عنوان پایان‌نامه
مطالعه اثرات اسیدهای چرب امگا-۶ و امگا-۳ بر شاخصهای مقاومت به انسولین و عملکرد گاوهای شیری در اوایل دوره شیردهی
- رشته تحصیلی
- تغذیه دام - تغذیه نشخوارکنندگان
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6470;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70110
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- مهدی اسلامی زاد
- استاد راهنما
- مهدی دهقان بنادکی, مهدی گنج خانلو
- چکیده
- این آزمایش به منظور تعیین اثر اسیدهای چرب امگا-3 از منبع گیاهی (لینولنیک اسید) و روغن ماهی (آیکوزاپنتانوئیک اسید) بر روی حساسیت بافت های بدن و به ویژه بافت آدیپوز به انسولین در گاوهای شیری هلشتاین در اوایل دوره شیردهی انجام شد. در آزمایش اول اثر این اسیدهای چرب در محیط آزمایشگاه و بر روی سلول های جدا شده و کشت داده شده از بافت چربی بررسی شد و پس از آن تیمارهای استفاده شده در مرحله آزمایشگاهی در جیره گاوهای غیر آبستن شیرده در اواخر دوره شیردهی و گاوهای شیرده در اوایل شیردهی گنجانده شده و اثرات آنها بر روی پاسخ بافت های بدن به انسولین، اثرات آنتی لیپولایتیک انسولین، متابولیت های خونی و عملکرد تولیدی بررسی شد. قبل از شروع مرحله آزمایشگاهی، اسیدهای چرب موجود در 7 منبع روغن مختلف با استفاده از واکنش صابونی سازی با هیدرواکسید پتاسیم خالص سازی شدند. اسیدهای چرب خالص شده مخلوطی از اسیدهای چرب اشباع و غیر اشباع بودند. این اسیدهای چرب به نحوی باهم ترکیب شدند که تیمارهای آزمایشی زیر را تشکیل دهند 1) اسیدهای چرب اشباع 50% + یک غیراشباع 50% (SM)؛ 2) اسیدهای چرب اشباع 25% + اسیدهای چرب یک غیراشباع 25% + اسیدهای چرب امگا-6 25% + اسیدهای چرب امگا-3 با طول زنجیر متوسط از منبع گیاهی (اسید لینولنیک) 25% (MCn-3) و 3) اسیدهای چرب اشباع 25% + اسیدهای چرب یک غیراشباع 25% + اسیدهای چرب امگا- 6 25% + اسیدهای چرب امگا-3 بلند زنجیر از منبع روغن ماهی (آیکوزاپنتانوئیک اسید) 25% (LCn-3). آدیپوسیتها به مدت 6 روز در محیط کشت در مجاورت این پروفیل های اسید چرب کشت داده شدند و در روزهای 2، 4 و 6 پاسخ این سلولها به انسولین با استفاده از مقدار گلیسرول آزاد شده به محیط کشت به عنوان شاخصی از لیپولیز اندازه گیری شد. نتایج این مرحله از آزمایش نشان داد که اولاً اسیدهای چرب اشباع و یک غیر اشباع توانست مقاومت به انسولین را در آدیپوسیت ها القا نماید. ثانیاً، اسیدهای چرب امگا-3 بلند زنجیر روغن ماهی باعث پیشگیری از توسعه مقاومت به انسولین شدند ولی اسیدهای چرب امگا-3 متوسط زنجیر این توانایی را از خود نشان ندادند. در مرحله دوم آزمایش همان تیمارهای مورد استفاده در مرحله کشت سلولی در جیره گاوهای غیر آبستن شیرده در اواخر دوره شیردهی گنجانده شد تا اثرات آنها بر روی نتایج تست تحمل گلوکز و تست انسولین بررسی شود. تیمارهای آزمایشی عبارت بودند از جیره هایی با پایه یکسان ولی دارای منابع روغن متفاوت که نماینده اسیدهای چرب مورد استفاده در محیط کشت بودند. منابع روغن عبارت بودند از: 1) پودر چربی پالم برای تامین اسیدهای چرب اشباع و یک غیر اشباع؛ 2) دانه بذرک آسیاب شده برای تامین اسیدهای چرب امگا-3 متوسط زنجیر؛ و 3) روغن ماهی کلسیمی شده برای تامین اسیدهای چرب امگا-3 بلند زنجیر. در این مرحله، از 3 راس گاو هلشتاین در یک طرح چرخشی با 3 دوره 21 روزه استفاده شد. 17 روز اول هر دوره به عنوان مرحله عادت دهی و 4 روز آخر به عنوان مرحله نمونه گیری در نظر گرفته شد. در انتهای هر دوره بعد از اعمال محدودیت خوراکی برای شبیه سازی شرایط دوره انتقال تست داخل وریدی تحمل گلوکز و تست چالش انسولین بر روی حیوانات انجام شد. نتایج این مرحله از آزمایش نشان داد که شاخص های حساسیت بافت ها به انسولین طی تست داخل وریدی تحمل گلوکز در حیوانات تغذیه شده با روغن ماهی و دانه بذرک بهتر از آنهایی بود که از روغن پالم تغذیه کرده بودند. هر چند که غلظت گلیسرول آزاد پلاسما طی چالش انسولین بین تیمارهای مختلف تفاوت معنی داری باهم نداشت و این نشان دهنده این است که منابع مختلف روغن اثرات آنتی لیپولایتیک انسولین را در بافت چربی تحت تاثیر قرار نمی دهند. در مرحله نهایی همان جیره های مورد استفاده در مرحله قبل برای تعیین اثر منابع مختلف چربی بر عملکرد تولیدی گاوهای شیرده در اوایل دوره شیردهی مورد استفاده قرار گرفتند. آزمایش در قالب طرح گردان 3×3 با 3 حیوان در هر تیمار و با 3 دوره 21 روزه انجام شد. 14 روز اول هر دوره به عنوان عادت دهی به جیره های آزمایشی و 7 روز آخر به عنوان مرحله نمونه گیری در نظر گرفته شد. رکورد شیر و تعیین خوراک مصرفی به مدت 5 روز متوالی انجام شد و نمونه شیر به مدت 3 روز متوالی گرفته شد. وزن بدن و امتیاز وضعیت بدنی در ابتدای طرح و در انتهای هر دوره بعد از شیردوشی ظهر و قبل از خوراکدهی تعیین شدند و نمونه های خون نیز همزمان با آنها گرفته شد. قابلیت هضم مواد مغذی نیز با استفاده از روش مارکر داخلی و خاکستر نامحلول در شوینده اسیدی تعیین شد. نتایج نشان داد که هیچ کدام از فراسنجه های تولیدی از جمله تولید شیر، ترکیبات شیر، مصرف ماده خشک، تغییرات وزن بدن و امتیاز وضعیت بدنی، قابلیت هضم مواد مغذی و همچنین متابولیت های خونی در گاوهای شیرده اوایل دوره شیردهی تحت تاثیر قرار نگرفته بود. به طور کلی نتایج حاکی از آن است که اسیدهای چرب امگا-3 از منبع روغن ماهی باعث بهبود پاسخ آدیپوسیتها به انسولین در محیط آزمایشگاه می شوند در حالیکه این اسیدهای چرب در شرایط عملی چنین توانایی را از خود بروز نمی دهند. علت این امر می تواند پایین تر بودن غلظت اسیدهای چرب و همچنین انسولین در خون در مقایسه با محیط کشت آدیپوسیت ها و همچنین تعدد عوامل کنترل کننده صفاتی که در شرایط عملی دانست.
