Růst a vývin prasat

KCHPD -Praha

Růst je jedním ze základních procesů charakterizujících živou hmotu a odlišující ji od hmoty neživé. Jde o nejvýraznější projev života organizmů, jejich schopnosti vytvářet z neživých produktů výměnou látkovou živou hmotu.

RŮST

- kvantitativní = směřující ke zvětšování objemu masy, resp.zvětšování

hmotnosti a rozměrů orgánů a stavebních tkání (svalů, kostí, apod.) na podkladě zvětšování obsahu proteinů, minerálních složek a vody, jejichž změny lze v praxi charakterizovat kvantitativními znaky. Nelze však každé zvětšování objemu, jakým může být ukládání zásobních látek, především tuku, nebo hromadění produktů vylučování atd., považovat za skutečný růst.

Je nedílnou součástí ontogeneze, tedy vývoje jedince, mající stránku:

- kvalitativní = projevující se v diferenciaci, tedy ve funkční odlišnosti buněk, tkání a orgánů, spočívající v transformaci mateřské buňky do různých druhů buněk dceřiných (mozkových, ledvinových, jaterních, apod.), přičemž je tento proces ireverzibilní. Mapování změn tělesné stavby a tvaru orgánů až do jejich plného a dokonalého funkčního stavu vyžaduje složitou přístrojovou techniku.

Vztah mezi růstem a vývinem = je charakterizován jako projev střídání období s převažujícím intenzívním růstem a nižší diferenciací a obdobím se sníženou růstovou intenzitou a vysokou růstovou diferenciací.

Růst se uskutečňuje jako sled kvantitativních a kvalitativních změn závislých na faktorech:

- genetických ( polygeny ), - prostřeďových ( výživa, krmení, ošetřování, apod. ).

Růst a tělesný vývin: - jedná se o vlastnost středně dědivou,- plně definovat růst je obtížné,- růst organizmu jako celku a jeho jednotlivých částí je heterogenní ( růstová alometrie ).

Teorii heterogenního růstu (růstové alometrie je možno chápat tak, že vývojové změny jsou u prasete způsobeny:

vzestupnou vlnou od hlavové části po hřbetní linii ve směru proximální oblasti kýty (kraniokaudální gradient), dostředivou vlnou růstu od distálních úseků končetin k proximální oblasti.

Existují meziplemenné a mezipohlavní rozdíly. Změny proporcí těla prasete v průběhu postnatálního vývoje - při narození (a), v dospělosti (b)

Členění růstuČlenění růstuCelkové členění růstu je možno vyjádřit jako stádium a fáze:

Prenatální = je vymezena od oplození do narození mláděte: - rýhování oplozeného vajíčka = oplození vajíčka, rýhování, blastocysta,- embryonální fáze = nidace, formování embrya, růst placenty,

- fetální fáze = tvorba plodu, porod.

Postnatální = stádium od narození do nezávislosti na mateřské výživě (narození, mléčná výživa): - výživy pevnou stravou = přechod na pevnou stravu a nezávislost na matce, - pohlavního dospívání = puberta, způsobilost k plemenitbě, - dospělosti = věk jedince při dokončení růstu, tučnění.Každá část těla, orgán, tkáň, se ve zcela určité fázi vyznačují odlišnou intenzitou růstu, dochází v průběhu růstu k jejich kvantitativním změnám. V důsledku toho dochází i ke změně jejich vzájemného relativního poměru a změny kvantitativní povahy nabývají charakteru vývojového.

Růst a vývin tkání trupuV průběhu ontogeneze dochází k četným změnám na úrovni:

molekulární, buněčné, orgánové, fyziologické.

Tyto změny jsou výrazem: - stupně integrace genotypu a podmínek prostředí, - metabolických procesů v organismu, které se projevují u: = chovných zvířat užitkovostí, = jatečných zvířat růstem orgánů a tkání, resp. tělesných komponentů : - kostí, - svalstva, - tuku, - ostatních = kůže, vnitřnosti, žlázy, apod., jež tvoří tělesnou hmotu, kterou dělíme sumárně na:

- bílkoviny, - tuk, - popel, - vodu.

