Plasma metabolite changes in anestrous dairy cows with negative energy balance identified using 1H NMR technology / [Alterações do metabólito plasmático em vacas leiteiras com balanço energético negativo identificado usando a tecnologia 1H NMR]

The objective of the present study was to investigate the different plasma metabolites between anestrus and estrus postpartum dairy cows and to provide a theoretical basis for prevention of anestrus in dairy farm cows. In the experiment, one hundred and sixty-seven Holstein dairy cows were selected with similar age and parity. According to the concentration of ß-hydroxybutyric acid, non-esterified fatty acids and glucose in plasma during 14 to 21 days in milk, all dairy cows were determined as having a status of energy balance. According to the results of clinical symptom, rectal and B ultrasound examination at 60 to 90 days postpartum, these cows were divided into twenty estrus and twenty-four anestrus group, other dairy cows were removed. 1H nuclear magnetic resonance technology was utilized to detect the plasma metabolites changes and screen different plasma metabolites between anestrus and estrus cows. Ten different metabolites including alanine, glutamic acid, asparagine, creatine, choline, phosphocholine, glycerophosphocholine, low-density lipoprotein, and very-low-density lipoprotein were significantly decreased in anestrous cows compared with estrous cows. Metabolic pathway analyses indicated that differential metabolites were primarily involved in amino acid and glycerophospholipid metabolism. These metabolites and their enrichment pathways indicate that reduced steroid hormone synthesis precursors result in lower levels of estradiol and progesterone and cause anestrus in negative energy balance. These data provide a better understanding of the changes that may affect estrus of postpartum dairy cows at NEB status and lay the ground for further research.(AU)

O objetivo do presente estudo foi investigar os diferentes metabolitos do plasma entre o cio e o cio pós-parto de vacas leiteiras e fornecer uma base teórica para a prevenção do cio de vacas em fazendas de leite. No experimento, foram selecionadas 127 vacas leiteiras Holstein com idade e paridade similares. De acordo com a concentração de ß- ácido hidroxibutírico, ácidos graxos não esterificados e glicose no plasma entre 14 e 21 dias no leite, todas as vacas leiteiras foram determinadas em estado de equilíbrio energético. De acordo com os resultados dos sintomas clínicos, do exame de ultra-som retal e B aos 60 a 90 dias pós-parto, estas vacas foram divididas em vinte cios e vinte e quatro grupos de cio, outras vacas leiteiras foram removidas. A tecnologia de ressonância magnética nuclear 1H foi utilizada para detectar as alterações dos metabólitos plasmáticos e para triar diferentes metabólitos plasmáticos entre as vacas do cio e do cio. Dez diferentes metabólitos incluindo alanina, ácido glutâmico, asparagina, creatina, colina, fosfocholina, glicerofosfocolina, lipoproteína de baixa densidade e lipoproteína de muito baixa densidade foram significativamente diminuídos nas vacas antróficas em comparação com as vacas estro. As análises da via metabólica indicaram que os metabólitos diferenciais estavam principalmente envolvidos no metabolismo de aminoácidos e glicerofosfolipídios. Estes metabólitos e suas vias de enriquecimento indicam que a redução dos precursores da síntese de hormônios esteróides resulta em níveis mais baixos de estradiol e progesterona e causa anestros no balanço energético negativo. Estes dados fornecem uma melhor compreensão das mudanças que podem afetar o cio das vacas leiteiras pós-parto no estado de NEB e preparam o terreno para mais pesquisas.(AU)

Transição do colostro para o leite de cabras: novos horizontes nos estudos das proteínas aos metabólitos

O leite de cabra é um alimento nutricionalmente complexo e que ao apresentar vários constituintes com diferentes potenciais bioativos, estes podem ser afetados por algumas enfermidades, mas que quando não, o consumo do leite e desses compostos afetam positivamente no desenvolvimento humano e animal. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar o proteoma e metaboloma do leite caprino em diferentes estágios de lactação, idade e padrões de saúde (animais cronicamente positivos para o vírus da artrite encefalite caprinaCAEV) assim como avaliar perfis in sílico da modelagem da lactoferrina do leite de diferentes mamíferos, contribuindo com estudos sobre o leite de ruminantes e outros animais. Para obtenção dos resultados foram utilizadas técnicas como 2D-PAGE, espectrometria de massas e modelagem in sílico com programas como o I-TASSER, ExpasyProtParam, COFACTOR, entre outros. Nos estudos proteômicos e metabolômicos os animais foram divididos em grupos, sendo no mínimo sete e cinco animais por grupo, respectivamente. Diante da série de metodologias aplicadas nesse estudo, chegou-se aos resultados seguintes. Quando avaliado o proteoma da transição do colostro ao leite das cabras, observou-se uma maior qualidade nas proteínas nos animais que tiveram o primeiro parto, animais mais velhos na produção apresentaram as mesmas proteínas, porém com menor qualidade. Assim como, com três dias após o parto o padrão de concentração das proteínas também mudou, havendo de modo geral, menor concentração da proteína comparado com o dia do nascimento. Em se tratando dos metabólitos, animais mais jovens apresentaram maior quantidade de metabólitos do que os mais velhos, e não existiu diferença no perfil de metabólitos entre animais positivos e negativos para o vírus da CAE. Grupos de metabólitos foram identificados como ácidos graxos (ácido oleico, ácido palmítico etc.), açúcares (sucrose, D-maltose etc.), aminoácidos e até outros compostos orgânicos (riboflavina). Quando se avaliou a modelagem da lactoferrina, essa proteína contém sua estrutura conservada no genoma de diversas espécies de mamíferos, porém a estrutura da proteína da cabra detém uma adição de aminoácidos que não afeta a função ou aspectos biológicos dessa proteína. Os modelos ao serem gerados, foram estatisticamente validados de acordo com os parâmetros estabelecidos pelos programas utilizados, por mais que os modelos gerados da lactoferrina nas espécies Capra hircus e Macaca mulatta possuam adição de alguns grupos de aminoácidos, não há alteração no perfil15 biológico e químico dessas proteínas quando comparadas com outros mamíferos. Desse modo, os dados obtidos fornecem informações acerca do proteoma e metaboloma do leite de cabras, assim como renovam informações sobre a modelagem de proteínas presentes nas secreções lácteas, contribuindo ainda mais para o crescimento de dados na pecuária de cabras de leite e estudos sobre vírus da artrite encefalite caprina.

