Genetic and metabolic regulation of fatty acid deposition in autochthonous bovine breeds with distinct genetic background

Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias. Especialidade de Produção AnimalDuring the finishing phase, bovines deposit large amounts of subcutaneous and visceral fats resulting in production inefficiencies affecting, in particular, meat quality. Intramuscular fat composition of ruminant meats influences the quality of the final product, which explains the importance of assessing meat fatty acid profile using different breeds and feeding strategies. On the other hand, both genetic background and finishing system may alter fat deposition, indicating their influence on adipogenic and lipogenic factors. Nevertheless, the molecular mechanisms underlying fat deposition and fatty acid composition in beef cattle are not fully understood. The present study aimed to assess the effect of breed and diet on carcass composition, the cellularity of two fat depots (subcutaneous and mesenteric adipose tissues) and their implications on the fatty acid profile and the expression levels of adipogenic and lipogenic key factors and enzymes. Forty bulls from two genetically diverse Portuguese bovine breeds, Alentejana and Barrosã, were selected. The animals were fed isoenergetic and isonitrogenous diets, which were either low or high in silage percentage, until 18 months of age. Under these experimental conditions, it was shown that the genetic background is a major determinant of carcass composition and meat quality, and that the dietary differences studied had a limited effect on carcass composition. Data revealed that the subcutaneous adipose tissue has larger adipocytes than the mesenteric adipose tissue. Overall, the results showed that the fat depots’ fatty acid composition is mostly dependent on the genetic background. Dietary silage level impacted on muscle lipid metabolism to a greater extent than on that of subcutaneous adipose tissue, as evaluated by levels of gene expression of adipogenic and lipogenic factors. Moreover, hepatic desaturation and elongation of polyunsaturated fatty acids was shown to be influenced by diet composition, possibly through the expression of genes encoding for enzymes associated with desaturation/elongation pathways. In sum, these findings highlight the importance of taking into account the genetic background while devising feeding strategies to manipulate the fatty acid composition of beef cattle tissues.RESUMO - Regulação genética e metabólica da deposição de ácidos gordos em raças bovinas autóctones com fundo genético distinto - Durante a fase de acabamento, os bovinos depositam quantidades apreciáveis de gordura subcutânea e visceral, o que prejudica o desempenho produtivo e tem um impacto significativo na qualidade da carne. A composição da gordura intramuscular das carnes de ruminantes influencia a qualidade do produto final, o que explica aimportância de determinar o perfil em ácidos gordos da carne usando diferentes raças e estratégias alimentares. Por outro lado, os ácidos gordos provenientes da dieta, para além de serem biohidrogenados no rúmen, são metabolizados em vários tecidos envolvidos no metabolism lipídico, nomeadamente o tecido hepático. Deste modo, tanto o fundo genético como o sistema de acabamento podem alterar a deposição lipídica, sugerindo assim a sua influência sobre os factores adipogénicos e lipogénicos. O presente estudo visou determinar o efeito da raça e da dieta na composição da carcaça, na celularidade de dois depósitos de tecido adiposo (subcutâneo e mesentérico), bem como as suas implicações no perfil de ácidos gordos e nos níveis de expressão génica de fatores de transcrição e enzimas do metabolismo lipídico. Foram usados quarenta bovinos de duas raças bovinas Portuguesas, a Alentejana e a Barrosã. Os animais foram alimentados com dietas isoenergéticas e isoproteicas, com baixa ou elevada proporção de silagem, até aos 18 meses de idade. Os resultados aqui apresentados sugerem que a raça é o principal determinante da composição da carcaça e qualidade da carne. A localização do depósito de tecido adiposo determinou a area e número dos adipócitos, sendo que no tecido adiposo subcutâneo os adipócitos apresentavam uma área total superior à do tecido adiposo mesentérico. De um modo geral, os resultados demonstram que a composição em ácidos gordos dos depósitos adiposos depende maioritariamente da raça. No entanto, o nível de silagem da dieta teve maior influência no metabolismo lipídico do músculo que no do tecido adiposo subcutâneo, de acordo com os níveis de expressão de genes adipogénicos e lipogénicos. Verifica-se ainda que a dieta influencia a dessaturação e elongação dos ácidos gordos polinsaturados a nível hepático, possivelmente através da expressão de genes que codificam para enzimas associadas a vias de dessaturação/elongação. Estes aspectos salientam que a raça é um factor a ter em conta ao delinear estratégias nutricionais para manipular a partição de tecido adiposo e que têm por base a dieta