Projekti / Programi
Nutrigenomska raziskava oksidacijskega stresa pri linijah miši selekcioniranih na večjo in manjšo zamaščenost in linijah kokoši selekcioniranih na večjo in manjšo telesno maso
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.02.02 |
Biotehnika |
Živalska produkcija in predelava |
Prehrana živali |
| Koda |
Veda |
Področje |
| B400 |
Biomedicinske vede |
Zootehnika, živinoreja, vzreja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 4.02 |
Kmetijske vede in veterina |
Znanost o živalih in mlekarstvu |
nutrigenomika, oksidacijski stres, antioksidanti, poligeni mišji model, poligeni kokošji model, debelost, izražanje genov,
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
25513 |
dr. Tamara Korošec |
Živalska produkcija in predelava |
Vodja |
2010 - 2012 |
107 |
Organizacije (1)
Povzetek
V zadnjih 15 letih smo s selekcijo na hitrejšo rast in večjo mesnatost predvsem pri intenzivni reji prašičev in perutnine dobili izrazito mesnate in hitrorastoče genotipe (linije), ki pa so izredno občutljivi na številne dejavnike okolja in bolezni. V času, ko se v farmski reji srečujemo z zdravstvenimi težavami, ki so posledica intenzivne selekcije na večjo mesnatost, se pri družnih živalih in ljudeh ukvarjamo s fenomenom debelosti in z njim povezanimi boleznimi. Oba fenomena imata za posledico tudi oslabljen imunski sistem ter s tem večjo podvrženost različnim infekcijam, vnetnim procesom in drugim boleznim, ki so povezane tudi z oksidacijskim stresom.
Oksidacijski stres je vpleten v razvoj mnogih bolezni oz. patofizioloških stanj, saj povzroča spremembe na biološko pomembnih makromolekulah, izražanju genov, integriteti in funkciji membran, v imunskem odgovoru itd. V intenzivni živinoreji so živali pogosto izpostavljene oksidacijskemu stresu. Genetske razlike med osebki iste vrste so lahko zelo pomembne pri določanju odziva na oksidacijski stres in prehranske intervencije z antioksidanti. Pri preučevanju tovrstnih vprašanj je zelo smiselno določiti potrebe po antioksidantih pri skupinah živali znotraj vrste, ki se v fenotipu in genotipu zelo razlikujejo. Nutrigenomske študije na modelno selekcioniranih linijah živali lahko pomagajo pri spoznavanju mehanizmov, ki so odgovorni za možno različno občutljivost debelih in suhih živali na oksidacijski stres in njihov odgovor na prehranske intervencije za omilitev le tega.
Cilji raziskave so na modelu selekcijskih linij miši, 60 generacij selekcioniranih na večjo in manjšo vsebnost maščobnega tkiva (linije F in L) in na modelu selekcijskih linij kokoši, 33 generacij selekcioniranih na večjo in manjšo telesno maso (D+ in D-), ugotoviti ali se suhe in zamaščene oz. težje in lažje živali, enako ali različno odzovejo na prehransko povzročen oksidacijski stres in ali je intervencija z antioksidanti pri takih živalih enako učinkovita. Ob merjenju kazalcev oksidacijskega stresa in imunskega odgovora, nam predlagan transkripotmski poskus omogoča identifikacijo diferencialno izraženih genov, vključenih v metabolne poti za indukcijo oksidacijskega stresa in identifikacijo genov, ki se odzovejo na dodatek antioksidantov.
Izvedli bomo ločena prehranska poskusa na linijah različno zamaščenih miši (F in L) ter linijah kokoši z različno telesno maso (D+ in D-). Odrasle moške živali bodo razdeljene v šest skupin (3 skupine/linijo, 10 živali/skupino). Vsaka linija bo imela kontrolno skupino, ki bo krmljena s krmo z nizko oksidacijsko obremenitvijo (LOX). V vsaki liniji bo po ena skupina v kateri bomo izzvali oksidacijski stres s povečanim vnosom PUFA (HOX). Tretja skupina bo v vsaki liniji ob visoki prooksidativni obremenitvi tretirana z antioksidanti (HOX+). Spremljali bomo osnovne proizvodne lastnosti ter na koncu poskusa odvzeli vzorce tkiv in krvi za nadaljnje analize. Oksidacijski stres bomo merili s kazalci lipidne peroksidacije, z ocenjevanjem stopnje poškodb DNA, skupne antioksidativne kapacitete plazme in nekaterih antioksidativnih encimov. Narejene bodo osnovne biokemične analize krvi. Z DNA biočipi bomo izvedli analizo izražanja celotnega mišjega in kokšjega genoma med skupinami, ki bodo pri karakterizaciji fenotipskih parametrov kazale največje razlike. Ob tem bomo ovrednotili tudi vpliv oksidacijskega stresa in antioksidantov na imunski odgovor in vnetne procese pri zamaščenih in suhih živalih.
