ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE

Transkript

1 ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů Katedra speciální zootechniky Charakteristika svalových vláken ve vztahu k jakostním abnormalitám masa a vybraným genetickým markerům. Disertační práce Doktorand: Ing. Hana Kratochvílová Školitel: Doc. Ing. Roman Stupka, CSc.

2 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem předkládanou disertační práci na téma Charakteristika svalových vláken ve vztahu k jakostním abnormalitám masa a vybraným genetickým markerům. vypracovala samostatně a použila jsem pramenů, které cituji a uvádím v seznamu použité literatury. V Praze dne.

3 Poděkování Děkuji svému školiteli doc. Ing. Romanu Stupkovi, CSc. za jeho odborné vedení po dobu mého studia. Děkuji také Ing. Jaroslavu Čítkovi, Ph.D. za pomoc při zpracování mé disertační práce.

4 Obsah 1. Úvod Literární přehled Kosterní (příčně pruhovaná) svalovina Svalová vlákna základní charakteristiky Faktory ovlivňující počet svalových vláken a velikost Vliv velikosti a počtu svalových vláken na zmasilost a kvalitu masa Typy svalových vláken Faktory ovlivňující zastoupení typů svalových vláken Vliv zastoupení svalových vláken na kvalitu masa Kandidátní a příčinné geny prasete Rodina genů MyoD Vliv genů rodiny MyoD Gen ryanodinového receptoru (RYR1) Vliv genu RYR Cíl práce Hypotéza Metodika Výsledky a diskuze Základní charakteristika souboru dat Vybrané faktory působící na histologické parametry svalových vláken Vliv kombinace křížení na charakteristiky svalových vláken Vliv pohlaví na charakteristiky svalových vláken Vliv jatečné partie na charakteristiky svalových vláken Závěr Vliv charakteristik svalových vláken na ukazatele jatečné hodnoty... 51

5 Vliv plochy a diametru svalových vláken na kvantitativní ukazatele jatečné hodnoty Vliv počtu a podílu jednotlivých typů svalových vláken na kvantitativní ukazatele jatečné hodnoty Vliv podílu svaloviny v JUT na vybrané charakteristiky svalových vláken Závěr Vliv charakteristik svalových vláken na kvalitativní ukazatele jatečné hodnoty Vliv plochy a diametru jednotlivých typů svalových vláken na kvalitativní ukazatele jatečné hodnoty Vliv počtu a podílu jednotlivých typů svalových vláken na kvalitativní ukazatele Závěr Vliv vybraných genů na histologické charakteristiky svalových vláken Vliv genu RYR Vliv genu MYOG Vliv genu MYOD1 na utváření svalových vláken Vliv genu MYF6 na utváření svalových vláken Závěr Konkrétní závěry pro další rozvoj vědy Seznam zkratek Seznam literatury... 96

6 1. Úvod V České republice se spotřeba vepřového masa v posledních letech výrazně nemění. Od roku 2003 do roku 2009 se pohybovala v rozmezí od 41,1 do 42,0 kg na osobu a rok, přičemž spotřeba vepřového masa je nejvyšší v porovnání s ostatními druhy mas. Po vepřovém mase následuje svojí spotřebou maso drůbeží, kde spotřeba v roce 2009 činila 24,8 kg na osobu a rok a na třetím místě následuje maso hovězí, jehož spotřeba v roce 2009 představovala 9,4 kg na osobu a rok. S cílem zefektivnit výrobu vepřového masa a zlepšit jeho kvalitu byl v chovu prasat zaveden hybridizační program. Cílem tohoto programu je efektivní produkce jatečných prasat, jejichž kvalita masa odpovídá požadavkům zpracovatelů masného průmyslu. Mezi základní prvky hybridizačního programu patří rozdělení plemen na otcovská a mateřská plemena, využívání tří a čtyř plemenného křížení pomocí trojstupňového (pyramidálního) rozdělení chovů prasat v ČR. Metodologický klasický postup ve šlechtění hospodářských zvířat vychází z naměřených fenotypových hodnot užitkových vlastností. Na základě neustále upřesňovaných biometrických metod je cílem odhad genetického rozdílu mezi jedinci určením plemenné hodnoty (Kuciel a Lahučký, 1996). Molekulární genetika nám v posledních letech umožnila identifikovat tzv. genetické markery, které mohou zlepšit odhad genetického potenciálu zvířat, a tím umožnit přesnější odhad plemenné hodnoty zvířete. Využití genetických markerů při odhadu genetické hodnoty zvířete a jejich následné využití v selekci vede k vyššímu selekčnímu zisku, ale také ke zkrácení generačního intervalu, díky tomu dochází k rychlejšímu šlechtitelskému pokroku, který vede k zefektivňování výroby vepřového masa. S určením genetických markerů je ale také důležité určit jejich skutečný vliv na produkci hospodářských zvířat. V případě chovu prasat, který je zaměřený na efektivní výrobu kvalitního masa, tedy stanovit jejich vliv na produkci a kvalitu masa. Tyto poznatky mohou vést k lepšímu využívání genetických markerů při selekci prasat. 6

7 2. Literární přehled Kosterní (příčně pruhovaná) svalovina Příčně pruhovaná svalovina se vyvinula tam, kde se mohla upnout na pevný skelet a vytvářet s ním pohybový aparát. Je tedy stavební částí kosterních svalů. Je ovládána somatickým nervstvem, má příčné pruhování, kontrahuje rychle, má krátkou dobu kontrakce a na kontrakci spotřebuje velké množství energie (Pipek, 1995). Základní stavební jednotkou příčně pruhované svaloviny je svalové vlákno, které lze charakterizovat jako soubuní válcovitého tvaru. Povrch svalového vlákna tvoří membrána soubuní sarkolema. Sarkolema má tři důležité funkce: elektrickou (přenos elektrického impulzu), permeabilní (přeprava iontů při podráždění) a mechanickou (ochrana před poškozením)(jelínek et al., 2003). Na rozdíl od hladké a srdeční svaloviny svalové vlákno příčně pruhované svaloviny obsahuje až několik set jader, která jsou uložena těsně pod sarkolematem. Cytoplasma svalového vlákna, sarkoplasma, obsahuje jednotlivé buněčné organely a inkluze (Pipek, 1995). Jednotlivá svalová vlákna jsou uspořádána do snopců. Nejmenší snopce, tzv. primární, jsou již makroskopicky viditelné a skládají se z svalových vláken, spojených navzájem jemným vazivem, zvaným endomysium. Primární snopce se dále sdružují ve snopce sekundární, u objemnějších svalů ještě ve snopce terciární, popř. snopce vyššího řádu. Prostory mezi snopci vyplňuje řídké vazivo, vnitřní perimysium, které na povrchu svalu zesiluje ve vnější perimysium epimysium (Marvan et al., 1998). Myofibrily ve svalovém vlákně jsou uloženy v sarkoplazmě a probíhají od jednoho konce svalového vlákna ke druhému. Každé svalové vlákno obsahuje myofibril. Myofibrily jsou složeny ze dvou druhů svalových filament, (myofilamenta). Rozlišujeme myofilamenta slabá (aktinová) a filamenta silná (myozinová). Slabá filamenta jsou tvořena bílkovinami aktinem, troponinem a tropomyozinem. Bílkovina myozin tvoří silná filamenta. Poměr slabých a silných filament v myofibrile je 3:1 (Jelínek, Koudela et al., 2003). Základní jednotkou myofibrily je sarkomer, úsek mezi dvěma liniemi ve světelném úseku. Sarkomer se dělí na pás A (anisotropní) a dvě poloviny I pásu (isotropní). Uprostřed isotropního úseku je membrána zvaná Z linie. Uprostřed pásu A je světlejší Hensenův disk (zóna H), uprostřed pak tmavší mesofragma (M linie). Anisotropní pás odpovídá délce 7

