بیان ژنی برخی پروتئین های متابولیکی و فعال در پرزهای شکمبه بره های پرواری تغدیه شده با مکمل روغن

نشخوارکنندگان حیواناتی علفخوار هستند که می توانند به خوراک های با تخمیرپذیری سریع در شکمبه سازگار می شوند. اما این سازگاری همیشه با موفقیت همراه نیست. زیرا فرآیند تخمیر و تولید اسیدهای چرب فرار سریع تر و بیشتر از جذب یا خنثی شدن اسیدهای چرب فرار تولید شده است. لذا آنها در معرض بروز ناهنجاری های گوارشی از جمله اسیدوز هستند که می تواند علاوه بر مشکلات سلامتی و راحتی دام ها (plaizier et al., 2008) آثار زیان بار اقتصادی بالایی نیز داشته باشد (owens et al., 1998). جیره های غلاتی سبب تغییر در جمعیت میکروارگانیسم های شکمبه در جهت ایجاد اسیدوز (nagaraga and titgemeyer 2007) می شوند و روش های کنترل تخمیر در شکمبه نیز مورد مطالعه قرارگرفته اند (nagaraga et al., 1997). علی رغم افزایش فراوان اندازه پرزهای شکمبه و افزایش سطح جذب با جیره های غلاتی (odongo et al., 2006) جهت کاهش اسیدوز مکانیسم های مولکولی هماهنگ کننده تغییرات تکثیر سلول های اپیتلیوم شکمبه ای هنوز ناشناخته است. پاسخ های تولیدی و رفتاری به سازگاری با جیره های غلاتی در گاوهای تغذیه شده با یک جیره مشابه متفاوت بوده است (beveans et al., 2005) که بخش عمده آن می تواند با تغییرات در متابولیسم میکروبی (chen et al., 2011) و بافت اپیتلیوم شکمبه ای (penner et al., 2009) همراه باشد. اخیراً (steele et al., 2011 a,b) نشان داده شده است که با القای اسیدوز، اپیتلیوم شکمبه سریعاً از نظر ساختاری و عملکردی با شرایط اسیدی شکمبه سازگار می شود و این تغییرات همراه با بیان متفاوت ژن ها است. یکی از مکانیسم های سازگاری دخالت احتمالی igf-1 به عنوان القاکننده تکثیر سلول های اپیتلیوم شکمبه در شرایط in vitro معرفی شده است (baldwin 1999). وقایع سلولی igf-1 توسط پروتئین های متصل به igf (igfbp) انجام می شود (firth and baxter 2002). در مطالعاتی که توسط steele و همکاران (a,b2012) با گاوهای شیری انجام شد بیان ژنی igfbp3 و igfbp6 در اپیتلیوم شکمبه گاوهای تغذیه شده با جیره های غلاتی کاهش داشت و بیان ژنی igfbp5 افزایش داشت. افزایش تکثیر سلول های اپیتلیوم شکمبه ای در بزهای تغذیه شده با جیره های غلاتی با افزایش گیرنده های igf-1 در سلول های اپیتلیوم شکمبه و افزایش igf-1 پلاسما همراه بود(shen et al. 2004). افزایش در بیان ژنی igf-1 و igfbp3 در بافت شکمبه ای گوسفند با واردکردن مقادیر افزایشی اسیدهای چرب زنجیر کوتاه به شکمبه در 8 تا 12 روز مشاهده شده است (zhao and sun 2010). اپیتلیوم شکمبه از نظر متابولیکی بسیار فعال بوده و بیشترین مصرف کننده انرژی در بافت احشایی است (huntington 1990) که انرژی مصرفی را از اکسیداسیون اسیدهای چرب فرار به دست می آورد. از اسیدهای چرب فرار تولیدشده در شکمبه، بوتیرات سوبسترای ترجیحی انرژی در بافت شکمبه می باشد (2004 kristensen and harmon). کتوژنز مسیر اصلی در اپی تلیوم شکمبه است. اسیدهای چرب زنجیر کوتاه پس از جذب به 3-هیدروکسی-3متیل گلوتاریل-کوآنزیم آ (hmg-coa) توسط آنزیم hmg-coa سنتاز میتوکندریایی (hmgcs2) تبدیل شده و در نهایت به اجسام کتونی تبدیل می شوند (baldwin 1998). به علاوه اینکه hmg-coa در سیتوپلاسم توسط hmg-coa سنتاز سیتوزولی (hmgcs1) و آنزیم های دیگر به کلسترول تبدیل می شود (dempsey 1974). اگرچه کلسترول