Na podlagi merjenja oksidacijskega stresa, imunskega odziva in ekspresije genov so rezultati dobljeni na omenjenima poligenima modeloma miši ter kokoši izredno pomembna podlaga za nadaljnje študije na drugih živalskih vrstah in ljudeh. Ob ugotovitvi različnih odgovorov na oksidacijski stres pri zamaščenih in suhih živalih oz. težjih in lažjih živalih ali ljudeh se lahko v praksi postavijo nove prehranske smernice suplementiranja z antioksidanti, ki bodo za oba tipa različne.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati raziskave podajajo nova znanja o nalaganju in antioksidativni kapaciteti ?- in ?-tokoferola ter njune kombinacije in vivo pri piščancih in v mesu. Potrdili smo, da se ?-tokoferol bolj učinkovito nalaga v tkiva, nalaganje ?- in ?-tokoferola v različna tkiva pa se razlikuje. Če je ?-tokoferol krmljen kot edina oblika vitamina E, se v procesu presnove pretvarja v ?-tokoferol glede na potrebe v posameznem tkivu. Kaže, da je zauživanje kombinacije ?- in ?-tokoferola enako učinkovito v primerjavi z ?-tokoferolom, kar lahko ob upoštevanju vsebnosti ?-tokoferola v krmi pomeni, da bi v praksi lahko dodajali manjše količine ?-tokoferola, kadar v krmo vključujemo olja bogata z ?-tokoferolom (napr. koruzno, sojino, laneno).
S podatki izražanje genov smo dobili nove podatke o tem kateri geni se spremenjeno izražajo zaradi oksidacijskega stresa in kako na ekspresijo genov vplivata ?- in ?-tokoferol ter njuna kombinacija. S tem smo pridobili nova znanja o tem, kateri geni in metabolne poti so vpleteni v indukcijo oksidacijskega stresa, povzročenega z n-3 PUFA, ter kakšne so metabolne poti, s katerimi različne oblike tokoferolov vplivajo na njegovo preprečevanje in zaviranje. Dokazali smo, da je tudi v našem primeru, ena od očitnih in lepo izraženih poti spremembe izražanja genov vključenih v obrambo pred oksidacijskim stresom regulirana preko transkripcijskega faktorja NRF2. Raziskava je bila za naš oddelek tudi metodološko pomembna, saj uvajamo nutrigenomske tehnike, ki jih do sedaj nismo uporabljali.
Pomen za razvoj Slovenije
V prihodnosti bi bilo smotrno postaviti nova priporočila za pokrivanje potreb po vitaminu E, ki zadnjem obdobju predstavlja pomemben strošek pri pripravi krme v perutninarski industriji. To bi pomenilo bolj natančno odmerjanje vitamina E glede na to koliko in v kakšni obliki je prisoten v sami krmi. Danes se ravno zaradi pomanjkljivih oz tudi kontradiktornih informacij o dejanskih potrebah po vitaminu E pri določenih patofizioloških stanjih, le ta v krmo dodaja tudi v presežkih, kar podraži prirejo.
Raziskava je za naš oddelek tudi metodološko pomembna, saj uvajamo nutrigenomske tehnike, ki jih do sedaj nismo uporabljali, kar nas postavlja ob bok tujim inštitucijam in trenutnim trendom v prehranskih raziskavah. Brez tega in ostale sodobne opreme bomo lahko le "capljali" za vodilnimi, kar pomeni slabše možnosti za objave in s tem za promoviranje in uporabo našega znanja tudi širše po svetu.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
