Projekti / Programi
Imunokastracija kot metoda deprivacije androgenov in njeni učinki na fiziološki odziv v zgodnji in pozni fazi spolnega razvoja prašičev
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.02.00 |
Biotehnika |
Živalska produkcija in predelava |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B400 |
Biomedicinske vede |
Zootehnika, živinoreja, vzreja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 4.02 |
Kmetijske vede in veterina |
Znanost o živalih in mlekarstvu |
imunokastracija, androgena deprivacija, reprodukcijski organi, fiziološke spremembe, prašiči
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
33232 |
dr. Nina Batorek Lukač |
Živalska produkcija in predelava |
Vodja |
2018 - 2021 |
0 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0401 |
Kmetijski inštitut Slovenije |
Ljubljana |
5055431 |
14 |
Povzetek
Zaradi vprašanj povezanih z dobrobitjo živali, se prašičereja se v Evropski uniji (EU) sooča z izzivom ukinitve kirurške kastracije pujskov brez uporabe protibolečinske terapije v letu 2018. Trenutno sta najbolj obetavni alternativi reja merjascev, ki je že mnoga leta standardna praksa v nekaterih evropskih državah in reja prašičev vakciniranih proti gonadotropin-sproščujočemu hormonu (GnRH). Pri slednji gre za relativno nov pristop, saj je ta metoda deprivacije androgenov, imenovana tudi imunokastracija, v EU na voljo šele od leta 2009. Imunokastracija se zdi zelo zanimiva za razmere, ki zahtevajo rejo prašičev do višje starosti in telesne teže. Kljub vsemu se imunokastracija redko uporablja pri prašičih, ki presegajo standardno klavno maso, zato je večina razpoložljivih študij o imunokastraciji izvedena s standardnim protokolom cepljenja, ki vodi do učinkovite imunizacije pred začetkom pubertete. Tako obstaja velika vrzel znanja na področju fiziološkega odziva in posledic za kakovost mesa pri kategoriji starejših prašičev, namenjenih visokokakovostnim mesnim izdelkom, lahko pa se uporablja tudi za merjasce, ki so ostali nekastrirani iz drugih razlogov. Zato je poglavitni cilj predlaganega projekta pridobiti znanje o fizioloških učinkih deprivacije androgenov v zgodnji ali pozni stopnji spolnega razvoja (pri mladih in odraslih merjascih). Domneva se, da se fiziološki učinki androgene deprivacije razlikujejo, glede na to ali je izvedena v zgodnji ali pozni fazi spolnega razvoja, mehanizme, ki stojijo za tem pa bomo poskušali razložiti s predlaganim projektom. Preučevali bomo učinek na reprodukcijske organe, histološko in imuno-histokemijsko strukturo testikularnega tkiva, ekspresijo GnRH2 in njegovih receptorjev v modih, koncentracijo steroidnih in metabolnih hormonov ter telesno sestavo, s poudarkom na zamaščenosti. Prav tako bomo poskušali dobiti odgovor na vprašanje ali je potrebna tretja vakcinacija kadar je razmik med V2 in zakolom zelo dolg. Predvidevamo, da je GnRH2 (t.j. porast intratestikulatnega izražanja GnRH2) odgovoren za povrnitev reprodukcijske funkcije pri imunokastriranih merjascih, ki so jo opazili v nekaterih študijah. Različni uporabljeni protokoli vakcinacije, zlasti različen čas med učinkovito imunizacijo in zakolom, bodo prav tako podali odgovore glede časa potrebnega za razgradnjo in resorpcijo substanc vonja po merjascu in vplivi na nalaganjem maščobnega tkiva v različne depoje. Razen tega bomo iskali povezave med ključnimi spojinami vonja po merjascu, koncentracijami steroidnih hormonov, debelino hrbtne slanine, maščobno kislinsko sestavo ter oksidativno stabilnostjo maščob in mišičnine, saj predvidevamo, da so večkrat nasičene maščobne kisline v pozitivni povezavi z količino androstenona in da tudi kratkoverižne maščobne kisline lahko doprinesejo k intenzifikaciji spolnega vonja.
