Factores genéticos y nutricionales implicados en el metabolismo de la vitamina E en corderos ligeros
En este trabajo de tesis doctoral hemos estudiado el efecto de la ingestión de vitamina E, adicionado al pienso o de forma natural en la alfalfa, durante el cebo de corderos sobre la calidad de la carne, la expresión de genes candidatos relacionados con el metabolismo lipídico y de la vitamina E, y la expresión diferencial del transcriptoma en corderos de la raza Rasa Aragonesa de categoría comercial “Ternasco”. Para ello se empleó un modelo animal formado por 62 corderos machos de Rasa Aragonesa provenientes de parto simple que fueron distribuidos de forma aleatoria en 5 tratamientos: un grupo de corderos pastando en alfalfa junto a sus madres (ALF, n=8); corderos alimentados desde el destete al sacrificio con pienso control (C, n=12); corderos alimentados durante diferentes periodos previos al sacrificio con pienso enriquecido con acetato de α-tocoferol (500 mg de DL-acetato de α-tocoferol/kg de concentrado), agrupándose en 3 tratamientos: corderos alimentados con pienso enriquecido con acetato de α-tocoferol durante 10 días antes del sacrificio (VE10d, n=14), 20 días (VE20d, n=14) y 30 días (VE30d, n=14). Durante el periodo entre el destete y el uso de pienso enriquecido fueron alimentados con el pienso control.
Los estudios de la vida útil de la carne y el perfil de ácidos grasos de la grasa intramuscular, mostraron que la inclusión de vitamina E en la dieta de cebo de corderos mejoró la estabilidad oxidativa de la carne comparada con la carne de corderos alimentados con pienso control sin adición de vitamina E. La suplementación con vitamina E mostró que los niveles de α-tocoferol aumentaron significativamente en plasma durante los primeros 7 días de ingesta, alcanzando la saturación en plasma a partir del día 11 de ingesta. En los músculos Longissimus thoracis y Semitendinosus, el contenido en α-tocoferol aumentó hasta el final del estudio.
Se observó que un contenido de α-tocoferol mayor de 0.60 mg/kg en la carne fresca disminuyó significativamente la oxidación lipídica y la formación de meta-mioglobina en el músculo Longissimus thoracis. El nivel de 0.61-090 mg/kg de α-tocoferol se podría alcanzar con un periodo de suplementación de 500 mg de acetato de dl-α-tocoferol/kg concentrado durante un periodo entre 7 y 14 días previos al sacrificio. En cuanto al pastoreo con alfalfa de corderos no destetados, se observó que un periodo mayor a 58 días pastando en alfalfa fue necesario para reducir la oxidación lipídica a niveles inferiores a 0.6 mg MDA/kg carne.
La inclusión de vitamina E en el concentrado no modificó el perfil de ácidos grasos de la grasa intramuscular, sin embargo el pastoreo con alfalfa sí que promovió un perfil de ácidos grasos más saludable para la salud humana debido a la acumulación de AGPI n-3 que condujo a un menor ratio de AGPI n-6/n-3, estando más relacionado con el tipo de alimento, pastoreo en alfalfa, que con la presencia de vitamina E.
Se analizó la influencia de la ingestión de vitamina E, adicionado al pienso o de forma natural en la alfalfa sobre la expresión de genes candidatos implicados en la captación y transporte de ácidos grasos (FABP4), síntesis de triglicéridos (DGAT1), síntesis de novo (ACACA, FASN), oxidación (CPT1B), regulación del metabolismo lipídico y glucolítico (PRKAA2), desaturación (SCD, FADS1 y FADS2) y elongación de ácidos grasos (ELOVL5 y ELOVL6), así como sus elementos reguladores (SREBF1, PPARA, PPARG y CEBPB) en el músculo Longissimus thoracis. A su vez se estudió la expresión de genes implicados tanto en la absorción (SCARB1, NPC1L1 y ABCA1), transporte (LPL, TTPA y APOE) y eliminación (CYP4F2) de la vitamina E, así como elementos reguladores (PDKZ1, SREBF1, PPARA, PPARG y CEBPB), en el músculo Longissimus thoracis y en la grasa subcutánea. La vitamina E mostró un efecto a corto plazo sobre la expresión de genes implicados en la síntesis de ácidos grasos de cadena larga (FADS2 y ELOVL6 en el músculo), genes implicados en la absorción de α-tocoferol (ABCA1 en ambos tejidos y SCARB1 en grasa subcutánea), en el transporte de α-tocoferol (LPL en ambos tejidos y APOE en músculo) o implicados en la regulación transcripcional (SREBP1 en músculo y PPARG en grasa subcutánea). Por el contrario, la expresión de PPARA en el músculo podría estar regulada a largo plazo por el α-tocoferol, encontrando los mayores niveles de expresión en los grupos VE30d y ALF, aumentando su expresión al aumentar los días de ingestión de pienso enriquecido en vitamina E. Estos genes pueden ser posibles genes candidatos para buscar polimorfismos que puedan estar implicados en el contenido de vitamina E y perfil de ácidos grasos en la grasa intramuscular en el músculo y en la grasa subcutánea.
