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 ingestion 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 expresion de genes candidatos relacionados con el metabolismo lipidico y de la vitamina E, y la expresion diferencial del transcriptoma en corderos de la raza Rasa Aragonesa de categoria comercial "Ternasco". Para ello se empleo 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 alfa-tocoferol (500 mg de DL-acetato de alfa-tocoferol/kg de concentrado), agrupandose en 3 tratamientos: corderos alimentados con pienso enriquecido con acetato de alfa-tocoferol durante 10 dias antes del sacrificio (VE10d, n=14), 20 dias (VE20d, n=14) y 30 dias (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 util de la carne y el perfil de acidos grasos de la grasa intramuscular, mostraron que la inclusion de vitamina E en la dieta de cebo de corderos mejoro la estabilidad oxidativa de la carne comparada con la carne de corderos alimentados con pienso control sin adicion de vitamina E. La suplementacion con vitamina E mostro que los niveles de alfa-tocoferol aumentaron significativamente en plasma durante los primeros 7 dias de ingesta, alcanzando la saturacion en plasma a partir del dia 11 de ingesta. En los musculos Longissimus thoracis y Semitendinosus, el contenido en alfa-tocoferol aumento hasta el final del estudio. Se observo que un contenido de alfa-tocoferol mayor de 0.60 mg/kg en la carne fresca disminuyo significativamente la oxidacion lipidica y la formacion de meta-mioglobina en el musculo Longissimus thoracis. El nivel de 0.61-090 mg/kg de alfa-tocoferol se podria alcanzar con un periodo de suplementacion de 500 mg de acetato de dl-alfa-tocoferol/kg concentrado durante un periodo entre 7 y 14 dias previos al sacrificio. En cuanto al pastoreo con alfalfa de corderos no destetados, se observo que un periodo mayor a 58 dias pastando en alfalfa fue necesario para reducir la oxidacion lipidica a niveles inferiores a 0.6 mg MDA/kg carne. La inclusion de vitamina E en el concentrado no modifico el perfil de acidos grasos de la grasa intramuscular, sin embargo el pastoreo con alfalfa si que promovio un perfil de acidos grasos mas saludable para la salud humana debido a la acumulacion de AGPI n-3 que condujo a un menor ratio de AGPI n-6/n-3, estando mas relacionado con el tipo de alimento, pastoreo en alfalfa, que con la presencia de vitamina E. Se analizo la influencia de la ingestion de vitamina E, adicionado al pienso o de forma natural en la alfalfa sobre la expresion de genes candidatos implicados en la captacion y transporte de acidos grasos (FABP4), sintesis de trigliceridos (DGAT1), sintesis de novo (ACACA, FASN), oxidacion (CPT1B), regulacion del metabolismo lipidico y glucolitico (PRKAA2), desaturacion (SCD, FADS1 y FADS2) y elongacion de acidos grasos (ELOVL5 y ELOVL6), asi como sus elementos reguladores (SREBF1, PPARA, PPARG y CEBPB) en el musculo Longissimus thoracis. A su vez se estudio la expresion de genes implicados tanto en la absorcion (SCARB1, NPC1L1 y ABCA1), transporte (LPL, TTPA y APOE) y eliminacion (CYP4F2) de la vitamina E, asi como elementos reguladores (PDKZ1, SREBF1, PPARA, PPARG y CEBPB), en el musculo Longissimus thoracis y en la grasa subcutanea. La vitamina E mostro un efecto a corto plazo sobre la expresion de genes implicados en la sintesis de acidos grasos de cadena larga (FADS2 y ELOVL6 en el musculo), genes implicados en la absorcion de alfa-tocoferol (ABCA1 en ambos tejidos y SCARB1 en grasa subcutanea), en el transporte de alfa-tocoferol (LPL en ambos tejidos y APOE en musculo) o implicados en la regulacion transcripcional (SREBF1 en musculo y PPARG en grasa subcutanea). Por el contrario, la expresion de PPARA en el musculo podria estar regulada a largo plazo por el alfa-tocoferol, encontrando los mayores niveles de expresion en los grupos VE30d y ALF, aumentando su expresion al aumentar los dias de ingestion 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 acidos grasos en la grasa intramuscular en el musculo y en la grasa subcutanea. El analisis completo del transcriptoma ovino mediante el uso de microarrays de expresion genica en el musculo Longissimus thoracis y en la grasa subcutanea, mostro que ambos tejidos respondieron de manera diferente en funcion del sistema de alimentacion. Para ello se analizaron 21 animales pertenecientes a los grupos ALF, C y VE30d. En el musculo cada tratamiento mostro un perfil de expresion genica diferenciado, mientras que en grasa subcutanea los animales del grupo ALF aparecieron intercalados en los clusters de los grupos de VE y C. En el musculo, 41 y 29 genes estuvieron significativamente modulados por el pastoreo con alfalfa y por el tratamiento con vitamina E, respectivamente. El pastoreo con alfalfa modifico la expresion de genes relacionados con rutas catabolicas y lipidicas, asi como con el desarrollo muscular, mientras que la inclusion de vitamina E modifico la expresion de genes relacionados con la senalizacion intracelular y procesos metabolicos. En la grasa subcutanea, el efecto sobre la expresion de genes en los animales alimentados en pastoreo fue minimo, modificando unicamente 4 genes, mientras que la inclusion de la vitamina E tuvo un gran efecto modificando diferencialmente la expresion de 330 genes, destacando los genes implicados en el metabolismo de los lipidos. Este estudio ha permitido identificar rutas metabolicas 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 ultimo lugar, se evaluo la funcionalidad y efecto sobre el contenido de acidos grasos de un SNP localizado en la zona promotora del gen SCD en 2 modelos animales de la raza Rasa Aragonesa y en 2 musculos distintos (Longissimus thoracis y Semitendinosus). En el primer experimento se estudio el efecto de la alimentacion (pastoreo con alfalfa, n=22; vs. concentrado, n=22), y en el segundo experimento (n=48), el efecto del tipo de musculo. La expresion del gen SCD estuvo modulada por el sistema de alimentacion y por el genotipo del animal en ambos musculos. Mediante ensayos de retardo de banda (EMSA), los alelos del SNP g.31A>C mostraron una afinidad de union a factores de transcripcion diferente, observandose que los genotipos AA y CA estan asociados con mayores niveles de expresion de SCD en los corderos alimentados con pienso concentrado, mientras que el pastoreo con alfalfa esta asociado con menores niveles de expresion de SCD independientemente del genotipo, y mayor contenido de PUFA n-3, y menor de MUFA, PUFA n-6 y de la relacion n-6/n-3 en uno de los modelos animales. En conclusion, estos estudios han revelado la utilidad de la inclusion de la vitamina E en la dieta o el pastoreo con alfalfa sobre la durabilidad de la carne, y sus efectos sobre la expresion de genes en corderos de la Raza Rasa Aragonesa en el musculo y grasa subcutanea. Se han identificado rutas metabolicas 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, asi como posibles efectos sobre la calidad de la carne y caracteres productivos en los animales.