Pomen za razvoj znanosti
Reja merjascev prinaša številne koristi v primerjavi z drugimi alternativami kirurški kastraciji brez anastezije. Vendar zaradi visokega tveganja za nalaganje spolnega vonja v mesu vzreja merjascev ni primerna za reje, ki pitajo do višje starosti in teže (potrebne za visokokakovostne mesne izdelke). Podobno problem spolnega vonja omejuje uporabo merjascev izločenih iz testa na osemenjevalnih centrih ter uporabo odsluženih merjascev za konzum svežega mesa, kar je pomembna gospodarska izguba. Poleg tega je kirurška kastracija teh živali, čeprav izvedena pod anestezijo in analgezijo, vprašljiva tudi iz stališča dobrega počutja živali. V teh primerih bi bila imunokastracija, metoda, ki uporablja naravni imunski sistem prašičev za doseganje učinka kastracije, dobra alternativa klasični kirurški kastraciji. Čeprav je vakcina že nekaj časa registrirana v EU in se je izkazala za učinkovito za preprečevanje nalaganja substanc spolnega vonja v maščobnem tkivu pri prašičih namenjenih za trg svežega mesa, je njena uporaba v alternativnih sistemi reje prašičev slabo raziskana, kljub temu, da bi bila zelo koristna. V primeru prepovedi kirurške kastracije, se zdi da je imunokastracija trenutno edina rešitev za reje težkih prašičev tj. situacije z dolgotrajnim pitanjem prašičev. Zato je glavni cilj predlaganega projekta izboljšati razumevanje osnovnih fizioloških procesov, ki stojijo za androgeno deprivacijsko terapijo pri mladih in odraslih merjascih z uporabo različnih protokolov imunokastracije (s poudarkom na situacijah v rejah s starejšimi in težjimi prašiči). Čeprav je bila imunokastracija in njeni vplivi na proizvodnjo svinjine v zadnjem času predmet številnih študij, je izvirnost predlaganih raziskav v uporabi te metode v pozni fazi spolnega razvoja, za katero so informacije skope. Preučili bomo učinek na reprodukcijske organe, histološko in imuno-histokemijsko strukturo testikularnega tkiva, ekspresijo GnRH2 in njegovih receptorjev v modih, koncentracijo steroidnih in metabolnih hormonov ter telesno sestavo, s poudarkom na zamaščenosti. Razen tega bomo iskali povezave med ključnimi spojinami vonja po merjascu, koncentracijami steroidnih hormonov, debelino hrbtne slanine, maščobno kislinsko sestavo ter oksidativno stabilnostjo maščob in mišičnine. Še zlasti študija o izražanju GnRH2 in njegovih receptorjev v modih v povezavi z različnim časom imunizacije predstavlja novo raziskovalno smer, ki ni zanimiva samo za proizvodnjo svinjine, temveč tudi za humano medicino, saj imajo prašiči za razliko od ljudi in nekaterih drugih sesalcev (npr. šimpanza, drobnice in goveda) funkcijski receptor GnRH tipa II. Tako bo razen pomembnosti predlaganih študij za prašičerejski sektor lahko temeljna raziskava fizioloških posledic imunokastracije pomembno prispevala tudi k znanju potrebnem za preprečevanje nezaželenih stranskih učinkov androgene deprivacije pri zdravljenju raka prostate pri moških.
Pomen za razvoj Slovenije
Raising boars brings many benefits compared to other alternatives to surgical castration without pain relive. However, due to the high risk of sexual odour (boar taint), rearing of boars for pork is not an option in the case of fattening to higher slaughter age and weight (required for high quality meat products). Similarly, the problem of boar taint limits the use of boars after the performance test or finished AI service by the meat industry, which is an important economic loss. Moreover, it represents also animal welfare issue if these boars are physically castrated at this age, despite being under anaesthesia and analgesia. In these cases, an androgen deprivation method that uses natural immune system of pig for achievement of castration-like effect, also called immunocastration, would be an alternative to classical surgical castration which has been criticised in recent years from the animal welfare point of view. Although the vaccine has been registered in EU for some time now and proven efficient to avoid boar taint in pigs intended for fresh meat market, its use in alternative pig production systems/situations has rarely been investigated, but would be of high economical relevance if applied. It seems practically the only solution (at present) for heavy pig production (i.e. situations with prolonged fattening of pigs) in the case of a ban on physical castration. Thus the main objective of the proposed project is to better understand the underlying mechanisms and physiological effects of androgen deprivation in maturing and adult boars, using different immunocastration protocols (i.e. emphasis on pork production situations with older and heavier pigs). Although the immunocastration and its impacts for pork production has lately been subject of many studies, the originality of the proposed research is in its usage in advanced stage of sexual development for which the information is scarce. Effects on reproductive function, histological and immuno-histochemical structure of testicular tissue, expression of GnRH2 and its receptors in testes, level of steroid and metabolic hormones and body composition, with emphasis on fat deposition will be studied. Additionally, relationship between key boar taint compounds, concentrations of steroid hormones, backfat thickness, fatty acid composition and oxidative stability of fat and meat tissue will be investigated. In particular, the study on the expression of GnRH2 and its receptors in testes as related to different timing of immunocastration represents a novel research direction not only interesting for pork production but also for reproductive medicine as unlike man and some other mammals (e.g. chimp, sheep and bovine) swine has functional type II GnRH receptor. So besides the relevance of the proposed studies for the benefits of pig production sector, the basic research of the physiological consequences of immunocastration may importantly contribute to the body of knowledge needed in the treatment of prostate cancer with androgen deprivation therapy in men.