8 tlustých filament, v jeho tmavší části se tato filamenta překrývají s tenkými filamenty. H zóna je úsek, kde jsou pouze tlustá filamenta, úsek I je tvořen pouze tenkými filamenty. Linie Z a M představují příčné membrány, které zajišťují vzájemné uspořádání filament v příčném směru. Z technologického hlediska je příčně pruhovaná svalovina nejvýznamnější tkání, je masem v nejužším slova smyslu (Pipek, Pour, 1998) Svalová vlákna základní charakteristiky Funkční i morfologickou stavební jednotkou příčně pruhované svaloviny je svalové vlákno (Jelínek et al., 2003). Svalová tkáň je proto převážně určena počtem svalových vláken a jejich velikostí (Rehfeldt et al., 2000). Myogeneze (prenatální vývoj kosterní svaloviny) u prasat je, jako u mnoha jiných savčích druhů, dvoufázový proces s postupným vytvořením dvou generací svalových vláken. Primární generace se vytváří od 35 do 55 dne březosti prasnice a následující sekundární generace mezi 55 a dnem březosti prasnice (Lefaucheur et al., 1995). Primární vlákna se formují během počátečního stádia fůze myoblastů a tvoří kostru pro větší populaci menších sekundárních vláken (Wigmore, Evans, 2002). Sekundární vlákna jsou formována z fetálních myoblastů během druhé vlny diferenciace. Dalším typem myoblastů jsou takové myoblasty, které se neformují do vláken, ale zůstávají těsně u svalových vláken a jsou nazývány satelitními buňkami (Schultz, 1974). Tyto buňky mají tvar silně zploštělých vřeten. Umožňují regeneraci poškozených svalových vláken a při jejich úplném zániku se mohou množit a vydiferencovat v plnohodnotná svalová vlákna, a tak nahradit vzniklou ztrátu (Marvan et al., 1992). U většiny druhů hospodářských zvířat se na příčném řezu svalu jeví rozložení typů svalových vláken jako dvoubarevná mozaika. U dospělých prasat se vytváří jedinečné uspořádání svalových vláken, které tvoří centrální skupiny pomalých vláken obklopené větším počtem rychlých vláken (Beerman et al., 1978). Wigmore a Stickland (1983) ve své studii uvádí, že jedno z centrálních pomalých vláken v každém svazku se vyvíjelo jako primární vlákno. Z toho vyplívá, že počet svazků pomalých vláken udává počet primárních vláken vytvořených během myogeneze. 8

9 Hyperplazie, tedy násobení počtu svalových buněk savců, je z velké části dokončena během březosti a počet svalových vláken je tedy pevně stanoven v době narození, zatímco velikost svalových vláken ovlivňuje mnoho postnatálních faktorů (Te Pas et al., 2004). Během postnatálního růstu, je nárůst svalové hmoty způsoben zvětšením velikosti svalových vláken (hypertrofií). Tento proces je doprovázen proliferační aktivitou satelitních buněk, které jsou zdrojem nových jader včleněných do svalových vláken (Rehfeldt et al., 2000). Velikost vlákna je nejčastěji určována měřením průměru (diametru) svalového vlákna nebo měřením plochy příčného řezu na histologickém příčném řezu (Te Pas et al., 2004). Dwyer et al. (1993) uvádí, že počet svalových vláken je důležitý faktor ovlivňující postnatální růst. Z uvedené práce vyplývá, že prasata s vysokým počtem svalových vláken mají sklon k rychlejšímu a efektivnějšímu růstu než jejich sourozenci s nižším počtem svalových vláken. Dle Rehfeldt et al. (2000) je rychlost postnatálního růstu jednotlivých svalových vláken nižší tam kde je vyšší počet svalových vláken a vyšší tam kde je nižší počet svalových vláken. Tato skutečnost může být také odvozena z faktu, že počet svalových vláken je nepřímo korelován s tloušťkou svalového vlákna na konci období intenzivního růstu. Na druhou stranu jsou počet svalových vláken i tloušťka svalového vlákna pozitivně korelovány s plochou řezu svalového vlákna Faktory ovlivňující počet svalových vláken a velikost Všeobecně je myogeneze určena dostupností živin a je pod kontrolou hormonů a růstových faktorů ovlivňujících změny v metabolismu na úrovni transkripce a translace regulačně a strukturálně významných genů (Rehfeldt a Kuhn, 2006). Mezi faktory ovlivňující počet a velikost svalových vláken můžeme zařadit např. druh, plemeno, prenatální výživu a další. Vliv plemene Z odlišností ve velikosti a počtu svalových vláken u různých plemen prasat je zřejmý vliv selekce na růst (Te Pas et al., 2004). Miller et al. (1975) uvedl, že rychleji rostoucí prasata mají ve svalu m. longissimus dorsi o něco větší počet svalových vláken s menším diametrem než pomalu rostoucí prasata. Ke stejným výsledkům došli i Henckel et. al. (1997). 9

10 Stickland a Handel (1985) studovali složení svalu m. semitendinosus u plemene large white a u miniaturních prasat. Uvedli, že plemeno large white má v tomto svalu vetší celkový počet svalových vláken a počet primárních svalových vláken než miniaturní prasata. Stanovením počtu a velikosti svalových vláken mezi jednotlivými plemeny prasat se dále zabývali např. Bogucka a Kapelanski (2005). Ve své práci uvedli, že největší počet svalových vláken na ploše 1,089 mm 2 byl stanoven u plemen prasat polská landrase (259,93) a zlotniki spotted (258,33). Naopak nejmenší počet na uvedené ploše byl sledován u kříženců plemene pietrain x (polská large white x polská landrase)(193,17), kteří měli zároveň největší diametr svalových vláken. Bogucka et al. (2008) stanovovali počet svalových vláken na ploše o velikosti 2 mm 2 a průměrný diametr svalového vlákna u divokých prasat, plemene polská landrase, duroc a kříženců divokého prasete a plemene duroc. Nejvyšší počet svalových vláken měli divoká prasata (529,83), nižší hodnotu kříženci plemene duroc a divokého prasete (424,00), po nich následovalo plemeno duroc (305,17) a nejnižší počet svalových vláken mělo plemeno polská landrase (302,17). Největší průměrný diametr svalového vlákna naměřili u plemene duroc (47,40 µm), nejmenší diametr pak u divokého prasete (33,16 µm). Tomuto tématu se také věnovali Ryu et al. (2008), kteří do své studie zahrnuli následující plemena prasat a jejich křížence: berkshire, landrase, yorkshire a tříplemeného křížence těchto plemen. V této práci nebyly mezi plemeny zjištěny žádné statisticky významné rozdíly v počtu svalových vláken na mm 2 a ve velikosti plochy příčného řezu svalovým vláknem. Dle Rehfeldt et al. (2000) nejsou mezi moderními masnými typy plemen prasat zjištěny výrazné rozdíly v počtu a velikosti svalových vláken ve svalu m. longissimus. Vliv pohlaví Solomon et al. (1990) ve své práci uvádějí, že kanci mají větší plochu příčného řezu svalového vlákna než prasničky a vepři, přičemž vepři mají nejmenší plochu příčného řezu. Shodně s tímto zjištěním také Larzul et al. (1997) uvádí větší plochu příčného řezu svalového vlákna u prasniček oproti vepřům. U celkového počtu svalových vláken svalu m. longisiimus nezjistili mezi prasničkami a vepříky žádné statisticky významné rozdíly. V rozporu s výše 10

