CADEIA PESADA DA MIOSINA NO CRESCIMENTO E A MACIEZ DA CARNE DE BOVINOS NELORE MYOSIN HEAVY CHAIN ISOFORMS IN GROWTH AND MEAT TENDERNESS OF NELORE CATTLE Cruz Elena Enriquez-Valencia (1) Jessica Moraes Malheiros (1) Ivan José Vechetti-Junior (2) Maeli Dal-Pai-Silva (2) Luis Artur Loyola Chardulo (3) Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a influência das isoformas da cadeia pesada da miosina (MyHC) sobre o crescimento e a maciez da carne de bovinos da raça Nelore. Foi utilizada uma população de noventa animais Nelore, terminados em confinamento. A partir dos 90 animais, 24 indivíduos com características contrastantes de crescimento e maciez da carne foram selecionados e divididos em quatro grupos experimentais. Os quatro grupos contrastantes corresponderam a animais pequenos com carne macia (PM), animais pequenos com carne dura (PD), animais grandes com carne macia (GM) e animais grandes com carne dura (GD). A caracterização e quantificação das isoformas da MyHC (MyHC-I, MyHC-IIa e MyHC-IIx/d) foi realizada usando eletroforese SDS-PAGE 7-10 %. A MyHC-IIa apresentou as maiores proporções em relação à MyHC-I e MyHC-IIx. As três isoformas (MyHC-I, IIa e IIx), não mostraram interação significativa entre crescimento e maciez da carne. As isoformas também não mostraram efeito sobre o crescimento. A MyHC-I e a MyHC-IIa mostraram efeito significativo (p<0,05) sobre a maciez da carne. As proporções da MyHC-I foram maiores (p<0,05) no grupo GD (17,37 ± 4,99) enquanto que as proporções da MyHC-IIa foram significativamente maiores (p<0,05) no grupo GM (75,30 ± 4,50). A MyHC-IIx não mostrou efeito significativo sobre a maciez (p>0,05). Os resultados deste trabalho mostraram o potencial da MyHC-IIa como possível biomarcador para seleção e melhoramento da qualidade da carne de bovinos da raça Nelore. Palavras-chave: Biomarcador. Eletroforese. Força de cisalhamento. Peso final. 1 Doutorando(a) do programa de Pós Graduação em Genética e Melhoramento Animal na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias - UNESP - Jaboticabal SP; 2 Instituto de Biociências IB/UNESP Botucatu SP; 3 Departamento de Melhoramento e Nutrição Animal na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - UNESP - Botucatu - SP. E-mail contato: ceenriquezv@unal.edu.co
Abstract The aim of this study was to evaluate the influence of myosin heavy chain isoforms (MyHC) on growth and meat tenderness of Nelore cattle. A population of ninety feedlot-finished Nellore animals were used. From the ninety animals, 24 individuals with contrasting characteristics of growth and meat tenderness were selected and divided into four groups. The four contrasting groups corresponded to: small animals with tender meat (ST), small animals with tough meat (STH), large animals with tender meat (LT) and large animals with tough meat (LTH). The characterization and quantification of the MyHC isoforms (MyHC-I, MyHC-IIa and MyHC-IIx/d) was performed using SDS-PAGE 7-10%. The MyHC-IIa showed higher proportions than MHC-I and MyHC-IIx. The three isoforms (MyHC-I, IIa e IIx) did not show significant interaction between growth and tenderness meat. The isoforms also did not show effect on growth. The MyHC-I and MyHC-IIa showed significant effect (p<0,05) on tenderness meat. The MyHC-I proportions were highest (p<0,05) in the LTH group (17,37 ± 4,99) while the MyHC-IIa proportions were highest (p<0,05) in the LT group (75,30 ± 4,50). The MyHC-IIx did not show significant effect (p>0.05) on tenderness meat. The results of this study showed the potential of MyHC-IIa as a possible biomarker for selection and breeding of meat quality of Nelore cattle. Keywords: Biomarker. Electrophoresis. Shear force. Final weight. 1. Introdução O tipo de fibra muscular é uma característica importante do músculo que influência características de produção dos bovinos de corte como crescimento e qualidade da carne. A cadeia pesada da miosina (MyHC) é a proteína mais abundante do músculo e portanto, normalmente usada para o reconhecimento molecular dos tipos de fibra muscular. Nos últimos anos, o foco de muita pesquisa na qualidade da carne voltou-se para análises de genômica e proteômica. A estratégia tem consistido em comparar grupos extremos de maciez (macio e duro) por proteômica ou trascriptoma. Nestes estudos, isoformas da MyHC (ex: MyHC-IIx) foram propostas como biomarcadores de maciez da carne em bovinos de raças Bos taurus (revisado por PICARD et al., 2015). No entanto, as proteínas biomarcadores da maciez dependem da raça bovina e das propriedades contrateis e metabólicas específicas de cada músculo. Consequentemente, precisam ser avaliados em diferentes músculos e diferentes raças (PICARD et al., 2014). Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência da (MyHC) sobre o crescimento e a maciez da carne de bovinos da raça Nelore (Bos indicus), visando o potencial de aplicação dessa proteína na seleção de animais para o melhoramento genético da raça Nelore.