- Abstract
- Due to intensive selection for higher milk production during past decades, modern dairy cows have become more resistant to insulin. Accompanied with DMI depression in peri-parturient dairy cow, insulin resistance may lead to a massive release of non-esterified fatty acids (NEFA) to the bloodstream which might act as a start point for the development of other diseases. It has been shown that unsaturated fatty acids have the potential to correct the insulin resistance induced by high fat and high fructose diets in monogastric animals. To test the ability of these fatty acids to modulate insulin sensitivity in ruminants, a four-phase experiment was designed. In the first phase, different fatty acid profiles were isolated and purified using KOH saponification from different oils sources available. These fatty acid profiles were combined in proportions to constitute experimental fatty acid profiles to be used in adipocyte cultures. The experimental profiles composed of 1) 50% saturated + 50% monounsaturated (SM), 2) 25% saturated +25% monounsaturated + 25% n-6 + 25% medium chain n-3 PUFA (MCn-3) and 3) 25% saturated + 25% monounsaturated + 25% n-6 + 25% long chain n-3 PUFA (LCn-3). In the second phase of the experiment, bovine dipocytes were cultured for 6 days in the presence of fatty acid profiles and on day 2, 4 and 6, an epinephrine challenge was applied (1 µM) to stimulate lipolysis. In the adjacent culture plates for each treatment, insulin was added along with epinephrine challenge in different concentrations (20, 40 and 80 nM) to test sensitivity of adipocytes to insulin. After insulin sensitivity test a sample was taken from culture media and analyzed for glycerol concentration as an index of lipolysis. In the third phase of the experminet, fatty acids tested in cell culture medium were included in the diet of non-lactating late pregnant dairy cow model in a 3×3 change-over design with 1 animal per each treatment and 21 d periods. The first 14 days of each period was considered as adaptation period to experimental diets and during the last 7 days intravenous glucose tolerance test (IVGTT) and insulin challenge (IC) was performed as peripheral tissue insulin sensitivity indices. Finally, the experimental diets were fed to early lactating dairy cows in a 3×3 change over design with 3 animals per each treatment with 21 d periods to test their effects on lactation performance and blood metabolite. Results indicated that saturated fatty acids effectively induced insulin resistance in adipocytes. Long chain polyunsaturated fatty acids from fish oil had a significant preventive effect on insulin resistance induced by saturated fatty acids so that increasing insulin concentration linearly increased the response of adipocytes to insulin in treatment LCn-3. Medium chain chain n-3 polyunsaturated fatty acids of plant origin did not show such effects on insulin sensitivity in adipocytes. Feeding n-3 fatty acids to non-lactating late pregnant dairy cow model improved peripheral tissue insulin sensitivity during IVGTT and IC. The concentration of glucose was significantly lower during IVGTT and IC in cow fed diets containing n-3 fatty acids from both fish oil or ground linseeds compared to cows fed the palm control diet. But there were no significant difference between n-3 fatty acid sources. During IC, free glycerol concentration was not affected by treatments indicating that different fatty acid sources had no significant effects on adipose tissue lipolysis. Milk and milk constituent yields, dry matter intake, body weight chain, BCS change and blood glucose and free glycerol were not affected when different fatty acid sources were fed to early lactating dairy cow. Overall, results ot the present experiment showed that n-3 fatty acids especially those of marine origin (fish oil) have the potential to modulate insulin resistance in dairy cow model but their practical effects on animal health and performance need further investigations