11 uvedenými autory Brocks et al. (1998) nezjistili žádné statisticky významné rozdíly ve velikosti plochy příčného řezu svalového vlákna mezi prasničkami a vepříky. Rehfeldt et al. (1999) uvádí, že v počtu svalových vláken ve svalu m. longissimus u prasat nebyly mezi pohlavími zjištěny žádné rozdíly. Vliv prenatální výživy Přiměřená výživa je nezbytná pro normální vývoj kosterní svaloviny. Jak již bylo uvedeno v této práci, vývoj svalového vlákna probíhá během prenatálního vývoje a může být ovlivněn vnějšími faktory, jako je např. výživa. Dle Te Pas et al.(2004) je podvýživa během prenatálního vývoje ve vztahu k nižšímu počtu svalových vláken. Podvýživou během embryonálního vývoje se zabývali např. Wigmore a Stickland (1983) a Handel a Stickland (1987). Uvedení autoři označují tzv. přirozenou podvýživu jako důvod variability v porodní váze, rychlosti růstu a počtu svalových vláken u selat. Dle Dwyer et al. (1993) je počet primárních svalových vláken určující pro variabilitu v počtu svalových vláken mezi vrhy, zatímco variabilita v počtu svalových vláken uvnitř vrhu je dána především variabilitou v poměru sekundárních vláken ku primárním vláknům, která je způsobena vnějšími vlivy. Toto tvrzení dokládá také to, že počet primárních vláken není ovlivňován vnějšími vlivy, zatímco počet sekundárních svalových vláken je ovlivňován mnoha faktory, zahrnujícími výživu (Wigmore a Stickland, 1983). Naopak vlivem zvýšené hladiny výživy během březosti na počet svalových vláken a plochu příčného řezu svalového vlákna se zabývali např. Dwyer et al. (1994) a Bee (2004). Dwyer et al. (1994) zaznamenali vyšší průměrný počet sekundárních svalových vláken ku primárním svalovým vláknům ve svalu m. semitendinosus u selat, jejichž matky byly v období březosti od 25. do 50. dne a od 25. do 80. dne krmeny dvojnásobnou krmnou dávkou oproti kontrolní skupině. Naopak u skupiny krmené zvýšenou krmnou dávkou v období od 50. do 80. dne březosti nezjistili žádný významnější nárůst v počtu sekundárních svalových vláken. Z tohoto vyplývá, že úroveň výživy těsně před začátkem tvorby sekundárních svalových vláken je důležitější než ve vlastním období tvorby těchto vláken. Bee (2004) nezjistil u selat, jejichž matky byly od 0 do 50 dne březosti krmeny třemi různými krmnými směsmi, které se lišili živinovou úrovní, žádné významné rozdíly ve velikosti 11

12 příčného řezu svalového vlákna ve svalech m. longissimus, m. rectus femoris, m. semitendinosus nezjistil. Vliv porodní hmotnosti Dwyer et al. (1993) nezjistili žádnou korelaci mezi porodní hmotností selat a počtem svalových vláken. V rozporu s tímto Gondret et al. (2005) zjistili, že selata s nižší porodní hmotností měla o 20 % méně svalových vláken ve svalu m. rhomboideus (P < 0,10) než selata s vyšší porodní hmotností. Rehfeldt a Kuhn (2006) uvádějí, že selata s nízkou porodní hmotností mají během embryonálního vývoje utvářeno významně méně svalových vláken (P < 0,05). Tato skutečnost, je podle autorů, hlavně způsobena nižším počtem sekundárních vláken (P < 0,08). Také lineární korelační koeficienty, které stanovili pro vztahy mezi porodní váhou selat a počtem svalových vláken ve svalech m. semitendinosus (r = 0,5) a m. psoas major (r = 0,7) indikují, že většina selat s nízkou porodní hmotností diferencuje během myogeneze nižší počet svalových vláken. Z tohoto důvodu uvádí, že počet svalových vláken významně ovlivňuje porodní hmotnost Rehfeldt (2005) ve své práci uvedla, že jatečná prasata s nízkou porodní hmotností měla ve svalech m. semitendinosus a m. longissimus svalová vlákna s větší plochou než jatečná prasata s vyšší porodní hmotností. Tuto skutečnost vysvětluje tím, že rychlejší růst svalových vláken u selat s nižší porodní hmotností vede k ranějšímu dosažení stagnace růstu svalových vláken oproti selatům s vyšší porodní hmotností. V souladu s tímto zjištěním i Dwyer et al. (1993) zjistili velikost příčné plochy řezu svalového vlákna větší o 14 % ve svalu m. semitendinosus a o 20 % ve svalech m. longissimus a m. rhomboideus u selat s nižší porodní hmotností Vliv velikosti a počtu svalových vláken na zmasilost a kvalitu masa Z principů růstu kosterní svaloviny je jasné, že růst svaloviny závisí na počtu svalových vláken formovaných během prenatálního vývoje a na stupni jejich postnatální hypertrofie (Te Pas et al., 2004). Fiedler et al. (2004) se ve své práci zabývají stanovením koeficientů heritability pro charakteristiky svalových vláken. Pro celkový počet vláken ve svalu uvádí koeficient 12

13 heritability h 2 = 0,28, pro diametr pak h 2 = 0,12. Dále se věnovali stanovení genetických korelačních koeficientů pro vztahy mezi charakteristikami svalových vláken a vybranými užitkovými vlastnostmi. Pro vztahy mezi celkovým počtem svalových vláken ve svalu a živou hmotností, plochou pečeně, hodnotou ph (45 min post mortem) a ztrátou odkapem stanovili následující korelační koeficienty: 0,44; 0,38; 0,13; 0,05. Pro vztahy mezi průměrným diametrem svalového vlákna a živou hmotností, plochou pečeně, hodnotou ph (45 min post mortem) a ztrátami odkapem stanovili následující korelační koeficienty: 0,16; 0,22; 0,37; 0,64. Larzul et al. (1997) uvádějí koeficient heritability pro celkový počet svalových vláken ve svalu h 2 = 0,22 a koeficient heritability pro průměrnou plochu příčného řezu svalového vlákna h 2 = 0,34. V této práci dále uvádějí pozitivní genetickou korelaci pro vztah mezi příčnou plochou řezu svalového vlákna a průměrným denním přírůstkem, podílem svaloviny v jatečném trupu a plochou pečeně. Bulotiene a Jukna (2008) zjistili významnou pozitivní korelaci mezi příčnou plochou svalového vlákna a ztrátami odkapem (r = 0,48). Tento výsledek naznačuje, že zvířata s větší plochou svalového vlákna měla větší ztráty odkapem. Z výše uvedeného je možné odvodit, že zvířata s nižší porodní váhou mají nižší počet svalových vláken a rychleji u nich dochází k dosažení stagnace v růstu velikosti příčné plochy svalového vlákna a později přijaté živiny jsou přednostně užívány pro tvorbu zásobního tuku Typy svalových vláken Klasifikace typů svalových vláken Svalová tkáň je tvořena několika typy svalových vláken, které se liší na základě jejich kontraktilních, metabolických, fyziologických, chemických a morfologických vlastností. Různé zastoupení svalových vláken, a tím i rozdílná skladba svaloviny může mít vliv na průběh postmortálních změn a následně na kvalitu masa. Karlsson et al. (1999) barvením pomocí sudanové černě B rozlišil svalová vlákna na červená a bílá. Gauthier (1969) použil pro určení typů svalových vláken histochemickou reakci založenou na stanovení aerobní oxidační kapacity, použitím enzymu SDH (sukcinát dehydrogenáza). Touto metodou rozlišil tři základní typy: červená vlákna, přechodná vlákna 13