Goat's milk is a portion of nutritionally complex food and that by having several constituents with different bioactive potentials, they can be affected by some diseases, but when not, the consumption of milk and these compounds positively affect human and animal development. Thus, this study aimed to investigate the proteome and metabolome of goat's milk at different stages of lactation, age, and health standards (animals chronically positive for the caprine arthritis encephalitis virus-CAEV) as well as to evaluate in silico profiles of lactoferrin modeling from the milk of different mammals, contributing to studies on the milk of ruminants and other animals. To obtain the results, techniques such as 2D-PAGE, mass spectrometry, and in silico modeling were used with programs such as I-TASSER, Expasy ProtParam, COFACTOR, among others. In proteomic and metabolomic studies, animals were divided into groups, with at least seven and five animals per group, respectively. When the proteome of the transition from colostrum to the milk of goats was evaluated, a higher quality of proteins was observed in the animals that had their first calving, older animals in the production had the same proteins, but with lower quality. Likewise, with three days after delivery, the pattern of protein concentration has also changed, with, in general, less protein concentration compared to the day of birth. In the case of metabolites, younger animals had a higher number of metabolites than the older ones, and there was no difference in the metabolite profile between positive and negative animals for the CAE virus. Groups of metabolites have been identified as fatty acids (oleic acid, palmitic acid, etc.), sugars (sucrose, D-maltose, etc.), amino acids, and even other organic compounds (riboflavin). When the lactoferrin modeling was evaluated, this protein has its structure conserved in the genome of several mammal species, however, the structure of the goat protein has an addition of amino acids that do not affect the function or biological aspects of this protein. After model's generation, they were statistically validated according to the parameters established by the programs used, and the models generated from lactoferrin in the species Capra hircus and Macaca mulatta have the addition of some groups of amino acids, there is no change in the biological and chemical profile of these proteins when compared to other mammals. In this way, the data obtained provide information about the proteome and metabolome of goat's milk, as well as renew information about the modeling of proteins present in milk secretions, further contributing to the growth of data in dairy goat livestock and virus studies of goat encephalitis arthritis.

Avaliação dos perfis metabolômicos, proteômicos, vias de proliferação e morte celular do saco vitelino de embriões bovinos / Evaluation of metabolomic, proteomic profiles, proliferation and cell death pathways of the yolk sac in bovine embryos

O saco vitelino esta presente em todas as espécies de vertebrados e desempenha importantes funções no desenvolvimento do embrião até a fase de placentação. O objetivo deste estudo foi avaliar o funcionamento do saco vitelino de embriões bovinos atentando para os aspectos morfológicos, bioquímicos e moleculares e suas relações ultraestruturais, bioquímicas e moleculares. Foram avaliados 69 amostras de SVEB distribuídos da seguinte forma: Grupo I (23-27), Grupo II (28-32), Grupo III (33-37), Grupo IV (38-42), Grupo V (43-47) e Grupo VI (48-52) dais de gestação. Os resultados inferem que o saco vitelino de embriões bovinos apresenta atividade proliferativa durante os primeiros dois grupos analisados, a presença de apoptose e necrose foram encontrados nos grupos restantes. A presença de importantes metabolitos como a alanina, mio-inositol, taurina, colina, glicerofosfocolina, cadaverina, glutamato, glutamina, lactato, hidrouracila, creatina, creatinina, aspartato e lisina; e proteínas como filamentos de actina ou tubulina do citoesqueleto, histona, sub unidades da hemoglobina, HSP-β1, proteína ribossomal, marcadores da matrix extracelular vimentina, alfafetoproteina e transferrina. Estas proteínas estão relacionadas diretamente com a formação de metabólitos secundários e foram encontradas durante todos os períodos estudados, com exceção da alanina que foi identificada somente no grupo I, ativando diversas proteínas e metabolitos, que estão envolvidos em vias de sinalização que promovem a ativação dos mecanismos de morte celular programada e na diferenciação celular, as quais iniciam as etapas da involução do saco vitelino e de outras estruturas no embrião, e assim dar inicio à placentação.

