Características endócrinas, metabólicas e indicadoras da qualidade da carne em bovinos Nelore castrados e não castrados / Neuroendocrine, metabolic and meat quality traits in castrated and non-castrated Nellore cattle

O objetivo deste estudo foi avaliar características endócrinas (ACTH e cortisol plasmático), metabólicas (glicogênio e lactato muscular) e indicadoras de qualidade da carne em bovinos Nelore castrados e não castrados. Foram abatidos 130 animais (78 castrados e 52 não castrados), entre os anos de 2009 e 2011. Amostras de sangue foram coletadas, in vivo e post mortem (IV e PM), para mensurações endócrinas. Para os metabólitos, foram coletadas amostras do músculo Longissimus dorsi (LD). Para as análises físico-químicas, três bifes do músculo LD (entre a 10ª e 12ª costelas) foram maturados por um, sete e 14 dias. O pH e a temperatura dos animais foram mensurados a uma e 24 horas PM. As análises estatísticas foram realizadas por meio do procedimento de modelos mistos, com auxílio do programa Statistical Analysis System. Observou-se que as concentrações de cortisol (IV e PM) e lactato muscular foram superiores (P 0,05) nos animais castrados em relação aos não castrados. Animais castrados apresentam menores valores de pH 24 horas e carnes mais macias (P 0,05) em todos os tempos de maturação, quando comparados aos não castrados.

The aim of this study was to evaluate neuroendocrine (plasma ACTH and cortisol), metabolic (muscle glycogen and lactate) and meat quality characteristics in castrated and non-castrated Nellore cattle. To this end, 130 animals were slaughtered (78 castrated and 52 non-castrated), between the years 2009 and 2011. Blood samples were collected, in vivo and post mortem (IV and PM), for endocrine measurements. For the metabolites, samples were collected from Longissimus dorsi (LD) muscle. For physical-chemical analysis, three steaks from LD muscle (between 10th and 12th rib) were aged by one, seven and 14 days. The pH and temperature of the animals were measured at one and 24 hours PM. Statistical analyzes were performed using mixed models of the Statistical Analysis System software. It was observed that muscle cortisol (IV and PM) and lactate concentrations were higher (P 0.05) in castrated compared to non-castrated animals. Castrated had lower pH 24 hours values and tender meat (P 0.05) in all times aging compared to non-castrated animals.

Características endócrinas, metabólicas e indicadoras da qualidade da carne em bovinos Nelore castrados e não castrados / Neuroendocrine, metabolic and meat quality traits in castrated and non-castrated Nellore cattle

O objetivo deste estudo foi avaliar características endócrinas (ACTH e cortisol plasmático), metabólicas (glicogênio e lactato muscular) e indicadoras de qualidade da carne em bovinos Nelore castrados e não castrados. Foram abatidos 130 animais (78 castrados e 52 não castrados), entre os anos de 2009 e 2011. Amostras de sangue foram coletadas, in vivo e post mortem (IV e PM), para mensurações endócrinas. Para os metabólitos, foram coletadas amostras do músculo Longissimus dorsi (LD). Para as análises físico-químicas, três bifes do músculo LD (entre a 10ª e 12ª costelas) foram maturados por um, sete e 14 dias. O pH e a temperatura dos animais foram mensurados a uma e 24 horas PM. As análises estatísticas foram realizadas por meio do procedimento de modelos mistos, com auxílio do programa Statistical Analysis System. Observou-se que as concentrações de cortisol (IV e PM) e lactato muscular foram superiores (P 0,05) nos animais castrados em relação aos não castrados. Animais castrados apresentam menores valores de pH 24 horas e carnes mais macias (P 0,05) em todos os tempos de maturação, quando comparados aos não castrados.(AU)

The aim of this study was to evaluate neuroendocrine (plasma ACTH and cortisol), metabolic (muscle glycogen and lactate) and meat quality characteristics in castrated and non-castrated Nellore cattle. To this end, 130 animals were slaughtered (78 castrated and 52 non-castrated), between the years 2009 and 2011. Blood samples were collected, in vivo and post mortem (IV and PM), for endocrine measurements. For the metabolites, samples were collected from Longissimus dorsi (LD) muscle. For physical-chemical analysis, three steaks from LD muscle (between 10th and 12th rib) were aged by one, seven and 14 days. The pH and temperature of the animals were measured at one and 24 hours PM. Statistical analyzes were performed using mixed models of the Statistical Analysis System software. It was observed that muscle cortisol (IV and PM) and lactate concentrations were higher (P 0.05) in castrated compared to non-castrated animals. Castrated had lower pH 24 hours values and tender meat (P 0.05) in all times aging compared to non-castrated animals.(AU)

