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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2011.tde-02082011-105317
Documento
Autor
Nome completo
Lilian Ribeiro Rezende
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2011
Orientador
Banca examinadora
Coutinho, Luiz Lehmann (Presidente)
Delgado, Eduardo Francisquine
Regitano, Luciana Correia de Almeida
Título em português
Expressão de genes relacionados ao metabolismo de vitamina D3 mediante suplementação e estudo de associação com a maciez da carne em bovinos da raça Nelore
Palavras-chave em português
Cálcio
Carnes e derivados
Expressão gênica
Gado Nelore
Metabolismo de proteína
Reação em cadeia por polimerase
Suplementos vitamínicos para animais
Vitamina D3.
Resumo em português
A maciez da carne bovina é o resultado do processo de proteólise miofibrilar influenciado pelas calpaínas (CAPN), enzimas ativadas pelo cálcio. A calpastatina (CAST) constitui um regulador das calpaínas, atuando como substrato e degradando-se pela ação da própria calpaína. A suplementação com vitamina D3 na dieta dos animais tem alterado positivamente a maciez da carne, por obter maior absorção e deposição de cálcio nos músculos. Tendo em vista a importância desses genes para a maciez da carne em bovinos e o metabolismo de vitamina D3, o objetivo deste estudo foi verificar a expressão gênica de 1-HYD, 24-HYD, CAPN1 e CAST (Isoformas). Foram utilizados 42 machos castrados da raça Nelore que foram divididos em 6 tratamentos (7 animais por tratamento). Os animais foram alojados em baias individuais e os tratamentos foram: T1) sem suplementação de Vitamina D3 + sem sombrite; T2) sem suplementação de Vitamina D3 + com sombrite filtração de 50% de UV; T3) com 2x106UI de vitamina D3 por dois dias consecutivos pré-abate + sem sombrite; T4) com 2x106UI de vitamina D3 por dois dias consecutivos pré-abate + com sombrite filtração de 50% de UV; T5) com 2x106UI de vitamina D3 por oito dias consecutivos pré-abate + sem sombrite; 6) com 2x106UI de vitamina D3 por oito dias consecutivos pré-abate + com sombrite filtração de 50% de UV. A expressão gênica foi analisada por PCR quantitativa em tempo real. O gene 1-HYD foi mais expresso nos tratamentos com 2 e 8 dias de suplementação com vitamina D3, independente da exposição diferenciada aos raios ultravioleta. O gene 24-HYD foi mais expresso no tratamento com 8 dias de suplementação pré-abate quando comparado ao tratamento controle, não diferindo do tratamento com suplementação por 2 dias consecutivos pré-abate. Portanto os resultados não corroboram com o mecanismo de regulação das atividades das enzimas modulada de forma oposta para regular os níveis circulantes de 1,25-di-hidroxi-vitamina D3 (1,25 D). Quando a concentração de 1,25 D atinge níveis elevados um mecanismo de regulação inativa a 1,25 D e promove a diminuição da expressão de 1-HYD. Assim pode-se inferir que neste estudo esses fatores não exerceram influência sobre o gene 1-HYD que teve um aumento da expressão. A única possibilidade de verificar o aumento da expressão do gene da enzima 1-HYD parece envolver um hiperparatireoidismo secundário decorrente de hipocalcemia em algum momento do experimento. A suplementação com vitamina D3 não exerceu influência na expressão de RNAm da CAPN1, isoforma I e isoforma total da CAST. A isoforma II do gene da calpastatina foi mais expressa no tratamento com 8 dias de suplementação pré-abate, onde parece que o aumento da expressão é devido a uma sinalização intracelular indicando que a calpastatina está sendo degradada pela ativação prolongada das calpaínas, em decorrência do aumento do influxo de cálcio. As análises de associação apontam para um possível descompasso entre abundância de RNAm e atividade da protease do sistema das calpaínas no processo de amaciamento da carne.
Título em inglês
Expression analysis of genes associated with the metabolism of vitamin D3 and their association with meat tenderness in Nellore breed.
Palavras-chave em inglês
Calcium
Gene expression
Meat and derivatives
Nellore cattle
Polymerase chain reaction
Protein metabolism
Quality
Vitamin D3.
Vitamin supplements for animals
Resumo em inglês
The tenderness of beef is the result of the process of myofibrillar proteolysis influenced by calpains (CAPN), enzymes activated by calcium. The calpastatin (CAST) is a regulator of calpains, acting as a substrate and degraded by the action of calpain itself. Supplementation with vitamin D3 in the diet has changed positively on meat tenderness, to obtain greater absorption and calcium deposition in muscle. Given the importance of these genes for meat tenderness in cattle and metabolism of vitamin D3, the objective of this study was to investigate the gene expression of 1-HYD, HYD-24, CAPN1, CAST (isoforms). We used 42 Nellore steers were divided into 6 treatments (seven animals per treatment). The animals were housed in individual pens and treatments were: T1) without vitamin D3 feeding + without shadow; T2) without vitamin D3 feeding + with black - 50% filtration of UV; T3) with 2x106UI of vitamin D3 for two days consecutive slaughter + without shadow; T4) with 2x106UI vitamin D3 for two days consecutive slaughter + with black - 50% filtration of UV; T5) with 2x106UI vitamin D3 for eight days consecutive slaughter + without shading; T6) 2x106UI with vitamin D3 for eight days consecutive slaughter + with black - 50% filtration of UV. Gene expression was analyzed by quantitative real-time. The 1-HYD gene was more expressed in the treatments with 2 and 8 days of supplementation with vitamin D3, independent of differential exposure to ultraviolet rays. The 24-HYD gene was more expressed in the treatment with 8 days of pre-slaughter supplementation compared to control treatment, the treatment did not differ with supplementation for 2 consecutive days pre-slaughter. These findings do not corroborate the mechanism for regulating the activities of enzymes modulated so diametrically opposite to regulate the circulating levels of 1,25- dihydroxy vitamin D3 (1,25 D). When there is an overproduction of 1,25 D regulation mechanism inactivates 1.25 D and promotes the reduction of the expression of 1-HYD. Thus we can infer that in this study, these factors did not influence the 1-HYD gene that had increased expression. The only way to verify the increase of gene expression of the enzyme 1-HYD seems to involve a secondary hyperparathyroidism due to hypocalcemia sometime in the experiment. Supplementation with vitamin D3 did not influence the mRNA expression of CAPN1, isoform I and isoform total of CAST. The isoform II of the calpastatin gene expression was higher in treatment with 8-day preslaughter supplementation, where it appears that increased expression is due to an intracellular signaling indicating that calpastatin is degraded by prolonged activation of calpain as a result of increased influx of calcium. The association analysis point to a possible mismatch between mRNA abundance and activity of the calpain system components in these physiological conditions.
 
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Data de Publicação
2011-08-11
 
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