Poikimista edeltävän ruokinnan vaikutus lypsylehmien rasvakudoksen energia-aineenvaihduntaan liittyvien geenien toimintaan
Keywords:
energiavaje, metabolinen stressi, ihonalainen rasvakudos, lipolyysi, lipogeneesi, geenitoiminta, lähetti-RNAAbstract
Aiemmissa tutkimuksissa poikimista edeltävän ruokinnan korkea energian saanti on yhdistetty lisääntyneeseen metaboliseen stressiin poikimisen jälkeen. Lehmillä stressiä ilmentäviä tekijöitä ovat esimerkiksi lisääntynyt kudosten insuliiniresistenssi, lisääntynyt rasvan kertyminen ja mobilisaatio. Tutkimuksen hypoteesina on että ummessaoloajan energian saanti vaikuttaa insuliiniresistenssiin, lipogeneesiin ja lipolyysiin liittyvien geenien toimintaan. Tutkimukseen valittiin 9 geeniä, jotka liittyvät em. ilmiöihin ja joiden toimintaa tutkittiin ihonalaisesta rasvakudoksesta otetuilla näytteillä. Geenitoiminnan eroja arvioitiin kahden energian saanniltaan eri tavoin ruokitun lehmäryhmän välillä sekä eri näytteenottoaikojen välillä.
Ummessaolokaudella kahta kahdeksan ayrshire-lehmän ryhmää ruokittiin joko rajoitetusti tai vapaasti. Lehmät saivat pelkästään säilörehua 6–4 viikkoa ennen odotettua poikimista. Tänä aikana rajoitetusti ruokitut lehmät saivat 100 % (ryhmän keskiarvo 95 MJ/d) ja vapaasti ruokitut käytännössä 150 % (keskiarvo 144 MJ/d) laskennallisesta energiantarpeestaan. Tunnutusruokinnan alkaessa kolme viikkoa ennen odotettua poikimista, vapaasti ruokitun ryhmän energian saantia alettiin rajoittaa siten, että laskennallinen energian saanti aleni vertailuryhmän tasolle ennustettuun poikimapäivään mennessä. Molempien ryhmien ruokintaan sisältyi kolmen viimeisen tiineysviikon aikana väkirehua 30 % rehuannoksen energiasisällöstä. Tunnutusruokinnan aikana ryhmien energian saannin keskiarvot olivat 107 MJ/d rajoitetusti ja 135 MJ/d vapaasti ruokitulla ryhmällä. Poikimisen jälkeen molempien ryhmien ruokinta oli samanlainen. Molemmista ryhmistä jouduttiin poistamaan yksi lehmä ensimmäisellä viikolla poikimisen jälkeen.
Ihonalaisesta rasvakudoksesta kerättiin biopsioimalla näytteet kahdeksan päivää ennen sekä yksi ja yhdeksän päivää jälkeen poikimisen. Kudosnäytteistä eristettiin kokonais-RNA, jonka laatu analysoitiin sekä elektroforeettisesti että spektrofotometrisesti. Geenitoiminnan tutkimus tehtiin kvantitatiivisellä PCR:llä. Tutkitut geenit olivat: adiponektiini (ADIPOQ), interleukiini-6 (IL-6), insuliinireseptorisubstraatti (IRS), leptiini (LEP), fosfoenolipyruvaattikarboksikinaasi 1 (PCK1), peroksisomiproliferaattoreilla aktivoituva reseptori gamma (PPARγ), retinolia sitova proteiini 4 (RBP4), resistiini (RES) ja tuumorinekroositekijä-alfa (TNFα).
Koko aineistossa lehmien rasvakudoksen geenitoiminnasta löytyi eroja kolmen näytteenottoajankohdan välillä seuraavilla geeneillä: ADIPOQ, LEP, RES, PPARγ, RBP4 ja PCK1 (P<0,05). Selkein ajallinen geenitoiminnan ero havaittiin leptiinigeenissä (P=0,001), jonka toiminta oli poikimisen jälkeen 46 % siitä mitä se oli 8 päivää ennen poikimista. Rajoitetusti ja vapaasti ruokittujen ryhmien välillä oli geenitoiminnassa eroja ennen poikimista. Tilastollisesti merkitsevin ero oli insuliinireseptorisubstraattigeenin toiminnassa (P=0,021). Lisäksi suuntaa antavasti (P<0,10) eroja oli adiponektiini- ja resistiinigeenien toiminnassa.
Poikimisen jälkeen (1 ja 9 päivää) kandidaattigeenien toiminnassa tapahtuneita muutoksia analysoitiin yksilöittäin insuliiniresistenssin näkökulmasta. Tällöin geenitoiminnan perusteella kolmella vapaasti ruokitulla lehmällä on suuntaa antavasti (P<0,10) ja yhdellä rajoitetusti ruokitulla lehmällä on tilastollisesti merkitsevästi (P<0,05) insuliiniresistenssin piirteitä.