Variação nos genes dos receptores mineralocorticoide e glicocorticoide e suas implicações proteômicas na qualidade da carne de bovinos Nelore / Variation in the mineralocorticoid and glucocorticoid receptors genes and proteomics implications for meat quality in cattle of Nellore breed

O eixo hipotálamo-pituitária-adrenal é o principal sistema neuroendócrino envolvido na regulação e adaptação da resposta ao estresse e, o principal hormônio secretado é o cortisol. O cortisol exerce seus efeitos por meio dos receptores mineralocorticoide (MR) e glicocorticoide (GR). Variações nos genes desses receptores têm sido associadas à sensibilidade aos glicocorticoides e mudanças no perfil metabólico. O objetivo geral desse trabalho foi compreender a variabilidade existente em relação às respostas fisiológicas de bovinos por meio da identificação de polimorfismos genéticos em genes envolvidos na resposta ao estresse e, verificar as consequências dessa variação genética em características de qualidade da carne. Dessa forma, três abordagens foram propostas: (1) avaliar a incidência de carne DFD (dark, firm and dry) e seu impacto no perfil metabólico, endócrino e características de qualidade da carne bovina, uma vez que o estresse é um dos principais fatores que levam a essa condição desfavorável; (2) avaliar a contribuição de fatores genéticos, por meio da identificação de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), no gene do MR e GR, e suas associações com as características mensuradas; (3) avaliar os efeitos desses polimorfismos sobre o perfil proteico do músculo bovino. Foram utilizados 241 bovinos da raça Nelore. Os resultados evidenciaram implicações direta do pH 24 horas post-mortem nos atributos de cor e perdas por cozimento da carne. A incidência de carnes DFD (pH>=5,8) foi de 18,7%. Os polimorfismos identificados mostraram influenciar em algumas características mensuradas. Os SNPs NR3C2_1 e NR3C2_2 no gene do MR foram associados ao conteúdo de glicogênio muscular e nível plasmático do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) post-mortem, e o SNP NR3C1_1 no gene do GR foi associado aos níveis plasmático de cortisol post-mortem. As análises proteômicas demonstraram que a maioria das proteínas reguladas por esses SNPs estão envolvidas na contração muscular, metabolismo e defesa celular. Portanto, é possível inferir que o pH tem impacto nas características de qualidade da carne e que polimorfismos em MR e o GR levam a mudanças na atividade do eixo HPA, no perfil metabólico do organismo e no perfil proteico do músculo, sugerindo que esses genes estão envolvidos em uma complexidade de funções e podendo ser alvos de estudos em sistemas de produção que visam melhorar a produtividade.

The hypothalamic-pituitary-adrenal axis is the main neuroendocrine system involved in the regulation and adaptation in stress response and the primary hormone secreted is cortisol. Cortisol exerts its effects through the mineralocorticoid (MR) and glucocorticoid (GR) receptors. Variations in the genes of these receptors have been associated with sensitivity to glucocorticoids and changes in the metabolic profile. The general objective of this work was to understand the variability in relation to physiological responses of cattle through identification of genetic polymorphisms in genes involved in stress response and, checking the consequences of this genetic variation in meat quality traits. Thus, three approaches have been proposed: (1) evaluate the incidence of DFD meat (dark, firm and dry) and its impact on metabolics, endocrines profiles and meat quality traits, since stress is the major factor that lead to this unfavorable condition; (2) evaluate the contribution of genetic factors through identification single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the MR and GR gene and its association with the measured traits; (3) evaluate the effects of these polymorphisms on the protein profile of bovine muscle. A total of 241 Nellore cattle were used. The results evidenced direct implications of 24 hours pH post-mortem in color attributes and cooking losses. The incidence of DFD meat (pH >= 5.8) was 18.7%. The polymorphisms identified demonstrated to influence some on measured characteristics. The NR3C2_1 and NR3C2_2 SNPs in MR gene were associated with muscle glycogen content and post-mortem adrenocorticotropic hormone (ACTH) plasma levels and, the NR3C1_1 SNP in GR was associated with post-mortem cortisol plasma levels. The proteomic analysis demonstrated that most proteins regulated by these SNPs are involved in muscle contraction, metabolism and cellular defense. Therefore, it is possible to infer that pH has impact on meat quality traits and MR and GR polymorphisms lead to changes in the HPA axis activity, metabolic profile and protein muscle profile, suggesting that these genes are involved in a complexity of functions and may be targets for studies on production systems to improve productivity.