14 a bílá vlákna. Principem této metody je určení rozdílností v obsahu mitochondrií (Klont et al., 1998). Brooke a Kaiser (1970) definovali metodu s různou hodnotou ph během preinkubace, pomocí níž byli schopni rozlišit tři typy svalových vláken na základě rozdílné aktivity enzymu ATPázy a to typy I, IIA a IIB. Vlákna typu I vykazovala stabilní vysokou aktivitu ATPázy po preinkubaci při ph 4,3 nebo 4,6, ale po preinkubaci při ph 10.4 vykazovala nízkou aktivitu ATPázy. Naopak vlákna typu IIB byla silně reakční po preinkubaci při ph 10,4, ale negativní po preinkubaci při ph 4,3. Typ IIA vykazoval silnou reakci po preinkubaci ph při 10,4. Po preinkubaci při ph 4,3 nebo 4,6 nevykazoval žádnou reakci (Choi a Kim, 2009). Kombinací barvení pomocí SDH (sukcinát dehydrogenáza) a barvení pomocí rozdílné aktivity ATPázy Ashmore a Doerr (1971) určili tři typy svalových vláken: βr (ATPáza stabilní v kyselém prostředí, oxidativní), αr (labilní v kyselém prostředí, oxidativní), αw (ATPáza labilní v kyselém prostředí, glykolytické). Peter et al. (1972) použili kombinaci barvení pomocí rozdílné aktivity ATPázy a barvení pomocí oxidativního enzymu NADH TR (nikotinamid adenin dinukleotid tetrazolium reduktáza) a určili následující tři typy svalových vláken: SO (oxidativní vlákno s pomalým stahem), FOG (oxidativně glykolytické vlákno s rychlým stahem), FG (glykolytické vlákno s rychlým stahem). Charakteristika typů svalových vláken Jednotlivé typy svalových vláken vykazují rozdílné kontraktilní, metabolické, fyziologické, chemické a morfologické charakteristiky. Pomalu stažitelný oxidativní typ vláken (I) má malý diametr, vykazuje nízkou ATPázovou aktivitu, obsahuje hodně myoglobinu, velký počet mitochondrií a relativně málo myofibril. Energii tento typ vláken získává cestou oxidace, jako její zdroj obsahuje velké množství lipidů, méně glykogenu. Vlákna typu I mají převážně tonickou úlohu, slouží k dlouhému a vytrvalému svalovému stahu, jsou vysoce odolná k vyčerpání (Choi a Kim, 2009; Lefaucheur, 2010). Rychlá, glykolytická, bílá vlákna (IIB) mají velký diametr, vykazují vysokou ATPázovou aktivitu, obsahují málo myoglobinu, mají nižší počet mitochondrií a velký počet myofibril. Energii uvolňují cestou anaerobní glykolýzy. Mají vysoký obsah glykogenu, ale menší obsah 14

15 lipidů. Vlákna typu IIB mají za úkol udržet krátký a intenzivní stah, jsou rychle unavitelná (Choi a Kim, 2009; Lefaucheur, 2010). Přechodná vlákna typu IIX jsou velmi blízká vláknům IIB, mají ale nižší rychlost kontrakce a nepatrně vyšší oxidativní metabolismus (Lefaucheur, 2010). Dle Karlsson et al. (1999) typ vláken označovaný jako IIX nebo IIC se nazývá jako typ vláken přechodný mezi typy vláken I a II. Přechodný typ vláken se objevuje v neonatální svalovině nebo během regenerace svalu po zranění. Rychlá červená vlákna (IIA) vykazují střední kontraktilní a metabolické vlastnosti mezi vlákny typu I a IIX (Lefaucheur, 2010). Picard et al. (2002) ve své práci sjednocují označení vláken. Pro pomalá, oxidativní, červená svalová vlákna uvádí označení typ I, βr, SO (slow oxidative). Pro rychlá, oxidativněglykolytická červená vlákna uvádí označení typ IIA, αr, FOG (fast oxido glycolytic). Pro rychlá, glykolytická, bílá vlákna pak uvádí označení IIB, αw, FG (fast glycolytic) Faktory ovlivňující zastoupení typů svalových vláken Plemeno V současnosti jsou prasata selektována na základě jejich schopnosti rychle růst. V důsledku této selekce zvířata s rychlejším růstem mají vyšší procento rychlých, glykolytických, bílých vláken oproti zvířatům s pomalejším růstem (Klosowska et al., 2004). Fiedler et al. (2003) se ve své práci věnovali charakteristikám svalových vláken svalu m. longissimus dorsi u křížence plemene Duroc, tedy plemene běžně využívaném v hybridizačním programu prasat, a berlínského miniaturního prasete. U tohoto křížence byla nejvíce zastoupena bílá glykolytická vlákna typu FTG (71,3 %), nejméně pak byla zastoupena červená oxidativně glykolytická vlákna typu FTO (12,2 %). Červená oxidativní vlákna typu STO byla zastoupena 15,3 procenty, přičemž největší diametr měla bílá vlákna typu FTG (61,5 µm), následovala červená vlákna typu STO (51,7 µm), nejmenší diametr stanovili u červených vláken typu FTO (49,1 µm). Bogucka a Kapelanski (2005) se zabývali porovnáním charakteristik svalových vláken u plemen prasat používaných v Polsku. U plemene polská landrase zjistili podobně jako u křížence pietrain x (polská large white x polská landrase) nejvyšší podíl bílých vláken typu FTG, poté následovala červená vlákna typu STO a nejméně zastoupeným typem vláken byla 15