جزء مهم غشای سلول های پستانداران است اما افزایش آن با تغییرپذیری، التهاب غشاء و افزایش تکثیر سلولی همراه است (liao and laufs, 2005). چنین شرایط مشابهی در اپیتلیوم شکمبه دام های تغذیه شده با غلات زیاد نیز دیده می شود (gozho et al., 2005; khafipour et al., 2009). بنابراین وقتی جذب اسیدهای چرب فرار افزایش می یابد ممکن است ژن های درگیر در متابولیسم آنها برای حفظ هموستاز سلول و کل بدن تنظیم شوند. بر پایه آنالیز شبکه و مسیر، رابطه ی کنترل متابولیسم کلسترول و تنظیم کننده رونویسی srebp2 که در غیر نشخوارکنندگان تنظیم کننده اصلی آنزیم های سنتز کننده کلسترول می باشد مشخص شده است (steele et al., 2011a). دراین ارتباط به نظر می رسد هموستازی کلسترول یک بخش کلیدی توسعه بافت شکمبه ای در پس از شیرگیری نیز است (naeem et al., 2012). زیرا در همین پژوهش افزایش در بیان ژنی آنزیم محدودکننده در سنتز کلسترول (hmgcs1) بیشتر از آنزیم محدودکننده در سنتز کتون ها (hmgcs2) در چند هفته پس از شیرگیری بوده است. لذا به نظر می رسد بافت شکمبه ای انعطاف خاصی در استفاده از استیل کوآ برای سنتز کلسترول در مقابل با تولید کتون ها دارد. استیل کوآ میتوکندریایی از طریق کارنی تین استیل ترانسفراز می تواند استیل کوآی سیتوزولی تولید کند. در پژوهشی با تغذیه جیره های غلاتی به گاوهای خشک و گاوهای شیرده بیان ژن های کلسترول ساز در بافت اپیتلیوم شکمبه تنظیم کاهشی داشتند (steele et al., 2012 a,b). همچنین این محققین (steele et al., 2012c) متابولیسم بافت اپیتلیوم شکمبه بره های تغذیه شده با علوفه و کنسانتره را مطالعه کردند. بره های تغذیه شده با کنسانتره غلظت بالایی از bhba در پلاسما داشتند اما بیان ژن های کتوژنیک تغییر نکرد و بیان آنزیم hmgcs1 تنظیم کاهشی داشت. این تغییرات متابولیکی به همراه تغییرات ساختاری شاخصی از پاراکراتوزیس شکمبه بوده است. در گاوهای تغذیه شده با جیره های غلاتی سلول های اپیتلیالی پاراکراتوزی شده و جذب اسیدهای چرب فرار مختل می شود (steele et al., 2011b). اسیدوز تحت حاد با افزایش انتقال لیپوپلی ساکاریدهای میکروبی از شکمبه و روده به خون همراه است و سبب افزایش سیتوکین های پیش التهابی و پروتئین های فاز حاد در گاوهای شیری می شوند (khafipour et al., 2009). اما چگونگی سازگاری بافت اپیتلیوم شکمبه در شرایط اسیدوز تحت حاد مشخص نیست. اضافه کردن چربی های غیراشباع به جیره های غلاتی گوسفند تخمیر شکمبه ای را تغییر داده است و با افزایش غیرخطی وابسته به زمان غلظت بوتریک اسید در شکمبه همراه بوده است. اما همچنان از جیره های بدون چربی بالاتر بوده است (toral et al 2010). اثرات روغن روی تغییر جمعیت میکروبی در شکمبه گوسفند نیز اخیراً مطالعه شده است (belenguer et al., 2010). چربی ها سبب کاهش اسیدوز در شکمبه شده اند که بخشی از آن می تواند مربوط به کنترل سرعت و مقدار تخمیر کربوهیدرات در شکمبه باشد (nagaraga et al., 1997 ). اما آیا روغن واردشده به جیره می تواند اثرات متابولیکی در بافت اپیتلیوم شکمبه داشته باشد. این پژوهش برای درک اثرات روغن جیره روی مسیرهای متابولیک تکثیر سلولی و کارکرد سلول های اپیتلیالی شکمبه از طریق تعیین بیان ژنی آنزیم های درگیر در این مسیر به همراه عوامل رونویسی آنها طراحی شده است تا مکانیسم های سلولی بروز اسیدوز با جیره های غلاتی و رفع یا کاهش آن با فزودن روغن ها به جیره درک شود.