular y peroxidación lipídica que aquellos de albergue; por el contrario, los parámetros hematológicos de rutina estuvieron dentro de los niveles normales para los pingüinos y no mostraron ninguna diferencia entre los grupos. Estos resultados demuestran la mayor sensibilidad de los dos biomarcadores, evidenciando efectos del empetrolamiento crónico sobre el estado de salud; además, este es el primer reporte de concentraciones de metalotioneínas en sangre y el estrés oxidativo en S. magellanicus. Estos estudios son de utilidad para una mejor evaluación del estado de salud en los centros de rehabilitación (corto plazo); y, como señales de alerta temprana en las colonias naturales (largo plazo).

Blood parameters and measurements of weight in the rehabilitation of Magellanic penguins (Spheniscus magellanicus, Foster 1781) / Parâmetros sanguíneos e medidas de peso na reabilitação de pinguins-de-Magalhães (Spheniscus magellanicus, Foster 1781)

During the austral winter the appearance of the Magellanic penguin (Spheniscus magellanicus) is common on the southern coast of Brazil. The oil pollution constitutes a major cause of death of these birds. The monitoring of the weight and blood variables is important to make decisions during the rehabilitation and release of these animals. Thus, the aim of this study was to evaluate the relationship between the penguins' survival during rehabilitation and the values of hematocrit (Hct), total plasma protein (TPP) and body weight (BW) of the birds received at Centro de Recuperação de Animais Marinhos (Recovery Centre for Sea Animals) between 2006 and 2009. The analysis took place weekly, and penguins were classified according to the outcome of the rehabilitation process, when 101 specimens were rehabilitated and released, and 67 died. Released animals showed a decrease in the Hct in the second and third weeks (41±6% and 40±5% respectively) followed by recovery of the values in the fourth and fifth week (41±4% and 43±4% respectively). TPP levels increased steadily over the collections, stabilizing at 7.3±0.8g/dL in the fourth week. On the other hand, animals that died, although following the same response for TPP, showed no significant difference in Hct between collections, and showed a tendency for loss of BW in the last weeks of rehabilitation. The curves of BW and Hct during rehabilitation were considered a potential prognostic indicator of penguins in rehabilitation. Animals that arrived at the recovery centre with BW, Hct and TPP above 2.700g, 45% and 5.6 g / dL, respectively, have a greater chance of recovery, making these parameters crucial points in decision making regarding the treatment to be conducted during rehabilitation.

Durante o inverno austral, é comum o aparecimento do pinguim-de-Magalhães (Spheniscus magellanicus) no litoral sul do Brasil. A poluição por petróleo constitui a maior causa de morte dessas aves. O acompanhamento do peso e de variáveis sanguíneas é importante para a tomada de decisões durante a reabilitação e liberação desses animais. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre a sobrevivência dos pinguins durante a reabilitação e os valores de hematócrito (Ht), proteínas plasmáticas totais (PPT) e peso corpóreo (PC) das aves recebidas no Centro de Recuperação de Animais Marinhos entre 2006 e 2009. As análises ocorreram semanalmente, e os pinguins foram classificados em função do desfecho do processo de reabilitação, quando 101 espécimes foram reabilitados e liberados e 67 foram a óbito. Animais liberados apresentaram queda no Ht na segunda e terceira semanas (41±6% e 40±5%, respectivamente), seguida de recuperação dos valores na quarta e quinta semanas (41±4% e 43±4%, respectivamente). Os níveis de PPT aumentaram progressivamente ao longo das coletas, estabilizando na quarta semana em 7,3±0,8g/dL. Em contrapartida, animais que foram a óbito, apesar de seguirem a mesma resposta para as PPT, não apresentaram diferença significativa do Ht, entre as coletas, e demonstraram tendência à perda de PC nas últimas semanas de reabilitação. As curvas de PC e Ht foram consideradas indicadoras potenciais de prognóstico durante a reabilitação dos pinguins. Animais que chegaram ao centro de recuperação com PC, Ht e PPT acima de 2.700g, 45% e 5,6g/dL, respectivamente, apresentaram maior chance de recuperação, fazendo desses parâmetros pontos críticos na tomada de decisão quanto ao tratamento a ser conduzido durante a reabilitação.