El análisis completo del transcriptoma ovino mediante el uso de microarrays de expresión génica en el músculo Longissimus thoracis y en la grasa subcutánea, mostró que ambos tejidos respondieron de manera diferente en función del sistema de alimentación. Para ello se analizaron 21 animales pertenecientes a los grupos ALF, C y VE30d. En el músculo cada tratamiento mostró un perfil de expresión génica diferenciado, mientras que en grasa subcutánea los animales del grupo ALF aparecieron intercalados en los clusters de los grupos de VE y C. En el músculo, 41 y 29 genes estuvieron significativamente modulados por el pastoreo con alfalfa y por el tratamiento con vitamina E, respectivamente. El pastoreo con alfalfa modificó la expresión de genes relacionados con rutas catabólicas y lipídicas, así como con el desarrollo muscular, mientras que la inclusión de vitamina E modificó la expresión de genes relacionados con la señalización intracelular y procesos metabólicos. En la grasa subcutánea, el efecto sobre la expresión de genes en los animales alimentados en pastoreo fue mínimo, modificando únicamente 4 genes, mientras que la inclusión de la vitamina E tuvo un gran efecto modificando diferencialmente la expresión de 330 genes, destacando los genes implicados en el metabolismo de los lípidos. Este estudio ha permitido identificar rutas metabólicas y nuevos genes (por ejemplo PLA2G16, MYOD1, IGF1R, ACACB, SOD3 y IER3) implicadas en el contenido de vitamina E, o posiblemente en los efectos antioxidantes que esta tiene sobre la carne y grasa.
En último lugar, se evaluó la funcionalidad y efecto sobre el contenido de ácidos grasos de un SNP localizado en la zona promotora del gen SCD en 2 modelos animales de la raza Rasa Aragonesa y en 2 músculos distintos (Longissimus thoracis y Semitendinosus). En el primer experimento se estudió el efecto de la alimentación (pastoreo con alfalfa, n=22; vs. concentrado, n=22), y en el segundo experimento (n=48), el efecto del tipo de músculo. La expresión del gen SCD estuvo modulada por el sistema de alimentación y por el genotipo del animal en ambos músculos. Mediante ensayos de retardo de banda (EMSA), los alelos del SNP g.31A>C mostraron una afinidad de unión a factores de transcripción diferente, observándose que los genotipos AA y CA están asociados con mayores niveles de expresión de SCD en los corderos alimentados con pienso concentrado, mientras que el pastoreo con alfalfa está asociado con menores niveles de expresión de SCD independientemente del genotipo, y mayor contenido de PUFA n-3, y menor de MUFA, PUFA n-6 y de la relación n-6/n-3 en uno de los modelos animales.
En conclusión, estos estudios han revelado la utilidad de la inclusión de la vitamina E en la dieta o el pastoreo con alfalfa sobre la durabilidad de la carne, y sus efectos sobre la expresión de genes en corderos de la Raza Rasa Aragonesa en el músculo y grasa subcutánea. Se han identificado rutas metabólicas y nuevos genes que pueden estar relacionados con el contenido de vitamina E, y posiblemente sobre sus efectos antioxidantes sobre la carne y la grasa, así como posibles efectos sobre la calidad de la carne y caracteres productivos en los animales.