Pokud jde o:

- vývojové změny růstu prasat, probíhají ve dvou vlnách, a to:- primární = probíhající z kraniální oblasti dolů do obličejové části hlavy a dozadu do bederní krajiny,- sekundární = vycházející z dolní části končetin metakarpu a metatarzu dolů k prstům a směrem vzhůru podél končetin a trupu do krajiny bederní,

která je nejpozději se utvářející částí těla.

- rytmičnost a cykličnost růstu probíhá v pravidelných rytmech elevace a deprese, a je dána přibližně:

- 8 denním rytmem ( 4 dny elevace, 4 dny deprese ), - 2 denním rytmem ( uvnitř 4 denní elevace je ještě 2denní rytmus – 1 den elevace a 1 den deprese a opačně)

- intenzitu růstu jednotlivých tkání u prasat, platí že:- kostra má nejnižší intenzitu růstu, nejnižší z kostry pak lebka,- svaly obecně vykazují největší růst, nejvyšší intenzitu má svalstvo beder a pánve, nejnižší pak krku a hrudi. Svalstvo horních částí končetin roste rychleji než spodních částí, tuková tkáň má poměrně vysokou intenzitu růstu po narození do 4. týdne, kdy klesá a opět stoupá po 16. týdnu věku.

Období elevace lze považovat za období intenzivního růstu provázené kvantitativními změnami, období deprese pak za formování, resp. za období vývinu, vyznačující se změnami kvalitativními. Tato zákonitost rytmičnosti, projevující se v optimálních podmínkách je viditelným projevem životních dějů zajišťujících:

- nepřepínání organismu v určitém směru a výkonu,- harmonický průběh růstových a vývojových pochodů.

Obecně lze konstatovat ve vztahu ke složení těla prasete: - sele se rodí s velmi malým množstvím tuku a přírůstek tuku je ze začátku velmi rychlý,- následný obsah lipidů je v kladném vztahu k živé hmotnosti,- množství proteinů v těle je mnohem stálejší než množství lipidů,- poměr voda : proteiny se zmenšuje s rostoucí živou hmotností,- obsah živin v krmivu ovlivňuje poměr lipidy : proteiny.

Růst tělesných komponent (Y) s ohledem na porážkovou hmotnost ( X) a pohlaví dle Y = aXb

kanci prasnice kastráti Y b a b a b a Množství proteinů 0.963 0.193 0.927 0.210 0.850 0.281 Množství vody 0.862 0.928 0.830 1.01 0.778 1.241 Množství lipidů 1.52 0.020 1.63 0.016 1.67 0.013 Množství popela 0.923 0.049 0.923 0.046 0.896 0.053

Nerovnováha lipidů a proteinů v těle zvířat:- existuje při narození,- dorovná se během 1 měsíce,- znovu se objevuje po odstavu, - poměr lipidy : proteiny klesá až na 0.4, - poměr lipidy : proteiny = 1 při krmení ad-libitum v 80 kg,- poměr lipidy : proteiny = 0,8 a méně při omezeném krmení po celý výkrm, - tendence ke vzrůstající tučnosti spolu s tělesnou hmotností je silně ovlivňován = výživou, = pohlavím, = genotypem.

Poměr tělesných proteinů : lipidům s ohledem na hmotnost Hmotnost Proteiny Lipidy 20 kg 16.6 % 10.7 %   70 kg 16,0 % 22.9 %

0

50

100

150

200

250

Age, d

g/d

protein tuk

Růst jatečných půlek a jejich chemické složení ve vztahu k hmotnosti před porážkou prasat krmených ad libitum:

- mezi 20 a 200 kg živé váhy tučné partie a tuk rostou relativně rychleji než tělo jako celek,- tento efekt je silnější u kastrátů než u kanců a u prasnic je uprostřed,- je přímá úměra mezi obsahem vody a proteinů,- je nepřímá úměra mezi obsahem vody a lipidů.

Minerální složení těla prasat je relativně stálé, možná proto, že obsah minerálií v krmivu normálně není limitujícím faktorem ovlivňujícím růst vykrmovaných prasat. Stálost minerálního složení je podkladem pro porovnávání ostatních komponent růstu., jako proteinů, lipidů, apod.