16 červená vlákna typu FTO. Plemena pietrain a zlotniki spotted měla shodně nejvyšší podíl bílých vláken typu FTG, ale měla rozdílně nejmenší podíl červených vláken typu STO. Nejvyšší podíl rychlých, glykolytických, bílých vláken byl zjištěn u plemen pietrain a polska landrase (70,50 %, 70,16 %), nejmenší pak u plemene zlotniki spotted (62,46 %). Největší diametr u všech tří typů svalových vláken byl shodně naměřen u troj plemenného křížence pietrain x (polská large white x polská landrase). Ryu et al. (2008) uvádí rozdílné zastoupení vláken u plemene landrase oproti práci Bogucka a Kapelanski (2005). Shodně uvádí nejvyšší zastoupení bílých rychlých vláken (IIB), rozdílně pak uvádí nejnižší zastoupení červených pomalých vláken (I) oproti červeným rychlým vláknům. Stejné zastoupení typů vláken jako u plemene landrase pak Ryu et al. (2008) zjistili u plemene yorkshire a křížence plemen landrase, yorkshire a berkshire. U plemene berkshire byla shodně s již zmíněnými plemeny nejvíce zastoupena bílá rychlá vlákna (IIB), nejméně pak byla zastoupena vlákna rychlá červená (IIA). Nejvyšší zastoupení rychlých glykolytických bílých vláken bylo stanoveno u plemene landrase (81,53 %). Již zmíněný kříženec měl nejnižší podíl těchto vláken (79,43 %). Také Gil et al. (2008) sledovali zastoupení jednotlivých typů svalových vláken plemen prasat a to u plemene landrase, large white, duroc, pietrain, meishan. Ve svalovině všech pěti plemen byla rychlá glykolytická bílá vlákna (FG) zastoupena nejvíce. Nejméně byla u všech plemen také shodně zastoupena pomalá oxidativní červená vlákna (SO). Divoká prasata versus domestikovaná plemena Intenzivní selekce na obsah libové svaloviny u prasat může způsobovat značné změny ve skladbě typů svalových vláken, jejichž výsledkem je vyšší podíl glykolytických vláken a zvětšení diametru svalového vlákna u domestikovaných prasat v porovnání s původními plemeny (Weiler et al., 1995). Určení rozdílů v zastoupení jednotlivých typů svalových vláken, případně odlišností v diametru svalových vláken mezi divokými prasaty a domestikovanými prasaty se zabývali např. Müller et al. (2002). Ve své práci porovnávali zastoupení typů svalových vláken u plemen pietrain a meishan a u divokého prasete. U divokého prasete měla největší diametr červená svalová vlákna, nejmenší diametr pak měla vlákna přechodná. Plemena pietrain a meishan měla největší diametr u bílých svalových vláken, nejmenší diametr pak s hodně 16

17 s divokými prasaty u přechodných vláken. Podíl bílých vláken se u sledovaných plemen pohyboval od 82 % do 85 %, přičemž nejvyšší podíl bílých svalových vláken mělo plemeno pietrain, nejnižší pak plemeno meishan. Podíl červených vláken se pohyboval v rozmezí 7,0 10,3%, přičemž horní hranice odpovídala plemeni meishan, dolní pak divokému praseti. U divokých prasat byl zjištěn nejvyšší podíl přechodných vláken v porovnání se zbývajícími plemeny. Ruusunen a Puolanne (2004) zjistili u divokých prasat největší zastoupení rychlých bílých vláken (IIB = 69,7 %), nejnižší zastoupení pak červených pomalých vláken (I = 13,0 %). Červená rychlá vlákna (IIA) se svým zastoupením (17,3 %) zařadila mezi dva již jmenované typy. U domestikovaných prasat byla shodně nejčetněji zastoupena bílá rychlá vlákna (IIB = 0,3%), po nich následovala vlákna červená pomalá (I=6,5 %) a nejméně zastoupena byla červená rychlá vlákna (IIA = 3,2 %). Průměrná plocha řezu byla větší u domestikovaných prasat (5,25 x 10 3 µm 2 ) než u prasat divokých (3,74 x 10 3 µm 2 ). Největší plocha řezu byla shodně stanovena u všech sledovaných zvířat u rychlých, glykolytických, bílých svalových vláken (IIB). Bogucka et al. (2008) v rozporu s Ruusunen a Puolanne (2004) uvádí u divokých prasat nejvyšší podíl rychlých červených vláken (FTO), který následovala rychlá bílá vlákna (FTG) a nejmenší podíl měla pomalá červená vlákna (STO). Bogucka et al. (2008) dále uvádějí, že ve svalovině divokých prasat bylo nejvyšší zastoupení pomalých červených vláken v porovnání s plemeny polská landrase, duroc a křížencem divokého prasete a plemene duroc. Podobně i u červených rychlých vláken zjistili nejvyšší zastoupení u divokých prasat v porovnání s ostatními plemeny a uvedeným křížencem. Divoká prasata měla naopak nejnižší zastoupení rychlých bílých vláken ze všech sledovaných plemen. Kříženci divokého prasete a plemene duroc měli nižší podíl oxidativních vláken a vyšší podíl vláken glykolytických v porovnání s divokými prasaty. Divoká prasata měla nejmenší průměrný diametr svalových vláken, největší průměrný diametr byl stanoven u plemene duroc. Zastoupení typů vláken v jednotlivých svalech Většina svalů je tvořena směsí světlých a tmavých vláken. Tmavé svaly obsahují převážně typ svalových vláken I a typ IIA (červená vlákna), zatímco světlé svaly obsahují především vlákna typu IIB (bílá vlákna; Karlsson et al., 1999). Dle Henckel et al. (1997) má 17

18 mnoho svalů prasat unikátní rozmístění vláken, kde vlákna typu I bývají seskupena do svazku, ke kterému těsně přiléhají vlákna typu IIA. Oba tyto typy vláken jsou obklopeny vlákny typu IIB. Zastoupení typů svalových vláken v různých svalech prasat se zabývalo několik prací. Např. Ruusunen a Puolanne (2004) uvádí, že ve svalech m. longissimus dorsi a m. adductor byla nejvíce zastoupena rychlá, glykolytická, bílá vlákna typu IIB. Svou četností následovala v obou svalech pomalá, oxidativní, červená vlákna typu I. Nejméně pak byla zastoupena rychlá, oxidativně glykolytická červená vlákna typu IIA. Ruusunen a Puolanne (2004) se zabývali charakteristikami vláken ve svalech m. longissimus dorsi, m. semimembranosus, m. gluteus superficialis, m. infra spinam, m. masseter u domestikovaných prasat. U prvních třech jmenovaných svalů uvádí téměř totožné zastoupení typů svalových vláken. V těchto svalech největší podíl zaujímala rychlá glykolytická bílá vlákna typu IIB (90,3 %; 89,9 %; 89,3 %), následovala pomalá oxidativní červená vlákna typu I (6,5 %; 6,6 %; 6,8 %), nejmenší podíl zaujímala rychlá oxidativněglykolytická červená vlákna typu IIA (3,2 %; 3,6 %; 4,0 %). U svalu m. infra spinam uvádějí nejvyšší podíl pomalých oxidativních červených vláken typu I (53,0 %), svým zastoupením následovala rychlá glykolytická bílá vlákna typu IIB (27,3 %), nejmenší podíl pak uvádí u rychlých oxidativně glykolytických červených vláken typu IIA (19,7 %). Posledním analyzovaným svalem v této práci byl sval m. masseter. Nejvyšší podíl v něm zaujímala rychlá oxidativně glykolytická vlákna typu IIA (70,8 %), svým podílem následovala pomalá oxidativní červená vlákna typu I (22,5 %). Nejmenší podíl v tomto svalu zaujímala rychlá, oxidativní bílá vlákna typu IIB. Největší zastoupení rychlých glykolytických bílých vláken typu IIB a nejmenší podíl rychlých oxidativně glykolytických červených vláken typu IIA ve svalu m. longissimus lumbrorum uvádí také Gondret et al., (2005). Dále ve své práci uvádí, že sval m. rhomboideus tvoří z největší části pomalá oxidativní červená vlákna typu I, svým zastoupením následují rychlá glykolytická bílá vlákna typu IIB, a nejmenší část tvoří rychlá oxidativně glykolytická vlákna typu IIA. Svaly m. longissimus, m. semimebranosus, m. gluten medius, m. rectus femoris a m. biceps femoris jsou svaly s převažujícím zastoupením rychlých glykolytických bílých vláken a proto je možné označit je za svaly glykolytické (bílé). Svaly m. masseter, 18