En este trabajo de tesis doctoral hemos estudiado el efecto de la ingestión de vitamina E, adicionado al pienso o de forma natural en la alfalfa, durante el cebo de corderos sobre la calidad de la carne, la expresión de genes candidatos relacionados con el metabolismo lipídico y de la vitamina E, y la expresión diferencial del transcriptoma en corderos de la raza Rasa Aragonesa de categoría comercial “Ternasco”. Para ello se empleó un modelo animal formado por 62 corderos machos de Rasa Aragonesa provenientes de parto simple que fueron distribuidos de forma aleatoria en 5 tratamientos: un grupo de corderos pastando en alfalfa junto a sus madres (ALF, n=8); corderos alimentados desde el destete al sacrificio con pienso control (C, n=12); corderos alimentados durante diferentes periodos previos al sacrificio con pienso enriquecido con acetato de α-tocoferol (500 mg de DL-acetato de α-tocoferol/kg de concentrado), agrupándose en 3 tratamientos: corderos alimentados con pienso enriquecido con acetato de α-tocoferol durante 10 días antes del sacrificio (VE10d, n=14), 20 días (VE20d, n=14) y 30 días (VE30d, n=14). Durante el periodo entre el destete y el uso de pienso enriquecido fueron alimentados con el pienso control.
Los estudios de la vida útil de la carne y el perfil de ácidos grasos de la grasa intramuscular, mostraron que la inclusión de vitamina E en la dieta de cebo de corderos mejoró la estabilidad oxidativa de la carne comparada con la carne de corderos alimentados con pienso control sin adición de vitamina E. La suplementación con vitamina E mostró que los niveles de α-tocoferol aumentaron significativamente en plasma durante los primeros 7 días de ingesta, alcanzando la saturación en plasma a partir del día 11 de ingesta. En los músculos Longissimus thoracis y Semitendinosus, el contenido en α-tocoferol aumentó hasta el final del estudio.
Se observó que un contenido de α-tocoferol mayor de 0.60 mg/kg en la carne fresca disminuyó significativamente la oxidación lipídica y la formación de meta-mioglobina en el músculo Longissimus thoracis. El nivel de 0.61-090 mg/kg de α-tocoferol se podría alcanzar con un periodo de suplementación de 500 mg de acetato de dl-α-tocoferol/kg concentrado durante un periodo entre 7 y 14 días previos al sacrificio. En cuanto al pastoreo con alfalfa de corderos no destetados, se observó que un periodo mayor a 58 días pastando en alfalfa fue necesario para reducir la oxidación lipídica a niveles inferiores a 0.6 mg MDA/kg carne.
La inclusión de vitamina E en el concentrado no modificó el perfil de ácidos grasos de la grasa intramuscular, sin embargo el pastoreo con alfalfa sí que promovió un perfil de ácidos grasos más saludable para la salud humana debido a la acumulación de AGPI n-3 que condujo a un menor ratio de AGPI n-6/n-3, estando más relacionado con el tipo de alimento, pastoreo en alfalfa, que con la presencia de vitamina E.
Se analizó la influencia de la ingestión de vitamina E, adicionado al pienso o de forma natural en la alfalfa sobre la expresión de genes candidatos implicados en la captación y transporte de ácidos grasos (FABP4), síntesis de triglicéridos (DGAT1), síntesis de novo (ACACA, FASN), oxidación (CPT1B), regulación del metabolismo lipídico y glucolítico (PRKAA2), desaturación (SCD, FADS1 y FADS2) y elongación de ácidos grasos (ELOVL5 y ELOVL6), así como sus elementos reguladores (SREBF1, PPARA, PPARG y CEBPB) en el músculo Longissimus thoracis. A su vez se estudió la expresión de genes implicados tanto en la absorción (SCARB1, NPC1L1 y ABCA1), transporte (LPL, TTPA y APOE) y eliminación (CYP4F2) de la vitamina E, así como elementos reguladores (PDKZ1, SREBF1, PPARA, PPARG y CEBPB), en el músculo Longissimus thoracis y en la grasa subcutánea. La vitamina E mostró un efecto a corto plazo sobre la expresión de genes implicados en la síntesis de ácidos grasos de cadena larga (FADS2 y ELOVL6 en el músculo), genes implicados en la absorción de α-tocoferol (ABCA1 en ambos tejidos y SCARB1 en grasa subcutánea), en el transporte de α-tocoferol (LPL en ambos tejidos y APOE en músculo) o implicados en la regulación transcripcional (SREBP1 en músculo y PPARG en grasa subcutánea). Por el contrario, la expresión de PPARA en el músculo podría estar regulada a largo plazo por el α-tocoferol, encontrando los mayores niveles de expresión en los grupos VE30d y ALF, aumentando su expresión al aumentar los días de ingestión de pienso enriquecido en vitamina E. Estos genes pueden ser posibles genes candidatos para buscar polimorfismos que puedan estar implicados en el contenido de vitamina E y perfil de ácidos grasos en la grasa intramuscular en el músculo y en la grasa subcutánea.