Minerální složení těla prasat (g/kg netučné tkáně) Ca = 12.0 P = 7.0K = 2.8 Na = 1.5

Mg = 0.45 Fe = 0.09 Zn = 0.03 Cu = 0.003

1.Růst a vývin kostryKostra jatečných prasat, má funkci - mechanickou,Kostra jatečných prasat, má funkci - mechanickou,

- opornou.- opornou.Skládá se z typů kostí - krátkých, - dlouhých, - plochých.

Složky materiálu kostní tkáně:- osteocyty = oválné buňky produkující látky nezbytné pro stavbu mezibuněčné hmoty (matrix), které nejsou schopny dělení, nacházející se v komůrkách matrix, - osteoklast = buňky rozrušující matrix kosti, - matrix = tvořící podstatnou složku kostí, jejíž součásti jsou: - organický materiál = představující 30-40% sušiny, nejdůležitější složky: - kolagen (ossein), - nekolagenní bílkoviny, obsahující vysoký podíl kyselých aminokyselin, ionty vápníku a fosfátové skupiny, - mukopolysacharidy, - anorganické látky = představující 60-70% sušiny, nejdůležitější složky: - hydroxiapatit [Ca(OH)2 . 3Ca3(PO4)2], - minerální soli, ukládané na povrchu svazečků kolagenních vláken .

Kompaktní kost

Okostice(Periost)

Minerální krystaly

Kolagenová vlákna

Lakuna s kostní buňkou (osteoblast)Haversův systém Haversův kanálek s krevními

cévami

Výsledkem interakce stavební aktivity osteocytů a resorbční činnosti osteoklastů v průběhu růstu je změna tvaru kosti. Oba tyto protichůdné procesy jsou v rovnováze v dospělosti.

Materiál kosti je uspořádán do základní stavební jednotky – osteonu, jež se skládá z: - Haversova kanálku = představující střed, obsahující cévy a nervy, - 6 - 18 kruhových lamel = obsahující koncentricky rozmístěné osteocyty.

V prostorách mezi jednotlivými osteony jsou lamely vmezeřené, při povrchu a obvodu kosti pak lamely plášťové. Ty, představující povrch kosti, jsou kryty okosticí (periost), obsahující cévy a nervy, které do kosti vstupují Volkmannovými kanálky.

Vnitřní dutiny (dlouhých kostí) vystýlá blána endosteum, mající vrstvu: zevní tuhou = obsahuje cévy a kolagenní vlákna, střední elastickou, vnitřní (kambiální) = je zdrojem vzniku osteoblastů.

Vývoj kostí, jehož základem jsou buňky mezenchymu, se uskutečňuje osifikací:

1. primární = tedy tvorbou kostní tkáně na chrupavkovém podkladu. Jde o dvojí typ osifikace, a to :

A) chondrogenní = představující proces postupné náhrady chrupavkového modelu kostní tkání. Je nejčastěji demonstrována na dlouhých kostech, které se skládají z trubicové diafýzy a epifýz. V procesech diferenciace kostní tkáně a růstu

kostí rozlišujeme dále osifikaci: enchondrální = odpovídající za růst délkových rozměrů kostí, kdy zahájení osifikace dochází zhruba uprostřed diafýzy, v oblastech epifýz jsou proliferizující zóny dělících se chondroblastů. Tato chrupavčitá zóna na rozhraní osifikované diafýzy a epifýzy je charakteristická zastoupením kyselých mukopolysacharidů v matrix, postupně se zmenšuje a po ukončení délkového růstu podléhá resorpci a osifikaci. V podstatě odpovídá za růst kosti do délky. Čím blíže k osifikujícímu středu kosti,

tím: - vyšší destrukce chrupavky, charakteristická výskytem

chondroklastů, které rozrušují chrupavkovou matrix,

- vyšší prolínání cév a pojiva z okostice,

- vyšší hypertrofie chondrocytů s intenzivní inkorporací sulfátů.

