Epigenetika a borjúnevelésben

– avagy hogyan állíthatunk elő királynőket a méhek mintájára?

Tanuljunk a méhektől!

A gazdasági állatok teljesítményének megítélésében egyre gyakrabban halljuk, hogy nem használjuk ki eléggé a genetikai potenciáljukat. Ezzel kapcsolatos új tudományágak a metabolikus programozás és az epigenetika. De mit jelentenek ezek a fogalmak?

A metabolikus programozás legjobb példája az állatvilágban a mézelő méh esete. A méhkolóniák több ezer terméketlen nőivarú dolgozóból, néhány száz termékenyítőképes hím egyedből és egyetlen termékeny méhanyából épülnek fel. A méhanya és a dolgozók genetikai anyaga teljes mértékben megegyezik egymással, de a lárvák különböző táplálékot kapnak, így az ugyanazon DNS-t hordozó lárvákból egymástól nagy mértékben különböző egyedek fejlődnek ki.

Lárva állapotban az anyának nevelt egyedet a többiek méhpempővel táplálják és tízszer annyi tápláló anyaghoz jut, mint a dolgozónak szánt egyedek. Ennek eredményeként a méhanya különbözni fog a dolgozóktól méretben, viselkedésben, testfelépítésben és élettartamban is. A táplálkozásbeli különbség az élet kezdetének kritikus szakaszában előre programozza a méh fejlődését és anyagcseréjét.

Ez a természetes jelenség a metabolikus programozás, amely az emlősök, így a borjak szervezetében is működik. Erre irányuló kísérleteket végeztek Soberon és munkatársai. A teljes biológiai folyamat még nem ismert, csak bizonyos részletei. A metabolikus programozás alapja az epigenetika.

Út a genetikától az epigenetikáig

Az utóbbi 50 év kutatásai elsősorban a DNS dupla hélix szerkezetének megismerésére, ezáltal a genetika állati termelésre gyakorolt befolyására irányultak.

Az epigenetika tudománya a következő évtizedek nagy felfedezése lesz. Az epigenetika azon jelenségeket vizsgálja, amelyek hatására oly módon változik a gének aktivitása, hogy a genetikai kód ugyanaz marad és a génexpresszió változása legalább egy következő generációra átöröklődik (Bartol et al. 2008).

A különböző gének kifejeződését és annak mértékét a sejten belüli térben jelen lévő anyagok befolyásolják. Ezek az epigenetikai „jelek” határozzák meg a gén bekapcsolását vagy kikapcsolását, erős vagy gyenge kifejeződését.

A takarmányban jelen lévő anyagok, a születés előtti és születés utáni tápláló anyagok mind olyan tényezők, amelyek az epigenetikai jelzéseken keresztül a géneknél bevésődést okoznak, így generációról generációra öröklődik a gének kifejeződése.

Az epigenetikai jelenségek több úton is létrejöhetnek. Egyik módja a DNS metilálódása. Ennek során a DNS-hez metil (-CH3) csoportok kapcsolódhatnak. Minél több metil csoport kapcsolódik a DNS-hez, annál inkább „elcsendesíti” azt a génszakaszt, azaz fenntartja annak nyugalmi állapotát.

Szintén epigenetikai jelenség a hiszton fehérjék befolyásolása. A kromoszómában a DNS különleges, felcsavarodott szerkezetet vesz fel. Ez azt jelenti, hogy kis központi fehérje magokra tekeredik rá. A fehérje magok az úgynevezett hiszton fehérjék. A hisztonok végnyúlványaihoz kapcsolódhatnak acetil (COCH3) vagy metil csoportok. A hiszton végekhez csatlakozó epigenetikai faktorok befolyásolják, hogy a DNS melyik szakasza van éppen kompakt feltekert, azaz inaktív állapotban. Amelyik szakaszon a feltekeredettség mértéke csökken, az lesz elérhető az enzimek számára és az a gén fog átíródni, azaz megnyilvánulni.

Ahogy a gének sorrendje meghatározza a szervezet potenciálját, úgy az epigenetikai faktorok döntik el, hogy melyik gén nyilvánul meg és melyik nem.

