Hipertrofia mięśniowa

Po raz pierwszy zjawisko podwójnego umięśnienia (zwiększania masy mięśniowej zwierząt) opisał Culley 1807 roku, wtedy nieznane były jeszcze jego genetyczne podstawy. Powołując się na dane literaturowe można stwierdzić, że zjawisko hipertrofii mięśni ma bezpośredni związek z wystąpieniem zmiany w sekwencji kodującej gen miostatyny, której zadaniem jest m.in. regulacja wzrostu mięśni.

Mutacja tego genu polega na zmianie składu nukleotydowego DNA poprzez usunięcie jednej liczby par nukleotydów z DNA genowego. Mając na przykładzie „przerost mięśni: u bydła w wyniku delecji utracie podlega 11 nukleotydów, mutacja ta zapisywana jest jako nt821 (mutacja ta nie jest jedyną nie jest jedyną mutacją genu miostatyny odpowiedzialną za hipertrofię, ale ma największe znaczenie gospodarczo-ekonomiczne). Konsekwencją wyżej wspomnianej delecji, jest powstanie białka o zmienionej funkcji biologicznej. Czym charakteryzuje się zjawisko hipertrofii ? Badania naukowców wykazały, że zmiany u zwierząt hipertroficznych powstają na poziomie fizjologiczno-histologicznym. Zjawisko to charakteryzuje się znacznym przyrostem masy mięśniowej (na drodze hiperplazji – zwiększenia liczby włókien mięśniowych). Ponadto, u bydła przejawiającego fenotyp podwójnego umięśnienia zauważono zmiany hormonalne, w porównaniu do zwierząt o normalnym umięśnieniu, u zwierząt hipertroficznych produkcja hormonu wzrostu jest wyższa, a koncentracja insuliny we krwi niższa. Zwiększona zostaje także synteza białek i lipoliza (proces polegający na rozkładzie trójglicerydu znajdującego się w tkance tłuszczowej), kosztem syntezy lipidów.

 

Rys.2 

 

Limousin, rys. 3

 

Rys. 4

Rys. 5

Ry. 6

Opis mutacji mających wpływ na cechy użytkowości mięsnej

 

Zdjęcia krów, u których widoczna jest hipertrofia mięśniowa obiegły cały świat, jednak nie każdy interesuje się i szuka informacji dotyczących podstaw samego zjawiska. Badania wykazały, że niemal wszystkie osobniki rasy Belgian Blue (BB) (rys. 1) są homozygotami recesywnymi względem wcześniej wspomnianej mutacji (nt821(del11)). Oprócz Belgian Blue, rasami u których występuje zjawisko hipertrofii jest także rasa Blonde d'Aquitaine (rys.2), Limousine (rys.3), Piemontese (rys.4), Marchigiana (rys.5), Red Angus (rys.6) oraz rasa Polska Czerwona (rys.7). W literaturze można też znaleźć opisy innych mutacji mających wpływ na cechy użytkowości mięsnej bydła, m.in. mutacja nt419(del7-ins10) występująca u bydła rasy Maine-anjou. Jest to usunięcie 7 z jednoczesną insercją (spontaniczna mutacja genu polegająca na wstawieniu krótkiej sekwencji DNA w obrębie pojedynczego genu albo wstawieniu dłuższego fragmentu chromosomu) 10 nukleotydów w pozycji 419. nukleotydu w eksonie drugim. Wynikiem tej zmiany jest powstanie nieaktywnego białka. Z kolei mutacja C313Y zmienia strukturę trzeciorzędową białka, co powoduje utratę aktywności biologicznej. Mutacja taka została opisana m.in. u bydła Piemontese i Gasconne. Z kolei mutacja Q204X, powoduje przyrost masy mięśniowej, zmniejszenie tkanki tłuszczowej m.in. u osobników rasy Charolaise.

 

Zalety i wady

 

Zmiany genetetycznie niewątpliwie niosą za sobą następstwa. Występowanie zjawisko dwupośladkowowści u bydła niezaprzeczalnie wiążę się z pewnymi zaletami, jak również wadami. Najważniejszą, najbardziej zauważalną zaletą jest wpływ hipertrofii na pokrój zwierząt i w składzie tuszy. Warto zwrócić uwagę iż hipertroficznością objęte są te najcenniejsze partię mięśnia, to znaczy, że stopień przerostu mięśni rośnie w miarę oddalania się od głowy, a w obrębie tułowia i kończyn od dołu ku grzbietowi. Kościec tych zwierząt jest krótszy i delikatniejszy (tzn. że zwierzęta te charakteryzują się niską masą kości). Co więcej wydajność rzeźna wynosi od 60 do nawet 70%. W opinii konsumenckiej, mięso to uznawane jest za bardzo kruche.