Variação nos genes dos receptores mineralocorticoide e glicocorticoide e suas implicações proteômicas na qualidade da carne de bovinos Nelore / Variation in the mineralocorticoid and glucocorticoid receptors genes and proteomics implications for meat quality in cattle of Nellore breed

O eixo hipotálamo-pituitária-adrenal é o principal sistema neuroendócrino envolvido na regulação e adaptação da resposta ao estresse e, o principal hormônio secretado é o cortisol. O cortisol exerce seus efeitos por meio dos receptores mineralocorticoide (MR) e glicocorticoide (GR). Variações nos genes desses receptores têm sido associadas à sensibilidade aos glicocorticoides e mudanças no perfil metabólico. O objetivo geral desse trabalho foi compreender a variabilidade existente em relação às respostas fisiológicas de bovinos por meio da identificação de polimorfismos genéticos em genes envolvidos na resposta ao estresse e, verificar as consequências dessa variação genética em características de qualidade da carne. Dessa forma, três abordagens foram propostas: (1) avaliar a incidência de carne DFD (dark, firm and dry) e seu impacto no perfil metabólico, endócrino e características de qualidade da carne bovina, uma vez que o estresse é um dos principais fatores que levam a essa condição desfavorável; (2) avaliar a contribuição de fatores genéticos, por meio da identificação de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), no gene do MR e GR, e suas associações com as características mensuradas; (3) avaliar os efeitos desses polimorfismos sobre o perfil proteico do músculo bovino. Foram utilizados 241 bovinos da raça Nelore. Os resultados evidenciaram implicações direta do pH 24 horas post-mortem nos atributos de cor e perdas por cozimento da carne. A incidência de carnes DFD (pH>=5,8) foi de 18,7%. Os polimorfismos identificados mostraram influenciar em algumas características mensuradas. Os SNPs NR3C2_1 e NR3C2_2 no gene do MR foram associados ao conteúdo de glicogênio muscular e nível plasmático do hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) post-mortem, e o SNP NR3C1_1 no gene do GR foi associado aos níveis plasmático de cortisol post-mortem. As análises proteômicas demonstraram que a maioria das proteínas reguladas por esses SNPs estão envolvidas na contração muscular, metabolismo e defesa celular. Portanto, é possível inferir que o pH tem impacto nas características de qualidade da carne e que polimorfismos em MR e o GR levam a mudanças na atividade do eixo HPA, no perfil metabólico do organismo e no perfil proteico do músculo, sugerindo que esses genes estão envolvidos em uma complexidade de funções e podendo ser alvos de estudos em sistemas de produção que visam melhorar a produtividade. (AU)

The hypothalamic-pituitary-adrenal axis is the main neuroendocrine system involved in the regulation and adaptation in stress response and the primary hormone secreted is cortisol. Cortisol exerts its effects through the mineralocorticoid (MR) and glucocorticoid (GR) receptors. Variations in the genes of these receptors have been associated with sensitivity to glucocorticoids and changes in the metabolic profile. The general objective of this work was to understand the variability in relation to physiological responses of cattle through identification of genetic polymorphisms in genes involved in stress response and, checking the consequences of this genetic variation in meat quality traits. Thus, three approaches have been proposed: (1) evaluate the incidence of DFD meat (dark, firm and dry) and its impact on metabolics, endocrines profiles and meat quality traits, since stress is the major factor that lead to this unfavorable condition; (2) evaluate the contribution of genetic factors through identification single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the MR and GR gene and its association with the measured traits; (3) evaluate the effects of these polymorphisms on the protein profile of bovine muscle. A total of 241 Nellore cattle were used. The results evidenced direct implications of 24 hours pH post-mortem in color attributes and cooking losses. The incidence of DFD meat (pH >= 5.8) was 18.7%. The polymorphisms identified demonstrated to influence some on measured characteristics. The NR3C2_1 and NR3C2_2 SNPs in MR gene were associated with muscle glycogen content and post-mortem adrenocorticotropic hormone (ACTH) plasma levels and, the NR3C1_1 SNP in GR was associated with post-mortem cortisol plasma levels. The proteomic analysis demonstrated that most proteins regulated by these SNPs are involved in muscle contraction, metabolism and cellular defense. Therefore, it is possible to infer that pH has impact on meat quality traits and MR and GR polymorphisms lead to changes in the HPA axis activity, metabolic profile and protein muscle profile, suggesting that these genes are involved in a complexity of functions and may be targets for studies on production systems to improve productivity. (AU)