19 m. trapezius, m. infra spinaturs jsou svaly s vysokým obsahem pomalu oxidativních červených a rychlých oxidativně glykolytických červených vláken (Karlsson et al., 1999; Gil et al., 2008). Pohlaví Stanovením vlivu pohlaví na zastoupení typů svalových vláken ve svalu se zabývalo jen několik studií. Solomon et al. (1990) nezjistili žádné významné rozdíly mezi prasničkami, vepříky a kanci ve složení svalu m. longissimus. Naproti tomu Brocks et al. (1998) zjistili v LL (lean growing lines) linii plemene large white statisticky významný rozdíl mezi prasničkami a kanci v podílu vláken typu I, kdy kanci měli vyšší hodnotu než prasničky, a vláken typu IIB, kdy kanci měli nižší hodnotu než prasničky. Bee (2004) zjistil významné rozdíly mezi prasničkami a vepříky v podílu vláken FOG a FG ve svalu m. rectus femoris. Ve svalech m longissimus a m. semitendinosus nezjistil mezi prasničkami a vepříky žádné významné rozdíly. Věk U narozených zvířat se vyskytují svalová vlákna v nerozlišeném, oxidačním stádiu. Na základě jejich myozin ATPázové aktivity můžeme v tomto stádiu rozlišit dva základní typy svalových vláken, nazývané α (typ II) a β (typ I; Ashmore et al., 1972). Suzuki a Cassens (1980) uvádí, že se u prasat ve svalech m. longissimus, m. rectus femoris a m. masseter podíl vláken typu II snižoval a podíl vláken typu I zvyšoval od narození do stáří 8 týdnů. Později už v podílech nastaly jen malé změny. Tyto tři jmenované svaly měly větší podíl vláken typu I než typu II, bez ohledu na věk. Při narození obsahovaly svaly m. trapezius a m. vagus intermedius více vláken typu II než typu I. Během vývoje se zastoupení vláken typu I významně zvyšovalo, zatímco zastoupení vláken typu II se významně snižovalo. Ve věku 16 týdnů měl sval m. trapezius u sledovaných zvířat obou typů vláken přibližně stejný podíl, zatímco sval m. vagus intermedius měl vyšší podíl vláken typu I než vláken typu II. Moody et al. (1978) uvádějí, že po narození se vlákna typu I diferencují do vláken typu II. U selat ve věku 7 dnů pak stanovili ve svalu m. longissimus tři základní typy svalových vláken. Ve svalech m. semitendinosus a m. semimembranosus v sedmi dnech určili začínající 19

20 diferenciace, ale rozlišení tří typů svalových vláken v těchto svalech bylo možné až ve věku 14 dní Vliv zastoupení svalových vláken na kvalitu masa Histochemické a biochemické vlastnosti svalu jako jsou typ svalových vláken, velikost svalového vlákna, oxidační a glykolytická kapacita a obsah tuků a glykogenu jsou faktory, které mohou ovlivňovat kvalitu masa. Důležitým faktorem pro postmortální změny je metabolická odezva, která je závislá na rozdílných typech svalových vláken před porážkou (Karlsson et al., 1999). ph Ryu a Kim (2005) ve své práci uvádí pozitivní korelaci (r = 0,28) mezi podílem vláken typu IIA a ph 24. Naopak mezi ph 24 a podílem vláken typu IIB uvádí negativní korelaci (r = 0,23). Pozitivní korelaci stanovili také u ph 45 a podílu svalových vláken typu I a typu II (r = 0,20). Také Ryu et al. (2008) zjistil, že podíl vláken typu I má pozitivní vztah k ph 45 (r = 0,15) a naopak podíl vláken typu IIB byl negativní ve vztahu k ph 45 (r = 0,13). Henckel et al. (1997) nezjistili žádné statisticky významné korelační koeficienty mezi podíly jednotlivých typů svalových vláken a ph 24. Shodně Čandek Potokar (1999) nestanovili žádné statisticky významné korelační koeficienty mezi podílem jednotlivých svalových vláken a hodnotou ph měřenou 45 min post mortem a 24h post mortem. Barva Světlost (L*) byla negativně korelována k podílu vláken typu I a IIA, pozitivně pak byla korelována s vlákny typu IIB (Ryu a Kim, 2005). Dle Ryu et al. (2008) podíl vláken typu I byl v pozitivním vztahu k a* (r = 0,22), podíl vláken typu IIB byl v negativním vztahu k a* (r = 0,33). Čandek Potokar et al. (1999) stanovili pozitivní korelaci mezi podílem vláken typu βr a světlostí (L*), naopak mezi vlákny typu αw a světlostí (L*) stanovili negativní korelaci. Ztráty odkapem Ryu a Kim (2005) stanovili výši korelačního koeficientu r = 0,28 pro vztah mezi podílem vláken typu IIA a ztrátou odkapem. Naproti tomu u vláken typu IIB a ztrátou 20

21 odkapem zjistili pozitivní korelaci (r = 0,36). Ryu et al. (2008) nezjistili žádné statisticky významné korelace mezi podílem jednotlivých typů svalových vláken a ztrátou odkapem. Čandek Potokar et al. (1999) nestanovili žádné statisticky významné korelace mezi podílem jednotlivých svalových vláken a ztrátou odkapem. Textura Ryu a Kim (2005) uvádí pozitivní korelaci mezi podílem vláken typu I a sílou střihu (Warner Bratzler). Henckel et al. (1997) stanovili negativní korelaci mezi podílem vláken typu IIB a texturou vařeného masa. Čandek Potokar (1999) nezjistili žádnou významnou korelaci mezi zastoupením typů svalových vláken a texturou vařeného masa Kandidátní a příčinné geny prasete Rodina genů MyoD Jak již bylo uvedeno v této práci, svalová vlákna se formují během embryonálního vývoje. Tento vývoj probíhá pod kontrolou svalových regulačních faktorů MRF (muscle regulatory factors), někdy také označovaných jako rodina genů MyoD. Z důvodu regulace vývoje svalových vláken jsou geny rodiny MyoD považovány za možné kandidátní geny ve vztahu k utváření svaloviny a následné kvalitě masa. Rodina MyoD zahrnuje čtyři příbuzné geny: MYOD1 (MYF3), MYOG (MYF4, myogenin), MYF5 a MYF6 (MRF4, herculin; Verner et al., 2007). Tyto geny kódují základní helix loop helix (bhlh) protein (Olson, 1990) a jsou vyjádřeny pouze v kosterní svalovině (Wyszynska Koko a Kuryl, 2004). Jako první je v embryu vyjádřen gen MYF5 v kombinaci s genem MYOD1 (Braun et al., 1990). MYF5 a MYOD1 hrají rozhodující roli v proliferační fázi myoblastů, zatímco MYOG a MYF6 jsou spojovány s fází diferenciace a zrání vláken (Wyszynska Koko a Kuryl, 2004). Gen MYF6 je ve vláknech vyjádřen hlavně postnatálně. Postnatální vyjádření genů MYOD1, MYF5 a MYOG bylo zjištěno pouze v satelitních buňkách a specificky souvisí s aktivitou satelitních buněk (Grounds et al., 1992; Koishi et al., 1995). Dle Hughes et al. (1993) byl ve svalovině 21

