The effects of a Mycobacterium bovis infection on the metabolic and reproductive systems of African lions (Panthera leo) in the Kruger National Park.
Date
2017-03
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : Stellenbosch University
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: SCCHg en SCCmec elemente is, maar verdere filogenetiese ondersoeke moet uitgevoer word, om insig te gee oor die oorsprong en verspreiding van hierdie nuwe element.
This thesis serves as an attempt to start filling some of the above mentioned knowledge gaps. The introduction is a comprehensive review of what is known of TB in lions. From this it was possible to identify areas that are in need of further investigation. The rest of this thesis investigates the possible effects that M. bovis might have on lions’ energy metabolism, immune/inflammatory response, and reproductive endocrinology.
In order to investigate these metabolic systems, proper diagnosis of diseased or infected lions was necessary. This study showed that the available diagnostic tests are in many instances lacking the necessary specificity for proper diagnosis of M. bovis infections in captive lions. Regardless of the difficulties with diagnosis of TB in the lions used for current study, it was possible to show that the lions in the KNP (exposed to M. bovis) compared to captive (unexposed) lions were experiencing an immune/inflammatory response, differences were observed for energy metabolism biomarkers, and wild male lions had reduced testosterone production. It is speculated that these differences are due to the presence of M. bovis in the KNP lions, however, direct causal links could not be established in the current study. The study on the reproductive endocrine system showed that it was possible to make use of a provocative kisspeptin challenge test to investigate the neuro-endocrine functions of lions. The current study also showed the value of doing simultaneous multiple system investigations, since results obtained from the individual systems were often confirmed or given more relevance when viewed in the context of results obtained from the other systems. This study serves as an indication that M. bovis is most likely contributing to multiple metabolic system alterations in KNP lions that could be considered a threat to that lion population. However, more research in larger numbers of animals controlling for confounding variables will be needed to confirm or reject this hypothesis.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Leeus (Panthera leo) word volgens die Internasionale Unie vir die Bewaring van die Natuur (IUCN) se “Red List of Threatened Species” as kwesbaar geklassifiseer, aangesien hulle onder andere onderhewig is aan bedreigings deur die optrede van mense, asook deur infeksies met mens of dier as vektor. Tuberkulose (TB), veroorsaak deur Mycobacterium bovis, het die vermoë om wilde leeupopulasies te bedreig in gebiede waar dit endemies is. Die eerste gevalle van TB onder leeus in die Krugerwildtuin (KNP) is in die vroeë 1990’s opgeteken en dit kan uiteindelik tot die dood van geïnfekteerde leeus lei. Ten spyte van die ooglopende dood van siek leeus en die veranderinge in die dinamika van leeutroppe wat dit meebring, heers daar nie konsensus oor die vraag of TB die leeupopulasie negatief sal affekteer nie en gevolglik bestaan daar tans geen ingrypingsmaatreëls nie. Faktore wat tot hierdie gebrek aan bewysgebaseerde tussentrede bydra, sluit in onsekerheid oor voordoodse diagnostiese toetse, asook ‘n gebrek aan wetenskaplike kennis oor die aanvanklike besmetting, siekteverloop en die uiteinde van die siektestoestand by individuele leeus nie. Hierdie verhandeling dien as ‘n bydrae om voorgenoemde gebrek aan kennis en insig te begin aanspreek. Die inleiding is ‘n omvattende oorsig van die beskikbare inligting oor TB in leeus. Op grond daarvan kon leemtes geïdentifiseer word wat verdere navorsing uitlig. In die finale instansie ondersoek die verhandeling die moontlike invloed van M. bovis op leeus se energiemetabolisme, immuun- en inflammatoriese reaksies, asook hul voortplantingsendokrinologie. Om die metabolisme te ondersoek, is die korrekte diagnose van geïnfekteerde of siek leeus noodsaaklik. Die studie het bevind dat die beskikbare diagnostiese toetse, in baie gevalle nie spesifiek genoeg is vir die werklike diagnose van M. bovis -infeksies in leeus in aanhouding nie. Ongeag die probleme ervaar met die korrekte diagnose van leeus wat ingesluit was in die studie, was dit steeds moontlik om aan te toon dat leeus in die Krugerwildtuin (blootgestel aan M. bovis) in vergelyking met leeus in aanhouding (nie blootgestel nie) ‘n immuunreaksie toon, dat daar verskille