2. Material e Métodos Foi utilizada uma população de 90 animais contemporâneos, machos inteiros da raça Nelore provenientes de uma única fazenda de sistema de pastejo contínuo (peso médio 390 ± 37 kg, idade media 24 meses) e terminados em confinamento por um período de 95 dias. Os animais foram abatidos com peso vivo e idade médias de 550 kg e 27 meses, respectivamente. Foram colhidas amostras do músculo Longissimus thoracis (LT) de aproximadamente 2,54 cm de espessura entre a 12ª e 13ª costelas da meia-carcaça esquerda de cada animal para a realização de FC. Foram selecionados 24 indivíduos divididos em quatro grupos experimentais contrastantes (6 animais/grupo). Cada grupo foi obtido pela combinação de dois fatores (maciez, medida pela FC e crescimento medido, pelo PF). Segundo a maciez, foram selecionados animais de carne macia (M) e animais de carne dura (D). Segundo o crescimento, foram selecionados animais pequenos (P) e animais grandes (G). As características de maciez e crescimento de cada grupo apresentam-se resumidas na Tabela 1. Os quatro grupos contrastantes foram então classificados: Pequeno com carne macia (PM), pequeno com carne dura (PD), grande com carne macia (GM) e grande com carne dura (GD). TABELA - 1 Médias e desvio padrão do peso final ao abate (PF), e força de cisalhamento (FC) dos grupos experimentais Característica PM PD GM GD PF (kg) FC (kg/cm 2 ) 493,50 ± 42,94 3,76 ± 0,79 515,66 ± 12,86 8,06 ± 1,29 604,33 ± 48,80 3,99 ± 0,26 605,33 ± 41,00 7,83 ± 0,82 PM: Grupo de animais pequenos com carne macia; PD: Grupo de animais pequenos com carne dura; GM: Grupo de animais grandes com carne macia; GD: Grupo de animais grandes com carne dura As análises de caracterização e quantificação das isoformas da MyHC (MyHC-I, MyHC-IIa, MyHC-IIx/d) de cada grupo experimental foi realizada usando eletroforese SDS- PAGE 7-10 %. A corrida foi realizada a 70 V, 28 ma e 4 ºC por uma hora e a 180 V, 12 ma e 4 ºC, durante 29 horas. Para a análise de dados foi utilizado o procedimento do Modelo Linear Geral (GLM) do programa SAS v.9.1 (SAS, 2004). O modelo incluiu além do efeito de maciez da carne e o efeito de crescimento do animal, a interação maciez e crescimento
Porcentagem relativa XII CURSO DE INVERNO DE GENÉTICA FCAV/UNESP como segue: Yijk = µ + Ti + Cj + T*C + eijk, onde Yijk = característica de interesse, µ = média geral, Ti = efeito da maciez da carne, Cj = efeito do crescimento animal, T*Cij= Efeito da interação maciez da carne e crescimento e eijk = erro aleatório. Considerou-se como nível de significância estatística o valor de 5%. 3. Resultados e Discussão Em todos os grupos, a MyHC-IIa (fibras oxidativas-glicolíticas) apresentou as maiores proporções em relação á MyHC-I (fibras oxidativas) e MyHC-IIx (fibras glicolíticas) (Figura 1). De Oliveira et al. (2011) mostraram maiores proporções de fibras intermediarias (MyHC- IIa) e menores proporções de fibras oxidativas (MyHC-I) na raça Nelore em relação a animais Bos taurus x Bos indicus (Simental x Nelore e Angus x Nelore). Neste sentido, estes achados sugerem que o músculo LT da raça Nelore se caracteriza por apresentar um metabolismo intermediário (oxidativo-glicolítico). Figura 1 - Porcentagem relativa das isoformas da cadeia pesada da miosina (MyHC) do músculo longissimus thoracis de grupos de animais Nelore com diferentes características de crescimento e maciez. GM = grupo de animais grandes e carne macia; GD= grupo de animais grandes com carne dura; PM = Grupo de animais pequenos e carne macia; PD = grupo de animais pequenos e carne dura. Diferentes letras minúsculas diferem entre grupos. P<0,05. