هدف این مطالعه بررسی تاثیر تغذیه زیاد انرژی در دوره خشکی بر پروفایل رونویسی بافت چربی در طول دوره پیرامون زایش گاوهای شیری است. 14 گاو هلشتاین شکم اول که جیره با انرژی بالا دریافت کرده بودند (Mcal NEL 62/1 و 15 درصد پروتئین) به صورت مصرف ازاد در اختیار بود تا به میزان 150 یا 100 درصد نیاز انرژی را از زمان خشک کردن تا زایش تامین کند. بعد از زایش، تمام گاوها جیره یکسان دریافت کردند. نمونه های چربی زیرجلدی در روزهای 14- ، 1 و 14 پیرامون زایش جمع اوری شد و برای بررسی پروفایل رونویسی بافت چربی استفاده شد. تغذیه انرژی زیاد اثر زیادی بر پروفایل رونویسی بافت چربی داشت با 2434 عدد بین گروه تغذیه زیاد و متوسط در روز 14-، و فقط 340 و 538 در روزهای 1 و 14. مهمترین مسیر فعال شده در روز 14- در گاوهای با انرژی بالا مرتبط با متابولیسم کربوهیدرات، شامل متابولیسم پیروات، گلیکولیز و گلوکونئوژنز و پنتوز فسفات بود. تعجب نداشت که تغذیه زیاد باعث فعال شدن متابولیسم چربی (مانند تولید اسیدهای چرب و متابولیسم گلیسرولیپید) شد. مسیر متابولیکی که فعال شد و قابل پیش بینی نبود شامل مسیرهای مرتبط با متابولیسم اسید امینه در روز 14- بود (اسیدهای امینه شاخه دار) و کوفاکتورها و ویتامین ها (تیامین) بود. بین مسیرهای سیستم ایمنی و غدد درون ریز، در روز 14- گاوهای با تغذیه زیاد منجر به فعال شدن شدید PPAR signalling و Antigen processing and presentation گردید. بین مسیرهای کلیدی تحت تاثیر تغذیه زیاد در طول زمان، شامل مسیرهای مرتبط با ترجمه (e.g. mTOR signaling)، سیگنال های غدد داخلی و ایمنی (CXCR4 and IGF1)، و متابولیسم چربی (فسفریلاسیون اکسیداتیو) با فعالیت بیشتر در گاوهای با تغذیه زیاد نسبت به تغذیه پایین در روز 14 قبل از زایش بود. اگرچه تفاوت های اماری بین چندین مسیر در گاوهای با تغذیه زیاد و متوسط تقریبا در روزهای 1 و 14 از بین رفت، علیرغم وضعیت کاتابولیکی شناخته شده بافت چربی پس از زایش، انالیز بیوانفورماتیک نقش مهمی را برای تعدادی از مکانیزم های سیگنالینگ در روز 14- در مقابل 14 و 1 در مقابل 14- پیشنهاد می کند.
داده ها مشخص کردند که تغذیه بیش از حد انرژی فرآیندهای آنابولیک را در بافت چربی زیرجلدی به خصوص در قبل از زایش فعال می کنند. این مطالعه تأیید کرد که جیره هایی با انرژی بالاتر قبل از زایش رونویسی از ژن ها را تنظیم می کنند که بخشی از آن با فعال شدن PPARγ تنظیم می شود. جنبه های جدید زیست شناسی بافت چربی زیرجلدی برای تغذیه بیش از حد انرژی یا تغییر در وضعیت فیزیولوژیک نیز کشف شد، از جمله نقش متابولیسم اسیدهای آمینه ، سیگنالینگ mTOR و سیستم ایمنی بدن.
مصرف بیش از حد انرژی در دوره خشکی مقادیر زیادی از مواد انرژی زا (به عنوان مثال استات و پروپیونات) را برای ذخیره به صورت تری اسیل گلیسرول به بافت چربی منتقل می کند. روش transcriptomic به ما اجازه داد تا کشف کنیم که بافت چربی به سرعت با تغذیه بیش از حد تحت مکانیسم های کنترل رونویسی از طریق فعال سازی ژن های درگیر در تجمع چربی و متابولیسم اسیدهای آمینه پاسخ می دهد. از این نظر، گیرنده هسته ای PPARγ به عنوان یکی از بازیگران اصلی کنترل رونویسی ژن های درگیر در لیپوژنز عمل می کند، اما همچنین کاتابولیسم اسیدهای آمینه را که احتمالاً برای ارتقا تمایز سلول های چربی و لیپوژنز ضروری می شوند، هماهنگ می کند. در عوض، با وجود تغذیه بیش از حد انرژی در دوره خشکی، دوره اوایل شیردهی با از دست دادن کامل رونویسی ژن لیپوژنیک مشخص می شود، جایی که لیپولیز به نظر می رسد عمدتا از طریق مکانیسم های دیگر کنترل می شود، به عنوان مثال، فعال سازی پس از ترجمه توسط فسفوریلاسیون پروتئین. به عنوان یک نتیجه فیزیولوژیکی، اثر قابل انتقال تغذیه بیش از حد انرژی متابولیسم را به شدت تحت تأثیر قرار می دهد، و منجر به افزایش سطح NEFA و BHB همراه با کاهش بیشتر BCS می شود. با این حال، این نتایج این واقعیت را تأیید می کنند که اثرات مخرب تغذیه بیش از حد قبل از زایش (تشخیص غلظت پلاسمایی نشانگرهای زیستی تعادل انرژی) لزوما با تغییرات رونویسی در چربی ارتباط ندارد. سرانجام، این نتایج نقش اصلی برنامه کنترل شده تغذیه انرژی قبل از زایش، به ویژه جلوگیری از مصرف بیش از حد کربوهیدرات های غیر ساختاری را نشان می دهد، که به نوبه خود می تواند احتمال اختلالات متابولیکی را در اوایل زایش افزایش دهد.
گروه علمی شرکت اگرین تک