was tussen die energiemetabolisme se biologiese merkers en dat wilde mannetjieleeus verlaagde testosteroonvlakke het. Die verskille is vermoedelik te wyte aan die teenwoordigheid van M. bovis in die Krugerwildtuinleeus, hoewel oorsaaklike verband nie in die huidige studie vasgestel kon word nie. Die ondersoek van die voorplantingsendokrinologie het getoon dat dit moontlik is om met behulp van ‘n uitdagingstoets met kisspeptien as provokasiemiddel, leeus se neuro-endokriene funksies te ondersoek. Die huidige studie het ook die waarde van gelyktydige ondersoeke van verskeie stelsels uitgelig, aangesien resultate verkry van een sisteem op ‘n gereëlde basis bevestig is of meer insiggewend was wanneer dit vergelyk word met die ander stelsels se resultate. Die verhandeling dui op die moontlikheid dat M. bovis waarskynlik bydra tot veranderinge in verskeie metaboliese stelsels in Krugerwildtuinleeus wat moontlik ‘n bedreiging vir daardie populasie kan wees. Voortgesette navorsing op ‘n groter aantal leeus, terwyl kontrole uitgeoefen word oor strengelveranderlikes om die hipotese te bevestig of te verwerp, word benodig.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Leeus (Panthera leo) word volgens die Internasionale Unie vir die Bewaring van die Natuur (IUCN) se “Red List of Threatened Species” as kwesbaar geklassifiseer, aangesien hulle onder andere onderhewig is aan bedreigings deur die optrede van mense, asook deur infeksies met mens of dier as vektor. Tuberkulose (TB), veroorsaak deur Mycobacterium bovis, het die vermoë om wilde leeupopulasies te bedreig in gebiede waar dit endemies is. Die eerste gevalle van TB onder leeus in die Krugerwildtuin (KNP) is in die vroeë 1990’s opgeteken en dit kan uiteindelik tot die dood van geïnfekteerde leeus lei. Ten spyte van die ooglopende dood van siek leeus en die veranderinge in die dinamika van leeutroppe wat dit meebring, heers daar nie konsensus oor die vraag of TB die leeupopulasie negatief sal affekteer nie en gevolglik bestaan daar tans geen ingrypingsmaatreëls nie. Faktore wat tot hierdie gebrek aan bewysgebaseerde tussentrede bydra, sluit in onsekerheid oor voordoodse diagnostiese toetse, asook ‘n gebrek aan wetenskaplike kennis oor die aanvanklike besmetting, siekteverloop en die uiteinde van die siektestoestand by individuele leeus nie. Hierdie verhandeling dien as ‘n bydrae om voorgenoemde gebrek aan kennis en insig te begin aanspreek. Die inleiding is ‘n omvattende oorsig van die beskikbare inligting oor TB in leeus. Op grond daarvan kon leemtes geïdentifiseer word wat verdere navorsing uitlig. In die finale instansie ondersoek die verhandeling die moontlike invloed van M. bovis op leeus se energiemetabolisme, immuun- en inflammatoriese reaksies, asook hul voortplantingsendokrinologie. Om die metabolisme te ondersoek, is die korrekte diagnose van geïnfekteerde of siek leeus noodsaaklik. Die studie het bevind dat die beskikbare diagnostiese toetse, in baie gevalle nie spesifiek genoeg is vir die werklike diagnose van M. bovis -infeksies in leeus in aanhouding nie. Ongeag die probleme ervaar met die korrekte diagnose van leeus wat ingesluit was in die studie, was dit steeds moontlik om aan te toon dat leeus in die Krugerwildtuin (blootgestel aan M. bovis) in vergelyking met leeus in aanhouding (nie blootgestel nie) ‘n immuunreaksie toon, dat daar verskille was tussen die energiemetabolisme se biologiese merkers en dat wilde mannetjieleeus verlaagde testosteroonvlakke het. Die verskille is vermoedelik te wyte aan die teenwoordigheid van M. bovis in die Krugerwildtuinleeus, hoewel oorsaaklike verband nie in die huidige studie vasgestel kon word nie. Die ondersoek van die voorplantingsendokrinologie het getoon dat dit moontlik is om met behulp van ‘n uitdagingstoets met kisspeptien as provokasiemiddel, leeus se neuro-endokriene funksies te ondersoek. Die huidige studie het ook die waarde van gelyktydige ondersoeke van verskeie stelsels uitgelig, aangesien resultate verkry van een sisteem op ‘n gereëlde basis bevestig is of meer insiggewend was wanneer dit vergelyk word met die ander stelsels se resultate. Die verhandeling dui op die moontlikheid dat M. bovis waarskynlik bydra tot veranderinge in verskeie metaboliese stelsels in Krugerwildtuinleeus wat moontlik ‘n bedreiging vir daardie populasie kan wees. Voortgesette navorsing op ‘n groter aantal leeus, terwyl kontrole uitgeoefen word oor strengelveranderlikes om die hipotese te bevestig of te verwerp, word benodig.
Description
Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2017.
Keywords
Mycobacterium bovis -- Infections, Panthera leo, Tuberculosis, Immunologic diseases, Energy metabolism, Reproduction -- Endocrine aspects, UCTD