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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.74.2013.tde-23052013-150040
Documento
Autor
Nome completo
Adalfredo Rocha Lobo Junior
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Pirassununga, 2013
Orientador
Banca examinadora
Balieiro, Júlio Cesar de Carvalho (Presidente)
Coutinho, Luiz Lehmann
Fukumasu, Heidge
Pereira, Angélica Simone Cravo
Silva, Saulo da Luz e
Título em português
Melanina na pele e metabólitos da vitamina D3 no plasma associados com polimorfismos nos genes MC1R (loco Extension) e DBP influenciam maciez e cor de carne de bovinos Nelore sem efeito sobre cálcio plasmático e muscular
Palavras-chave em português
CAST
Força de cisalhamento
Proteólise miofibrilar
Qualidade de carne
Radiação ultravioleta
SNP
Resumo em português
Amaciamento natural devido proteólise miofibrilar pelas enzimas calpaínas (cálcio-dependentes) e descoloração devido oxidação do pigmento mioglobina podem ocorrer em carne maturada. Em bovinos, o tipo biológico Bos indicus apresenta maior atividade de calpastatina (CAST, inibidora das calpaínas) no músculo e concentração de melanina (modulador de vitamina D3) na pele do que Bos taurus. Maior concentração de melanina na pele reduz fotossíntese de vitamina D3 e, subsequentemente, poderia reduzir as concentrações de seus metabólitos 25-hidróxivitamina D3 (25-D) e 1,25-di-hidróxi-vitamina D3 (1,25-D; modulador de cálcio) no plasma de Bos indicus. Nos casos de maiores concentrações de 1,25-D plasmático, uma melhor absorção de cálcio da dieta com aumento de suas concentrações no plasma e músculo poderia resultar em atividade melhorada das calpaínas. Além disso, maiores concentrações de 1,25-D plasmático poderiam colaborar para minimizar oxidação de carne devido sua propriedade antioxidante. Então, além da maior atividade de CAST no músculo, os Bos indicus poderiam ter mais duas desvantagens para produzir carne mais macia e menos oxidada: concentrações maiores de melanina na pele e menores de 1,25-D no plasma. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar as relações entre as concentrações de melanina total (MELT) e suas frações [faeumelanina (FAE) e eumelanina (EUM)] na pele, metabólitos da vitamina D3 (25-D e 1,25-D) no plasma, cálcio plasmático e muscular e maciez [Índice de Fragmentação Miofibrilar (MFI) e força de cisalhamento (FC)] e cor (valores de L*, a* e b*) em carne maturada (1, 7 e 14 dias) e suas associações com polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs) nos genes candidatos receptor da melanocortina-1 [MC1R; rs109688013 (C/T) e rs110710422 (G/-)], proteína ligante à vitamina D3 [DBP; rs136359868 (T/C) e rs135330728 (T/C)] e CAST [rs109384915 (T/C)]. Bovinos Nelore (n=86), abatidos com 516 ± 39 kg aos 24 ± 1 meses, foram usados para determinação dos genótipos e mensuração das características. Na pele, a fração EUM foi positivamente correlacionada com MELT, mais do que a fração FAE. As frações de melanina na pele foram correlacionadas negativamente. A fração FAE foi correlacionada negativamente com 1,25-D plasmático, mas não foi correlacionada com 25-D plasmático. Melanina e suas frações na pele e metabólitos da vitamina D3 no plasma não foram correlacionadas com cálcio plasmático e muscular. Todavia, cálcio no plasma e músculo foram correlacionados positivamente com MFI e valores de L* e b* e negativamente com FC e valores de a*. A EUM e MELT na pele foram correlacionadas negativamente com FC e valores de a* e b* e positivamente com valores de L*, enquanto que 25-D no plasma foi correlacionada positivamente com MFI e valores de a* e b* e negativamente com valores de L*. A FAE foi correlacionada positivamente com MFI e negativamente com os valores de L*, a* e b*. No gene MC1R, o alelo T do SNP rs109688013 apresentou-se fixado (100%) na população, enquanto que o alelo G e sua deleção (-) do SNP rs110710422 tiveram frequência de 97,7 e 2,3%, respectivamente. SNPs do gene MC1R resultaram nos genótipos do loco Extension (E/E = T/T + G/G e E/e = T/T + G/-), que foi associado com 1,25-D plasmático e valores de b* no dia 1. No gene DBP, o alelo C do SNP rs136359868 foi menos frequente (3,5%) do que o alelo T, enquanto que os alelos C e T do SNP rs135330728 tiveram uma frequência de 73,8 e 26,2%, respectivamente. SNPs do gene DBP foram associados com MELT na pele e valores de L* e a* em diferentes dias. No gene CAST, os alelos C e T do SNP rs109384915 tiveram a mesma frequência. O SNP rs109384915 foi associado com MFI ao dia 7 e a substituição do alelo T por C reduziu os valores de MFI e a* no dia 7 e os valores de b* no dia 1. Ao final, maiores concentrações de FAE na pele e 25-D no plasma melhoraram proteólise miofibrilar e cor de carne, enquanto as maiores concentrações de EUM e MELT na pele resultaram em uma carne mais macia com uma pior cor. Associações do loco Extension e dos SNPs no gene DBP com cor de carne parecem consequência das diferenças em 1,25-D no plasma e melanina na pele. SNP do CAST associou-se com proteólise miofibrilar e cor de carne maturada, mas não com FC.
