The follicular micro-environment of the oocyte in metabolically compromised dairy cows: impact assessment as a basis for oocyte rescue

Date: 29 March 2017

Venue: UAntwerpen, Campus Drie Eiken, Promotiezaal, Gebouw Q - Universiteitsplein 1 - 2610 Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Time: 4:00 PM

PhD candidate: Jessie De Bie

Principal investigator: Prof Jo Leroy

Co-principal investigator: Prof Peter Bols

Short description: PhD defence Jessie De Bie - Faculty of Pharmaceutical, Biomedical and Veterinary Science



Abstract

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 gaan gepaard met een verhoogde lipolyse van vetdepots en 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 groeiende en rijpende eicel en dit kan rechtstreeks de eicelkwaliteit beïnvloeden. Oxidatieve stress wordt hierbij genoemd als een belangrijke factor verantwoordelijk voor deze gedaalde eicelkwaliteit. Daarom zouden antioxidanten een mogelijke oplossing kunnen bieden voor het vruchtbaarheidsprobleem in individuen die lijden aan maternale metabole stoornissen. In dit doctoraatsonderzoek werd bovenstaand concept specifiek onderzocht in de melkveehouderij. Een optimale vruchtbaarheid van de melkkoe is namelijk van groot belang voor de rentabiliteit en de duurzaamheid van de melkveesector.

Verhoogde vrije vetzuren in het bloed kunnen heel typisch gepaard gaan met duidelijk verlaagde (energienood, zoals bij de melkkoe) of verhoogde (insuline resistentie, obesitas) glucose concentraties in het bloed en dus ook in het micro-milieu van de eicel. In dit doctoraatsonderzoek konden we aantonen dat deze veranderde glucose concentraties de in vitro eicelkwaliteit en de embryonale ontwikkeling verschillend kunnen beïnvloeden in aanwezigheid van verhoogde concentraties aan vrije vetzuren. Lage glucoseconcentraties in aanwezigheid van verhoogde vrije vetzuren hypothekeren de kwaliteit van de eicel en de verdere embryonale groei in grotere mate 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. In het tweede deel van het doctoraatsonderzoek konden we aantonen dat de in vivo antioxidatieve status van de melkkoeien in Vlaanderen geoptimaliseerd kan worden. Mede door de toenemende grootte van de melkveebedrijven en de afname van het aantal bedrijven met weidegang is er immers een verminderde opname van vers gras dat rijk is aan antioxidanten zoals β-caroteen en Vitamine E. Een duidelijk gevolg hiervan is dat vooral koeien gehuisvest op bedrijven zonder weidegang te lage β-caroteen en Vitamine E waarden in hun bloed hebben. Gelijkaardige tekorten in de antioxidant concentraties werden gedetecteerd tijdens de vroege lactatie wanneer de koeien in negatieve energie balans zijn en de behoeften aan antioxidanten groot zijn. Ons onderzoek wees uit dat te lage concentraties antioxidanten in het bloed zullen leiden tot gelijkaardige tekorten in het micro-milieu van de groeiende eicel. Hierdoor wordt de eicel mogelijks minder beschermd tijdens perioden van maternale metabole stress. Echter, we ontdekten dat een optimale β‑caroteen supplementatie tijdens deze perioden van metabole stress de β-caroteen concentraties drastisch kon doen stijgen in zowel bloed als in het micro-milieu van de eicel.

Deze resultaten benadrukken het belang van optimale antioxidant supplementatie in de melkveehouderij. Daarenboven 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.



Registration: By mail: jessie.debie@uantwerpen.be

Contact email: jessie.debie@uantwerpen.be

Contact phone: +32 3 265 23 93

Link: https://www.uantwerpen.be/en/rg/veterinary-physiology-biochemistry/news-and-events/events/