22 dospělých krys gen MYOD1 vyjádřen hlavně v bílé svalovině, zatímco gen MYOG v červené svalovině. Gen MYOD1 Gen MYOD1 navozuje diferenciaci fibroblastů do myoblastů (Hasty et al., 1993). Dle Kitzmann et al., (1998) inhibuje buněčný cyklus v proliferaci myoblastů, a tím dává signál k jejich diferenciaci a formování do svalových vláken. Navíc je důležitý pro aktivaci myogeninu (Wang a Jaenish, 1997), takže jeho aktivita má také vliv na konečnou diferenciaci svalových buněk. Gen MYOD1 byl z rodiny genů MyoD identifikován jako první (Weintraub et al., 1991). U prasat byl tento gen izolován a osekvenován v roce 1995 (Chang et al., 1995). Knoll et al. (1997) podle této sekvence navrhli fragment dlouhý 998 bp, v jehož intronu 1 detekovali polymorfismus pomocí restrikční endonukleasy DdeI. Gen MYOD1 byl lokalizován na chromozomu 2 (Soumilion et al., 1997) v oblasti 2p (Čepica et al., 1999). Gen MYOG Myogenin (MYOG) hraje klíčovou roli v diferenciaci svalů, řídí začátek fůze myoblastů a vznik myofibril (Soumillion et al., 1997). Se začátkem exprese myogeninu je redukovaná exprese MYOD1 a MYF5. Buňky jsou vyřazeny z buněčného cyklu a začíná fůze do myofibril (Te Pas et al., 1996). Ernst et al. (1993) zjistili pomocí restrikční endonukleázy MspI tři fragmenty tohoto genu. Soumillion et al. (1997) testovali MspI polymorfismus na třech místech genu MYOG u prasat. Tyto místa byla lokalizována na promotoru, druhém intronu a 3 konci genu. Použili 105 nepříbuzných prasat sedmi plemen (meishan, pietrain, duroc, hamsphire, great yorkshire, holandská landrase a prase divoké). Jako nejvhodnější pro studium vztahů mezi PCR RFLP alelami a proměnlivostí hlavních masných produkčních vlastností u různých plemen prasat označili místo lokalizované na 3 konci genu. Gen MYOG byl lokalizován na chromozomu 9 v oblasti 9q (Ernst et al., 1998). 22

23 Gen MYF5 Gen MYF5 je jako první, z kaskády transkripčních faktorů, vyjádřen ve svalových buňkách během embryonálního vývoje svalů (Ott et al., 1991). Spolu s genem MYOD1 jsou exprimovány hlavně během buněčné proliferace myoblastů (Hasty et al., 1993). Dle Te Pas a Vissher (1994) gen MYF5 kontroluje nepřetržitou mitotickou proliferaci předcházejících vývojových fází svalových buněk. Gen MYF5 byl lokalizován na pátém chromozomu (Soumilion et al., 1997) v oblasti 5q2.5 (Čepica et al., 1999). Gen MYF6 Dle Bober et al. (1991) je exprese genu MYF6 dvoufázová. První fáze nastává brzy po expresi genu MYF5 v myoblastech a u myšího embrya trvá od 9 to 11,5 dne po oplodnění. Důvod této první fáze je neznámý. Druhá fáze exprese genu MYF6 začíná u myší 16tý den po oplodnění a je spojována s procesem zrání vláken, zajišťuje nervosvalové spojení a pokračuje i po narození. MYF6 je exprimován postnatálně s hodnotou 10krát vyšší než ostatní geny rodiny MyoD. Dle Zhou a Bornemann (2001) se gen MYF6 podílí na regulaci fúze satelitních buněk s myofibrilami a na regeneraci svalů. Fragment prasečího MYF6 genu zahrnující exon 1, exon 2 a zasahující intron byl amplifikován použitím primerů navržených podle lidské cdna sekvence spolu s myší mrna a genomovou DNA (Vykoukalová et al., 2003). Wyszynska Koko et al. (2006) identifikovali dva polymorfismy (v oblasti promotoru a exonu 1). Vykoukalová et al. (2003) zjistili tři jednonukleotidové polymorfismy v oblasti intronu 1. Gen MYF6 byl lokalizován na pátém chromozomu v oblasti 5q2.5 v blízkosti genu MYF5 (Vykoukalová et al., 2003). 23

24 Vliv genů rodiny MyoD Vlivem genů rodiny MyoD na užitkové vlastnosti prasat se zabývalo několik autorů. Například Kuryl et al. (2002) nezjistili žádné statisticky významné rozdíly mezi genotypy genu MYOG u sledovaných ukazatelů jatečné hodnoty. Naopak Kapelanski et al. (2005) zjistili statisticky významný vliv genotypů genu MYOG na ztráty odkapem, ztráty varem a barvu. Dále stanovili vliv genotypů genu MYF6 na ztráty odkapem. Verner et al. (2007) pak uvádí statisticky významné rozdíly mezi genotypy genu MYOG u obsahu intramuskulárního tuku, váhy krkovice, pečeně a u obsahu svaloviny v jatečně upraveném těle. Mezi genotypy genu MYF6 nezjistili žádné statisticky významné rozdíly. U genu MYOD1 stanovili statisticky významné rozdíly mezi genotypy u obsahu intramuskulárního tuku a obsahu sušiny. Kapelanski et al. (2005) u genu MYOD1 zjistili statisticky významný vliv na ph měřenou 48 hodin post mortem. Wyszynska Koko et al. (2006) zjistili statisticky významné rozdíly mezi genotypy genů MYOG a MYF6 u váhy pečeně a průměrného denního přírůstku. Vlivem genů rodiny MyoD na histochemické charakteristiky svalových vláken se zabývalo jen několik autorů. Například Klosowska et al. (2004) ve své práci sledovali vliv genů MYOG, MYOD1 a MYF5 na charakteristiky svalových vláken. Mezi genotypy uvedených genů nezjistili žádné statisticky významné rozdíly v diametru a v počtu vláken na jeden mm 2 plochy. Naopak v zastoupení typů svalových vláken zjistili statisticky významné rozdíly. Mezi genotypy genu MYOD1 se tento rozdíl týkal vláken typu FT. Mezi genotypy genu MYF5 zjistili rozdíly v zastoupení vláken typů FT a FTO. U genu MYOG nezjistili žádný vliv na zastoupení typů svalových vláken. Kim et al. (2009) sledovali vliv dvou polymorfismů genu MYOG na charakteristiky svalových vláken. Zjistili statisticky významné rozdíly mezi sledovanými genotypy u celkového počtu svalových vláken, velikosti plochy řezu svalového vlákna a procentuálního zastoupení typů svalových vláken IIA a IIB. Jiusheng et al. (2009) stanovili statisticky významné rozdíly mezi genotypy genu MYOG u velikosti plochy řezu svalového vlákna, diametru svalového vlákna a v počtu svalových vláken na jednotku plochy. 24

