The follicular micro-environment of the oocyte in metabolically compromised dairy cows: impact assessment as a basis for oocyte rescue
Jessie De Bie, MSc, PhD
Abstract in Dutch
Maternale metabole stoornissen worden in verband gebracht met een gedaalde vruchtbaarheid. Voorbeelden hiervan vinden we in de landbouwsector bij bv melkkoeien in negatieve energie balans kort na de kalving, maar ook in de humane geneeskunde zoals bij vrouwen die lijden aan obesitas en/of diabetes. Deze metabole stoornissen worden o.a. gekarakteriseerd door een toename in circulerende vrije vetzuren, lage of hoge glucose concentraties en een verhoogde graad van oxidatieve stress. Dit veranderde metabole profiel ligt aan de basis van een veranderd micro-milieu van de eicel en dit kan rechtstreeks de eicelkwaliteit beïnvloeden. Oxidatieve stress wordt hierbij genoemd als een belangrijke factor verantwoordelijk voor de gedaalde eicelkwaliteit. Daarom zouden antioxidanten een mogelijke oplossing kunnen bieden voor het vruchtbaarheidsprobleem in individuen die lijden aan maternale metabole stoornissen.
Verhoogde vrije vetzuren in het bloed kunnen heel typisch gepaard gaan met verlaagde (energienood, zoals bij de melkkoe) of verhoogde (diabetes) glucose concentraties in het bloed en dus ook in het micro-milieu van de eicel. In dit doctoraatsonderzoek konden we aantonen dat lage glucoseconcentraties in aanwezigheid van verhoogde vrije vetzuren de kwaliteit van de eicel en de verdere embryonale groei in grotere mate hypothekeren dan hoge glucoseconcentraties en verhoogde vrije vetzuren. Daarenboven ontdekten we dat specifieke factoren in het embryocultuurmedium (waaronder groeifactoren en antioxidanten) de groei van deze gehypothekeerde eicellen kon verbeteren.
Optimale antioxidanten concentraties in het micro-milieu van de eicel zijn belangrijk om de eicel te beschermen bij toegenomen oxidatieve stress. Mede door de afname van het aantal bedrijven met weidegang is er een verminderde opname van vers gras dat rijk is aan antioxidanten zoals β-caroteen en Vitamine E. In het tweede deel van het doctoraatsonderzoek konden we aantonen dat vooral koeien gehuisvest op bedrijven zonder weidegang, maar ook koeien kort na de kalving (in negatieve energie balans) te lage β-caroteen en Vitamine E waarden in hun bloed hebben. Daarenboven wees ons onderzoek aan dat te lage concentraties antioxidanten in het bloed zullen leiden tot gelijkaardige tekorten in het micro-milieu van de eicel. Echter, we ontdekten dat een optimale β‑caroteen supplementatie tijdens perioden van metabole stress de β-caroteen concentraties drastisch kon doen stijgen in zowel bloed als in het micro-milieu van de eicel. Als gevolg zouden antioxidanten een positieve invloed kunnen hebben op de eicel in aanwezigheid van metabole stress.
Deze studie vormt een belangrijke eerste stap in het aanpakken van het vruchtbaarheidsprobleem in de melkvee-industrie en kan bijdragen tot het gerichter supplementeren van antioxidanten.