Título em inglês
Skin melanin and plasma vitamin D3 metabolites associated with polymorphisms in the MC1R (Extension locus) and DBP genes influence meat tenderness and color of the Nellore cattle without effect on plasma and muscle calcium
Palavras-chave em inglês
CAST
Meat quality
Myofibrillar proteolysis
Shear force
SNP
Ultraviolet radiation
Resumo em inglês
Natural tenderization by myofibrillar proteolysis through the calpains enzymes (calcium-dependent) and discoloration by oxidation of myoglobin pigment may occur in aged meat. In cattle, the Bos indicus biological type has higher calpastatin activity (CAST, inhibitor of calpains) in muscle and melanin concentration (modulator of vitam in D3) in skin than Bos taurus. Higher melanin concentration in skin reduces photosynthesis of vitamin D3 and, subsequently, could reduce the concentrations of its metabolites 25-hydroxy-vitamin D3 (25-D) and 1,25-di-hydroxy-vitamin D3 (1,25-D; modulator of calcium) in plasma from Bos indicus cattle. In cases of higher plasma 1,25-D concentrations, an improved absorption of calcium from the diet followed by increased plasma calcium concentrations could result in enhanced activity of calpains. Furthermore, higher plasma 1,25-D concentrations could collaborate to minimize meat oxidation due to its antioxidant propriety. Then, in addition to higher CAST activity in muscle, the Bos indicus cattle could have two more disadvantages to produce tender and less oxidized meat: higher melanin concentrations in skin and lower 1,25-D concentrations in plasma. Hence, the objective of this work was to study the relationships between the concentrations of total melanin (MELT) and its fractions [pheomelanin (PHEO) and eumelanin (EUM)] in skin, vitamin D3 metabolites (25-D and 1,25-D) in plasma, plasma and muscle calcium, and tenderness [Myofibrillar Fragmentation Index (MFI) and shear force (SF)] and color (L*, a*, and b* values) in aged meat (1, 7, and 14 days) and their associations with single nucleotide polymorphisms (SNPs) in candidate genes as melanocortin-1 receptor [MC1R; rs109688013 (C/T) and rs110710422 (G/-)], vitamin D3-binding protein [DBP; rs136359868 (T/C) and rs135330728 (T/C)], and CAST [rs109384915 (T/C)]. Nellore cattle (n=86), slaughtered with 516 ± 39 kg at 24 ± 1 months, were used for genotyping and traits measurements. In skin, the EUM fraction was positively correlated with MELT than the PHEO fraction. The melanin fractions in skin were negatively correla ted. The PHEO fraction was negatively correlated with plasma 1,25-D, but not with plasma 25-D. Melanin and its fractions in skin and vitamin D3 metabolites in plasma were not correlated with plasma and muscle calcium. Nevertheless, plasma and muscle calcium were positively correlated with MFI, and L* and b* values and negatively correlated with SF and a* values. The EUM and MELT in skin were negatively correlated with SF, and a* and b* values and positively correlated with L* values, while 25-D in plasma was positively correlated with MFI, and a* and b* values and negatively correlated with L* values. The PHEO was positively correlated with MFI and negatively correlated with L*, a*, and b* values. In MC1R gene, the rs109688013 SNP allele T was fixed (100%) in the population, while the rs110710422 SNP allele G and its deletion (-) had a frequency of 97.7 and 2.3%, respectively. MC1R SNPs resulted in genotypes of the Extension locus (E/E = T/T + G/G and E/e = T/T + G/-), which was associated with plasma 1,25-D and b* values at the day 1. In DBP gene, the rs136359868 SNP allele C was less frequent (3.5%) than allele T, while rs135330728 SNP alleles C and T had a frequency of 73.8 and 26.2%, respectively. DBP SNPs were associated with MELT in skin, and L* and a* values at different days. In CAST gene, the rs109384915 SNP alleles C and T had a similar frequency. The rs109384915 SNP was associated with MFI at the day 7 and the substitution from allele T to C reduced the MFI and a* values at the day 7 and the b* values at the day 1. At last, higher skin PHEO and plasma 25-D concentrations improved the myofibrillar proteolysis and meat color, while higher skin EUM and MELT concentrations resulted in a meat with improved tenderness and worsened color. Associations of the Extension locus and polymorphisms in DBP gene with the meat color seem to be a consequence of the differences in plasma 1,25-D and skin melanin. CAST SNP is associated with myofibrillar proteolysis and meat color, but not with SF.
 
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Data de Publicação
2013-05-27
 
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