Estudo proteômico para determinação da expressão relativa das isoformas de VDAC e caracterização dos sítios de ligação da hexoquinase em mitocôndrias cerebrais de rato, boi e ave / Proteomic study to determination of relative expression of VDAC isoforms and characterization of hexokinase binding sites in rat, bovine and avian brain mitochondria

Os canais seletivos a ânions dependente de voltagem (VDACs) são um grupo de proteínas, primeiramente identificadas na membrana mitocondrial externa, capazes de formar estruturas de poros hidrofílicos em membranas. As VDACs são conhecidas pela sua função essencial no metabolismo celular e nos estágios recentes de apoptose. Em mamíferos, foram identificadas três isoformas de VDACs (VDAC1, 2 e 3). Uma pesquisa proteômica, consistindo de eletroforese bi-dimensional seguida por western blotting com anticorpos anti-VDAC 1, anti-VDAC 2 e anti-VDAC 3 e espectrometria de massas com fonte de ionização/desorção à laser assistido por matriz e tempo de vôo foi utilizada para estudar a expressão das isoformas de VDAC em mitocôndrias cerebrais de aves, ratos e bois. Foi estudada a possibilidade que diferenças na expressão relativa das isoformas de VDAC possam ser um fator determinante da proporção espécie-dependente dos sítios de ligação da hexoquinase tipo A: tipo B nas mitocôndrias cerebrais. Os spots foram caracterizados, e a intensidade de sinal foi comparada entre os spots. VDAC1 e VDAC2 foram divididas dentro de múltiplos spots. A VDAC1 foi dividida em dois spots nos géis bi-dimensionais realizados com amostras de cérebros de ratos e bois, e três spots para cérebros de aves. A VDAC2 foi separada em três, cinco e dois spots para cérebros de ratos, bois e aves, respectivamente. Os resultados reportam uma heterogeneidade de carga das VDACs 1 e 2 nos cérebros analisados. A VDAC1 foi a mais expressa das três isoformas. Além disso, a expressão da VDAC1 mais VDAC2 foi muito maior em cérebros de aves e bois do que em cérebros de ratos. Mitocôndrias de cérebro de aves mostraram uma maior expressão de VDAC1 e menor de VDAC2. As mitocôndrias de cérebro bovino apresentaram os níveis mais altos de VDAC2. A VDAC3 não foi detectada nos cérebros das espécies estudadas

The voltage dependent anion selective channels (VDACs) are a group of proteins first identified in the mitochondrial outer membrane that are able to form hydrophilic pore structures in membranes. VDAC are known to play an essential role in cellular metabolism and in the early stages of apoptosis. In mammals, three VDACs isoforms (VDAC1, 2, 3) have been identified. A proteomic approach, consisting of two dimensional electrophoresis, followed by western blotting with anti-VDAC 1, anti-VDAC 2 and anti-VDAC 3 and by matrix assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry was used to study the expression of VDAC isoforms in rat, bovine and avian brain mitochondria. We were studying the possibility that differences in the relative expression of VDAC isoforms may be a factor in determining the species-dependent ratio of type A: type B hexokinase binding sites on brain mitochondria. The spots were characterized, and the signal intensities among spots were compared. VDAC1 and VDAC2 were divided into multiple spots. VDAC1 was divided in two spots in two dimensional gels of rat and bovine brains and three spots in avian brains. VDAC2 was separated into three, five and two spots in rat, bovine and avian brains, respectively. The results report charge heterogeneity of VDACs 1 and 2 in the analyzed brains. VDAC1 was the most abundantly expressed of the three isoforms. Moreover the expression of VDAC1 plus VDAC2 was much higher in avian and bovine brains than in rat brains. Avian brain mitochondria showed the highest expression of VDAC1 and the lowest of VDAC2. Bovine brain mitochondria had the highest levels of VDAC2. No VDAC 3 was detected in studied species brains