Clinical, hematological, total plasma protein and fibrinogen parameters of magellanic penguins (Spheniscus magellanicus) pre- and post-rehabilitation / Parâmetros clínicos, hematológicos, de proteína plasmática total e fibrinogênio em pinguins-de-magalhães (Spheniscus magellanicus) pré e pós-reabilitação

Magellanic penguins (Spheniscus magellanicus) usually arrive in poor body conditions at Brazilian beaches during the winter. Hematology provides valuable information about clinical and immunity status of the animals. The aims of this study were to determine the hematologic, total plasma protein (TPP) and fibrinogen profiles of young and adult magellanic penguins in PROAMAR and CETAS-SC, relating these results with the state of health and survival possibility of the animals. In Paraná 14 animals were evaluated in pre and eight in post-rehabilitation and 29 animals were evaluated in Santa Catarina after rehabilitation. Before rehabilitation, all animals showed weakness. In hematological exams of these animals, we found that anemia was present in 83% of the penguins that died and 50% of those which survived. The heterophils/lymphocytes (H/L) ratio was 3.87±0.57 in animals that died, significantly higher than the average of 2.20±0.30 for animals that survived. These two parameters are useful to assess the survival possibility of animals to rehabilitation. The body condition score was positively correlated with hematocrit and TPP, and negatively correlated with H/L ratio. After rehabilitation, the values were similar to other animals of the family Spheniscidae, with averages ranging from 1.64 to 1.90x106 erythrocytes/µL; 43.38 to 48.80% of hematocrit; 12.45 to 13.52g/dL of hemoglobin; 8,684 to 14,011 leukocytes/µL; 4,767 to 8,041 heterophils/µL; 3,215 to 4,951 lymphocytes/µL; 95 to 655 eosinophils/µl; 179.8 to 277.9 monocytes/µL; 141 to 184.9 basophils/µL; and 1.26 to 1.74 of H/L ratio. These parameters can therefore be used as reference values and release parameters for young and adult Magellanic penguins in captivity on the rehabilitation centers.(AU)

Pinguins-de-magalhães (Spheniscus magellanicus) geralmente chegam debilitados às praias do Brasil durante o inverno. A hematologia fornece informações valiosas sobre estado clínico e imunidade dos animais. Os objetivos do presente estudo foram determinar o perfil hematológico, de proteína plasmática total (PPT) e fibrinogênio de pinguins-de-magalhães jovens e adultos no PROAMAR e no CETAS-SC, relacionando esses resultados com o estado de saúde e possibilidade de sobrevivência dos animais. Foram avaliados no Paraná 14 animais na pré e oito na pós-reabilitação e 29 animais em Santa Catarina após a reabilitação. Antes da reabilitação, todos os animais apresentavam debilidade. Nos exames hematológicos desses animais, observou-se que a anemia estava presente em 83% dos pinguins que foram a óbito e em 50% dos que sobreviveram. A relação heterófilos/linfócitos (H/L) foi de 3,87±0,57 nos animais que foram a óbito, significativamente maior que a média de 2,20±0,30 dos animais que sobreviveram. Esses dois parâmetros são úteis na avaliação da possibilidade de sobrevivência dos animais à reabilitação. O escore corporal apresentou correlação positiva com hematócrito e PPT, e correlação negativa com relação H/L. Após a reabilitação os valores foram semelhantes aos de outros animais da família Spheniscidae, com médias variando de 1,64 a 1,90 x106 eritrócitos/µL; 43,38 a 48,80% de hematócrito; 12,45 a 13,52g/dL de hemoglobina; 8.684 a 14.011 leucócitos/µL; 4.767 a 8.041 heterófilos/µL; 3.215 a 4.951 linfócitos/µL; 95 a 655 eosinófilos/µL; 179,8 a 277,9 monócitos/µL; 141 a 184,9 basófilos/µL; e 1,26 a 1,74 de relação H/L. Esses parâmetros, portanto, podem ser utilizados como valores de referência e parâmetros para soltura para pinguins-de-magalhães jovens e adultos em cativeiro nos centros de reabilitação.(AU)