 

Poważnym problemem w hodowli jest słabo wyrażone libido, a także niedorozwój zewnętrznych narządów płciowych (przypadki, nie jest to regułą) ponadto opóźniona dojrzałość płciowa, niesie za sobą obniżoną płodność osobników. U krów hipertroficznych, częściej dochodzi do poronień. Przyczyna leży w dużych rozmiarach cielęcia, a także w drobniejszym szkielecie i częstszym zwężeniu obręczy miednicy u tych krów. Ponadto krowa z tak specyficznym umięśnieniem ma trudności z przyjmowaniem prawidłowej pozycji podczas parć porodowych. Porody w przypadku bydła belgijskiego, błękitno-białego odbywają się z udziałem lekarza weterynarii, najczęściej poprzez cesarskie cięcie (w hodowlach czysto rasowych). Masa cieląt zwierząt hipertroficznych jest większa i wykazują one szybsze tempo wzrostu (w porównaniu do ich „normalnych” odpowiedników), jednak jedynie do momentu odsadzenia. Po odsadzeniu szybkość wzrostu spada poniżej wartości, które charakteryzują „normalne” cielęta. Niestety młode cielęta wykazują obniżoną żywotność (w porównaniu do tych niewykazujących hipertrofii), samice hipertroficzne mają słabo rozwinięte cechy macierzyńskie, ponadto cielęta wykazują gorsze zdolności adaptacyjne. Co więcej hipertroficzne cielęta muszą być dodatkowo odpajane, a samice dają zwykle o 15-30% mniej mleka.

 

Pasze, którymi skarmiane są zwierzęta muszą być wysokoenergetyczne i skoncentrowane, ważne jest aby unikać zmian w ich składzie. Dieta zawiera więcej dobrego białka do budowy masy mięśniowej (większe koszty hodowli). Bydło u którego występuje przerost mięśni wykazuje mniejszy apetyt, zmniejszona pojemność przewodu pokarmowego, przejawia się w występowaniu tzw. podkasanego brzucha.

 

Krzyżowanie z udziałem osobników hipertroficznych

 

Rasa BB wymagała pracy wielu naukowców i hodowców, wykorzystywano różne testy, szacowano postęp genetyczny i stale kontrolowano i nadal kontroluje się wyniki użytkowości. Dzisiaj rasa ta jest pierwszą na świecie, którą użytkuje się do krzyżowania towarowego ze wszystkimi rasami bydła mlecznego. Samce hipertroficzne bywają często wykorzystywane w krzyżowaniu towarowym z krowami ras mlecznych np. Holsztyńsko-Fryzyjską. Zaletą takiego krzyżowania są m.in. lepsza klasyfikacja tusz, większy udział mięsa w tuszy, większa wydajność rzeźna oraz łatwiejsze porody. W przypadku krzyżowań hipertroficznych buhajów innych ras z krowami różnych ras mlecznych, wiadomo stosunkowo niewiele, co wynika z faktu szerokiego zróżnicowania uzyskiwanego potomstwa. W Polskich gospodarstwach, w celu poprawy dochodowości produkcji dodatkowo opasa się cielęta (także z udziałem cieląt rasy BB ). Hodowcy cenią sobie materiał pochodzący od Belgian Blue, ponadto zaprzeczają doniesieniom o ciężkich wycieleniach i konieczności wykonywania cesarskich cięć (najprawdopodobniej ten aspekt może odstraszać innych hodowców). Takie porody zdarzają się w hodowlach czysto rasowych, do krzyżowania z innymi rasami użytkuje się nasienie od sprawdzonych buhajów (z indeksem na lekkie porody i mniejszą masę ciała cieląt), a krowy które poddaje się inseminacji, to wieloródki z rozwiniętą miednicą.

 

Podsumowując, badania mające na celu ustalenie zależności pomiędzy polimorficznymi formami genów, które wpływają na użytkowość zwierząt, faktycznymi cechami jakościowymi i ilościowymi mogą wpłynąć na hodowlę zwierząt. Przez wiele lat do hodowli wybierano osobniki o pożądanych cechach (oczywiście dalej się to wykonuje) jednak taki sposób ma jedną podstawową wadę – długi czas oczekiwania na efekty. Dzięki zastosowaniu technik genetyki molekularnej możliwe jest przyśpieszenie postępu hodowlanego i wypracowanie ekonomicznie bardziej opłacalnych linii mięsnych. Możliwe, że zwierzęta hipertroficzne okażą się przyszłością hodowli mięsnej, przy dodatkowym użyciu metod hodowlanych opartych na technikach genetycznych.