^{Kép: Trouw Nutrition}

A metabolikus programozás

A metabolikus programozás az epigenetikai reakciók összessége: az a természetes jelenség, amely befolyásolja, hogy az élőlény szervezete hogyan reagál a táplálkozásbeli stressz-hatásra vagy serkentő ingerre. A szervezet reagálásának módja az élőlény egész életére meghatározza az anyagcserét, amely akkor is fennmarad, ha a stressz hatás vagy serkentő inger megszűnik. (Patel and Svrinivansan, 2002). Ezek az epigenetikai reakciók a következő generációkra is öröklődhetnek. A metabolikus programozás számos állatfajban, sőt az emberek esetén is megfigyelhető.

A borjú jövőjét meghatározza az első két hónap takarmányozása

A borjú fejlődésének és növekedésének mértéke életének első heteiben eldől, mivel ezeket meghatározzák a takarmánnyal bevitt epigenetikai tényezők. Ebben a kritikus időszakban aktiválható a növekedés beindulása, a borjú emelt szintű takarmányozásával. A természetes mechanizmuson alapuló folyamat a metabolikus programozás. A nagyobb mértékű testtömeg gyarapodás nem csupán a test méreteit növeli, hanem az összes szerv méretére és szöveti fejlődésére is kedvezően hat. Ez meghatározza a funkcionális szövetek (parenchima sejtek) fejlődését. Takarmányozással ez akár megduplázható. Az anyagcsere programozás befolyásolja a belső elválasztású hormonok termelésének mennyiségét az élet későbbi szakaszában (inzulin). Ez döntően befolyásolja a szénhidrát anyagcsere intenzitását.

Mivel az ellés nem elsősorban életkor, hanem jóval inkább testméret, valamint fejlettség kérdése, ezért a gyorsabb növekedés kedvezően hat az első termékenyítés időpontjára is, ezzel növelve a tehenek hasznos élettartamát.

Mi a LifeStart?

A LifeStart a Trouw Nutrition innovatív borjú takarmányozásra irányuló kutatási programja, amely összeköti a tudományos alapokat a gyakorlati tapasztalattal a későbbi optimális teljesítmény érdekében.

“A születés utáni rövidebb idejű serkentő hatású takarmányozási stimulációhoz történő alkalmazkodás az élőlény egész életére megváltoztatja a szervezet anyagcseréjét – még abban az esetben is, ha a változást kiváltó ok megszűnik„. (Lucas, 1991)

Eredmények

A Trouw Nutrition saját kutató központjában és független intézetekkel együttműködve is folyamatosan végez a LifeStart program hatékonyságának vizsgálatára irányuló kísérleteket. A tehenészetekkel közösen figyelemmel kísérik a telepi tapasztalatokat is. Az eredmények önmagukért beszélnek:

A LifeStart program központi kérdése a borjú megfelelő takarmányozása. A LifeStart program alapján az elérni kívánt átlagos napi testtömeg gyarapodás 800-1000 g/nap (a standard itatási programok 550 g/nap testtömeg gyarapodással számolnak) és a választás idejére a testtömeg a születési súly 2,25-szöröse (szemben a standard programokkal, amelyeknél ez az arány 1,85).

A LifeStart program bevezetésével a tehenészetek extra nyereséghez juthatnak. Először is, az életkor az első ellésnél 30-60 nappal lecsökkenhet. Ezzel megnő az üsző hasznos élettartama, ugyanakkor csökken a termelés összköltsége. Az első laktációs termelés várhatóan jelentősen magasabb lesz. A LifeStart program szerint nevelt borjak esetében a borjú életének első 60 napjában napi 1 grammal magasabb testtömeg gyarapodás az első laktáció során akár 4 literrel magasabb tejhozamot eredményezhet!

Az első 60 nap meghatározza az életteljesítményt

A teljesítmény növekedés alapja a LifeStart program hatékonysága: a tudományosan igazolt metabolikus programozás. A tápanyagfelvétel növelése a borjú életének első 60 napjában optimalizálja az életteljesítmény lehetőségeit. A növekedési folyamat bizonyos mechanizmusai csak abban az esetben aktiválódnak, ha a borjú összes tápanyag igénye megfelelően ki van elégítve. A korlátozottan takarmányozott borjaknál ezek a növekedési mechanizmusok el vannak nyomva.

Más szavakkal kifejezve, az első hetekben a kompromisszumok nélküli takarmányozás a borjú egész életére előnyösen hat.

A LifeStart program csak kiemelkedő minőségű tejpótlókkal valósítható meg. A Sprayfo termékcsalád Yellow és Excellent tejpótlói maximálisan támogatják a borjak töretlen fejlődését. A Trouw Nutrition LifeStart programját Magyarországon az Inter-Mix Kft. képviseli.