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 A AB AB B A A AB B MyHC-I MyHC-IIa MyHC-IIx GM GD PD PM As três isoformas caracterizadas (MyHC-I, IIa e IIx), não mostraram interação significativa (p = 0,2308) entre tamanho e maciez da carne. As proporções das isoformas da MyHC também não mostraram efeito significativo (p>0,05) sobre o crescimento dos animais Nelore. Em relação à maciez da carne, as isoformas MyHC-I e a MyHC-IIa mostraram efeito significativo (p<0,05). As proporções da MyHC-I foram significativamente maiores (p<0,05)
no grupo GD (17,37 ± 4,99) em relação ao grupo GM (7,55 ± 2,79), pelo contrário, as proporções da MyHC-IIa foram significativamente maiores (p<0,05) no grupo GM (75,30 ± 4,50) em relação ao grupo GD (63,44 ± 6,83) (Figura 1). No caso dos grupos PM e PD, não foi averiguada diferença estadística significativa (p>0,05) em ambas isoformas MyHC-I e MyHC-IIa, no entanto, o grupo PM manteve a tendência de menores proporções de MyHC-I (10,69 ± 2,88 %) e maiores de MyHC-IIa (72,24 ± 2,88 %) em relação ao grupo PD (15,66 ± 6,27; 67,45 ± 10,66 % para MyHC-I e a MyHC-IIa, respectivamente) (Figura 1). Deste modo, a MyHC-I mostrou efeito negativo e a MyHC-IIa efeito positivo sobre a maciez do músculo LT da raça Nelore. Estes resultados estão de acordo como o trabalho de Malheiros, (2014) que observou uma associação positiva da MyHC-IIa e negativa da MyHC-I com a maciez da carne de bovinos Nelore. A isoforma MyHC-IIx não mostrou efeito significativo sobre a maciez (p>0.05), portanto não foram observadas diferenças significativas entre os quatro grupos experimentais (Figura 1). A não existência de uma relação entre a MyHC-IIx e a maciez da carne na raça Nelore é desconhecida. No entanto, pode ser explicada devido a associação entre a MyHC-IIx e a maciez ser específica ao tipo de contração muscular (GUILLEMIN et al., 2011). 4. Conclusão Os resultados deste trabalho mostraram o potencial da MyHC-IIa como possível biomarcador na seleção para o melhoramento da carne de bovinos da raça Nelore. Referências DE OLIVEIRA, I. M. et al. Beef quality traits of Nellore, F1 Simmental Nellore and F1 Angus Nellore steers fed at the maintenance level or ad libitum with two concentrate levels in the diet. Revista Brasileira de Zootecnia, v. 40, n. 12, p. 2894 2902, 2011. GUILLEMIN, N. et al. Functional analysis of beef tenderness. Journal of Proteomics, v. 75, n. 2, p. 352 365, 2011. MALHEIROS, J. M. Identificação e quantificação das proteínas miofibrilares, isoformas da cadeia pesada de miosina (MYHC) e o amaciamento da carne de bovinos nelore (Bos indicus ). 2014. 80 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento Animal), Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Jaboticabal, 2014. PICARD, B. et al. Inverse relationships between biomarkers and beef tenderness according to contractile and metabolic properties of the muscle. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 62, n. 40, p. 9808 9818, 2014. PICARD, B. et al. Recent advances in omic technologies for meat quality management. Meat Science, v. 109, p. 18-26, 2015.