El análisis completo del transcriptoma ovino mediante el uso de microarrays de expresión génica en el músculo Longissimus thoracis y en la grasa subcutánea, mostró que ambos tejidos respondieron de manera diferente en función del sistema de alimentación. Para ello se analizaron 21 animales pertenecientes a los grupos ALF, C y VE30d. En el músculo cada tratamiento mostró un perfil de expresión génica diferenciado, mientras que en grasa subcutánea los animales del grupo ALF aparecieron intercalados en los clusters de los grupos de VE y C. En el músculo, 41 y 29 genes estuvieron significativamente modulados por el pastoreo con alfalfa y por el tratamiento con vitamina E, respectivamente. El pastoreo con alfalfa modificó la expresión de genes relacionados con rutas catabólicas y lipídicas, así como con el desarrollo muscular, mientras que la inclusión de vitamina E modificó la expresión de genes relacionados con la señalización intracelular y procesos metabólicos. En la grasa subcutánea, el efecto sobre la expresión de genes en los animales alimentados en pastoreo fue mínimo, modificando únicamente 4 genes, mientras que la inclusión de la vitamina E tuvo un gran efecto modificando diferencialmente la expresión de 330 genes, destacando los genes implicados en el metabolismo de los lípidos. Este estudio ha permitido identificar rutas metabólicas y nuevos genes (por ejemplo PLA2G16, MYOD1, IGF1R, ACACB, SOD3 y IER3) implicadas en el contenido de vitamina E, o posiblemente en los efectos antioxidantes que esta tiene sobre la carne y grasa.
En último lugar, se evaluó la funcionalidad y efecto sobre el contenido de ácidos grasos de un SNP localizado en la zona promotora del gen SCD en 2 modelos animales de la raza Rasa Aragonesa y en 2 músculos distintos (Longissimus thoracis y Semitendinosus). En el primer experimento se estudió el efecto de la alimentación (pastoreo con alfalfa, n=22; vs. concentrado, n=22), y en el segundo experimento (n=48), el efecto del tipo de músculo. La expresión del gen SCD estuvo modulada por el sistema de alimentación y por el genotipo del animal en ambos músculos. Mediante ensayos de retardo de banda (EMSA), los alelos del SNP g.31A>C mostraron una afinidad de unión a factores de transcripción diferente, observándose que los genotipos AA y CA están asociados con mayores niveles de expresión de SCD en los corderos alimentados con pienso concentrado, mientras que el pastoreo con alfalfa está asociado con menores niveles de expresión de SCD independientemente del genotipo, y mayor contenido de PUFA n-3, y menor de MUFA, PUFA n-6 y de la relación n-6/n-3 en uno de los modelos animales.
En conclusión, estos estudios han revelado la utilidad de la inclusión de la vitamina E en la dieta o el pastoreo con alfalfa sobre la durabilidad de la carne, y sus efectos sobre la expresión de genes en corderos de la Raza Rasa Aragonesa en el músculo y grasa subcutánea. Se han identificado rutas metabólicas y nuevos genes que pueden estar relacionados con el contenido de vitamina E, y posiblemente sobre sus efectos antioxidantes sobre la carne y la grasa, así como posibles efectos sobre la calidad de la carne y caracteres productivos en los animales.