Proteini toplotnog stresa kao potencijalni biomarkeri tolerancije na toplotni stres kod visokomlečnih krava

Abstract

Cilj ovog preglednog rada je da se prikaže značaj poznavanja mehanizama koji leže u osnovi toplotnog stresa kod visokomlečnih krava, kao i da se opišu metode koje su najčešće u upotrebi pri određivanju pojedinih bioloških markera toplotnog stresa. Povišena spoljašnja temperatura tokom letnjih meseci često uvodi krave u stanje toplotnog stresa, sa posledičnim smanjenjem reproduktivnih i proizvodnih sposobnosti jedinki koje mogu dovesti do njihovog prevremenog izlučivanja iz zapata. Kao potencijalni biomarkeri toplotnog stresa, poslednjih godina se sve više pominju proteini toplotnog stresa (engl. Heat Stress Proteins - HSP), čija se molekulska masa kreće od 15 do 110 kDa, a koji su prisutni u citosolu, jedru, mitohondrijama i endoplazmatskom retikulumu. Na osnovu molekulske težine i funkcije, HSP su podeljeni na: HSP110, HSP100, HSP90, HSP70, HSP60, HSP40 i HSP10, pri čemu su, kod farmskih životinja, HSP90 i HSP70 odgovorni za toleranciju na visoke temperature. Protein toplotnog stresa HSP70 je najčešće ispitivani protein kod krava i najosetljiviji na promene spoljašnje temperature u zoni toplotnog stresa. Proteini toplotnog stresa se mogu određivati iz različitih bioloških materijala, kao što su: krv, krvni serum, parenhimatozni organi (bubrezi, slezina, jetra), srce, limfni čvorovi, mišićno i masno tkivo, sperma, pljuvačka i folikuli dlake. U skladu sa dobrobiti, a u cilju što manjeg uznemiravanja životinja tokom uzorkovanja bioloških materijala, sve se više daje prednost onim uzorcima koji se dobijaju neinvazivnim putem, a to su pre svega folikuli dlake, mleko, pljuvačka i sperma. Dve najčešće metode koje su u primeni za analizu proteina toplotnog stresa su ELISA metoda kojom se određuje zastupljenost proteina u uzorku i PCR metoda kojom se utvrđuje ekspresija odgovarajućih gena. Ekspresija gena se može odrediti izolacijom i amplifikacijom DNK, kao i esktrakcijom ukupne RNK korišćenjem specifičnih prajmera i sekvenci aminokiselina. U zaključku, ispitivanje bioloških mehanizama koji leže u osnovi toplotnog stresa, kao i metode koje se mogu koristiti za njihovo određivanje, može biti od velike koristi za uspostavljanje protokola na farmama visokomlečnih krava kojima bi se pravovremeno zaštitile životinje od visokih temperatura tokom letnjeg perioda ali i za detekciju jedinki koje imaju bolji genetski potencijal u pogledu tolerancije na toplotni stres.