25 Gen ryanodinového receptoru (RYR1) Citlivost k těkavým anestetikům jako je např. halotan, známá jako maligní hypertermie (MH), byla popsána u prasat autory Eikelenboom a Minkema (1974). Později byla maligní hypertermie u prasat označena jako prasečí stresový syndrom (PSS porcine stress syndrome; Kuciel a Lahučký, 1996). Dle Mitchell a Heffron (1982) je PSS porucha ovlivňovaná autozomální recesivní alelou. Webb et al. (1982) ve své práci uvádí, že zvířata homozygotně recesivní (n/n) mají vyšší obsah svaloviny v JUT, ale horší kvality s vyšší frekvencí vady masa označované jako maso bledé, měkké, vodnaté (PSE pale, soft, exudative), než zvířata homozygotně dominantní (N/N). Na základě zjištění, že příčinou MH je abnormální zvýšení myoplazmatického Ca 2+ uvolňovaného sarkoplazmatickým retikulem, identifikovali Fujii et al. (1991) bodovou mutaci v genu pro ryanodinový receptor (RYR1) kosterních svalů. Tuto bodovou mutaci zjistili na základě porovnání celé délky sekvence cdna ryanodinového receptoru halotan senzitivního plemene pietrain a plemene yorkshire, které nevykazuje citlivost k halotanu. Na základě tohoto porovnání identifikovali C1843T polymorfismus (HAL 1843), který kóduje pro genotyp AA záměnu aminokyselin arginin 615. za cystein (Allison et al., 2005). Gen RYR1 byl lokalizován na šestém chromozómu v oblasti 6p11 q21 (Fujii et al., 1991) Vliv genu RYR1 Vlivem genu RYR1 na svalová vlákna se zabýval např. Fiedler et al. (1999), který ve své práci uvádí, že jedinci s genotypem NN měli v porovnání s jedinci s genotypem nn významně nižší procento pomalých oxidativních vláken (STO) a vyšší procento rychlých glykolytických vláken (FTG). Procento rychlých oxidativních vláken (FTO) bylo podobné. Klosowska et al. (2004) zjistili u jedinců s genotypem NN nejvyšší počet svalových vláken na 1mm 2 v porovnání s genotypy Nn a nn. Mezi jednotlivými genotypy zjistili také rozdíly v zastoupení všech tří typů svalových vláken. Genotyp nn vykazoval nejvyšší počet vláken typu STO a vláken typu FTO. Jedinci s genotypem Nn pak měli nejvyšší podíl vláken typu FT. Dále uvádí 25

26 u jedinců s genotypem nn vysoký podíl gigantických vláken oproti ostatním dvěma genotypům. 26

27 3. Cíl práce 1. Posouzení vlivu kombinace křížení na charakteristiky svalových vláken. 2. Posouzení vlivu pohlaví na vybrané charakteristiky svalových vláken. 3. Vliv jatečné partie na vybrané charakteristiky svalových vláken. 4. Vliv charakteristik svalových vláken na kvantitativní ukazatele jatečné hodnoty. 5. Vliv podílu svaloviny v JUT na vybrané charakteristiky svalových vláken. 6. Vliv charakteristik svalových vláken na kvalitativní ukazatele jatečné hodnoty. 7. Vliv vybraných genů na histologické charakteristiky svalových vláken. 4. Hypotéza 1. Genotyp ovlivňuje zastoupení jednotlivých typů svalových vláken a jejich parametry 2. Pohlaví ovlivňuje zastoupení jednotlivých typů svalových vláken a jejich parametry. 3. Počet, velikost a zastoupení jednotlivých typů svalových vláken je ovlivněno jatečnou partií, ze které byl vzorek odebrán. 4. Počet, velikost a zastoupení jednotlivých typů svalových vláken ovlivňuje kvantitativní ukazatele jatečné hodnoty. 5. Podíl svaloviny v JUT ovlivňuje počet, velikost a zastoupení typů svalových vláken. 6. Zastoupení jednotlivých typů svalových vláken a jejich velikost ovlivňuje výsledné ukazatele kvality masa (ph, elektrickou vodivost, barvu, texturu, ztráty odkapem). 7. Jednotlivé genotypy genů rodiny MyoD ovlivňují zastoupení jednotlivých typů svalových vláken, jejich počet na jednotku plochy a průměr. 8. U homozygotně recesivních jedinců (nn) genu RYR1 dochází ke zvětšení průměru svalových vláken, a tím k poklesu počtu svalových vláken na jednotku plochy. 27

28 5. Materiál a metodika Do studie bylo zahrnuto 216 prasat, z toho 144 kříženců (ČBUxČL)xPN a 72 kříženců (ČBUxČL)x(PNxBO). Tři po sobě následující testy probíhaly v testační stanici katedry speciální zootechniky v Ploskově u Lán. V rámci každého testu bylo naskladněno vždy 72 zvířat o průměrné živé hmotnosti 25kg. Zvířata byla ustájena v kotcích po dvojicích s vyrovnaným poměrem pohlaví. Výživa jatečných prasat v testu probíhala dle norem potřeby živin (Šimeček et al., 2000) ad libitně ve třech fázích s kontinuitním přechodem. Zvířata byla poražena při dosažení průměrné živé hmotnosti cca 123 kg. Následující den byl proveden běžný jatečný rozbor dle Walstra a Merkus (1996). U jednotlivých zvířat byly stanoveny následující ukazatele: hmotnost pravé jatečné půlky za studena (kg), podíl svaloviny stanovený metodou FOM (%), hodnota ph, elektrická vodivost, barva masa, ztráty odkapem, textura masa. Hodnota ph: Hodnota ph byla měřena vpichovým ph metrem 330i (WTW) 45 minut post mortem (ph 45 ) a 24 hodin post mortem (ph 24 ) za posledním žebrem ve svalu m. longissimus lumborum et thoracis a ve svalu m. semimembranosus. Teplota Teplota byla měřena vpichovým teploměrem (součást ph metru 330i (WTW)) 45 minut post mortem (ph 45 ) a 24 hodin post mortem (ph 24 ) za posledním žebrem ve svalu m. longissimus lumborum et thoracis a ve svalu m. semimembranosus. 28

29 Elektrická vodivost: Elektrická vodivost (EV) byla měřena přístrojem LATKA po 50 minutách post mortem za posledním žebrem ve svalu m. longissimus lumborum et thoracis a m. semimembranosus. Barva masa: Barva masa byla stanovena přístrojem Konica Minolta (spektrofotometer CM 700d) na příčném řezu svalu m. longissimus lumborum et thoracis za posledním žebrem 24 hodin post mortem. Ztráty odkapem: Ztráty odkapem byly stanoveny jako podíl hmotnosti uvolněné vody z celkové hmotnosti vzorku. Vzorek o hmotnosti 150 (±1g) byl odebrán z příčného řezu svaloviny v místě za posledním žebrem svalu m. longissimus lumborum et thoracis a následně byl skladován při 4 C po dobu 24 hodin. Textura masa: Textura masa byla stanovena, jako síla potřebná k přestřižení pravoúhlého vzorku svaloviny svalu m. longissimus lumborum et thoracis definovaných rozměrů (šířka 20 mm, výška 15 mm, délka 60 mm), který byl odebrán z místa za posledním žebrem. Analýza byla provedena na přístroji Instron metodou střihu podle Warner Bratzlera rychlostí 80 mm.min 1. Senzorem byl měřen a počítačem zaznamenáván průběh síly v závislosti na době analýzy až do úplného přestřižení vzorku. Stanovení polymorfismu genů: Vzorky krve byly odebrány při poražení zvířat na jatkách do zkumavek obsahující K 2 EDTA. DNA byla izolována proteinázovou metodou dle Nebola et al. (1994) a pomocí JET Quick (Blood and Cell Culture) DNA SpinKit GENOMED. Uchovávána byla při 20 C. Polymorfismus genů byl stanoven metodou PCR RFLP. 29