The yolk sac is present in all vertebrate species, and plays important roles in the developing embryo until the arrival of the placenta. The objective of this study was to evaluate the functioning of the yolk sac of bovine embryos and how the morphological, biochemical and molecular related, one ultrastructural analysis, biochemical and molecular analysis was performed. For these purpose we evaluated 69 samples of YSBE distributed as follows: Group I (23- 27), Group II (28-32), Group III (33-37), Group IV (38-42), Group V (43-47) and Group VI (48-52) days of pregnancy. The results infer that the yolk sac of bovine embryos has proliferative activity during the first two groups analyzed, the presence of apoptosis and necrosis were found in the remaining groups. The presence of major metabolites such as alanine, myo-inositol, taurine, choline, glicerofosfocolina, cadaverine, glutamate, glutamine, lactate, hydrouracile, creatine, creatinine, aspartate and lysine, proteins such as tubulin and actin cytoskeleton, histone, subunits of hemoglobin, HSP-β1, ribosomal protein, vimentin, markers of extracellular matrix, alpha-1-fetoprotein and transferrin. These proteins are related to the metabolites and were found throughout the study period, with the exception of alanine which was found in Group I, activating many proteins and metabolites that are involved in signaling pathways that trigger cell death mechanisms that originated the involution of the yolk sac, and thus give way to the beginning of placentation.

Avaliação dos perfis metabolômicos, proteômicos, vias de proliferação e morte celular do saco vitelino de embriões bovinos / Evaluation of metabolomic, proteomic profiles, proliferation and cell death pathways of the yolk sac in bovine embryos

O saco vitelino esta presente em todas as espécies de vertebrados e desempenha importantes funções no desenvolvimento do embrião até a fase de placentação. O objetivo deste estudo foi avaliar o funcionamento do saco vitelino de embriões bovinos atentando para os aspectos morfológicos, bioquímicos e moleculares e suas relações ultraestruturais, bioquímicas e moleculares. Foram avaliados 69 amostras de SVEB distribuídos da seguinte forma: Grupo I (23-27), Grupo II (28-32), Grupo III (33-37), Grupo IV (38-42), Grupo V (43-47) e Grupo VI (48-52) dais de gestação. Os resultados inferem que o saco vitelino de embriões bovinos apresenta atividade proliferativa durante os primeiros dois grupos analisados, a presença de apoptose e necrose foram encontrados nos grupos restantes. A presença de importantes metabolitos como a alanina, mio-inositol, taurina, colina, glicerofosfocolina, cadaverina, glutamato, glutamina, lactato, hidrouracila, creatina, creatinina, aspartato e lisina; e proteínas como filamentos de actina ou tubulina do citoesqueleto, histona, sub unidades da hemoglobina, HSP-β1, proteína ribossomal, marcadores da matrix extracelular vimentina, alfafetoproteina e transferrina. Estas proteínas estão relacionadas diretamente com a formação de metabólitos secundários e foram encontradas durante todos os períodos estudados, com exceção da alanina que foi identificada somente no grupo I, ativando diversas proteínas e metabolitos, que estão envolvidos em vias de sinalização que promovem a ativação dos mecanismos de morte celular programada e na diferenciação celular, as quais iniciam as etapas da involução do saco vitelino e de outras estruturas no embrião, e assim dar inicio à placentação. (AU)

The yolk sac is present in all vertebrate species, and plays important roles in the developing embryo until the arrival of the placenta. The objective of this study was to evaluate the functioning of the yolk sac of bovine embryos and how the morphological, biochemical and molecular related, one ultrastructural analysis, biochemical and molecular analysis was performed. For these purpose we evaluated 69 samples of YSBE distributed as follows: Group I (23- 27), Group II (28-32), Group III (33-37), Group IV (38-42), Group V (43-47) and Group VI (48-52) days of pregnancy. The results infer that the yolk sac of bovine embryos has proliferative activity during the first two groups analyzed, the presence of apoptosis and necrosis were found in the remaining groups. The presence of major metabolites such as alanine, myo-inositol, taurine, choline, glicerofosfocolina, cadaverine, glutamate, glutamine, lactate, hydrouracile, creatine, creatinine, aspartate and lysine, proteins such as tubulin and actin cytoskeleton, histone, subunits of hemoglobin, HSP-β1, ribosomal protein, vimentin, markers of extracellular matrix, alpha-1-fetoprotein and transferrin. These proteins are related to the metabolites and were found throughout the study period, with the exception of alanine which was found in Group I, activating many proteins and metabolites that are involved in signaling pathways that trigger cell death mechanisms that originated the involution of the yolk sac, and thus give way to the beginning of placentation. (AU)