Prostorová stavba trámců spongiózní kosti

perichondrální = odpovídající za růst tloušťkových rozměrů kostí uskutečňující se činností osteoblastů v  kambiální vrstvě okostice s výsledkem tvorby lamel kolem tenkého pláště diafýzy. Protože k osifikaci dochází na preexistujícím vazivovém podkadu, matrix lamel uzavírá početná kolagenní vlákna a paralelně s procesem zvětšování tloušťky kosti dochází v důsledku resorpční činnosti osteoklastů k odbourávání vnitřních vrstev kosti a rozšíření centrální dutiny

vyplněné kostní dření. epifyzární = projevující se v počátku kalcifikací chrupavky v centrální oblasti hlavice kosti, tzv. osifikačním jádrem, ke kterému pronikají pupeny krevních cév a pojivo progenitorních buněk z nichž se diferencují osteoblasty a osteoklasty. Protože hlavice kosti nemá centrální dutinu, jejich výsledkem je tvorba spongiozní struktury kostní tkáně (trámce) uspořádané k odolnosti působení tlaku.

B) desmogenní = proces přímé impregnace vazivového podkladu anorganickou složkou, kdy mezenchymatické buňky se uspořádají do dvou vrstev a některé z nich jsou diferencovány na osteoblasty pronikající mezi zmíněné vrstvy. Jejich činností vznikají kolagenní vlákna, která jsou impregnována anorganickým materiálem.

2. sekundární = jejíž úlohou je v procesu vývoje a růstu, zpevnění kostí. Její podstatou je postupné vmezeřování nových haversových osteonů jako výsledek působení osteoklastů, rozrušujících primární kost s následnou invazí cév s mladým vazivem a synteticky aktivními osteoblasty.

Faktory ovlivňující růst a vývin kostry

Průběh normálního růstu a vývinu kostí závisí od jejich osifikace. Ta je determinována mnoha faktory, z nichž nejdůležitější jsou:

= projevující se v genetických defektech či podmíněných odchylkách růstu kostry, mezi něž u prasat možno uvést: - osteochondrózu - porucha růstu epifyzární destičky dlouhých kostí a degenerace obratlových disků, projevující se syndromem slabosti končetin (SSK), - variabilitou počtu žeber a hrudních (13-17), resp. pánevních (5-7) obratlů, kterou možno ovlivňovat selekcí. = STH - při nedostatku je porucha enchondrální osifikace,= TSH - růst kostry,= parathormon - při nadbytku vyvolává dekalcifikaci kostí,= pohlavní hormony - v období dospívání přispívají k osifikaci epifyzární chrupavkové zóny.

= které se u prasat projevuje minimálně, nicméně je možno brát v úvahu vliv: - restrikce krmiva - drastická a dlouhodobá způsobuje redukci délkových rozměrů kostí a změny v periostální osifikaci, - vitaminu D - zvyšuje retenci Ca a P, jeho nedostatek způsobuje poruchy kalcifikace a rachitis,

- vitaminu A - jeho nadbytek způsobuje změkčování kostí a degenerativní procesy v chrupavkách.

1. genetické

2. hormonální

3. výživy

Růst kostry prasat v postnatálním období vykazuje vzhledem k živé hmotnosti:

-slabou negativně alometrickou tendenci (k=0,92) cca do 70 kg, při vyšších

hmotnostech se hodnota koeficientu snižuje,-snižování procentuálního zastoupení kostry v těle , kdy cca ve 25 kg činí podíl kostry 13,2 %, cca ve 110 kg již 9,2%,-zvětšování tloušťkových rozměrů kostí na úkor délkových, a to

v rozmezí 20 - 65 kg,-s ohledem na intenzivní selekci na vysoký podíl svaloviny opožďování dospělosti.

2. Růst a vývin svalstva

Základem produkce libového masa je růst a vývin kosterního svalstva. Svalová tkáň se vyvíjí z mezodermu.

Vývojová řada ke svalovému vláknu pak obsahuje následující buněčné typy:- mezenchymální buňky, - presumptivní myoblasty,- postmitotické myoblasty = v nichž po kvantální mitóze dochází k syntéze specifických svalových bílkovin a které se již dále nedělí a vzájemně splývají v

- myotuby = charakteristické centrální polohou jader a periferním žíháním, - svalová vlákna, představující: - syncysium (splynutí jednojaderných buněk), procházející svalem o různém průměru, který se s věkem zvyšuje, - základní jednotkou svalové tkáně, mající jádra pod membránou (sarkolemou), obklopenou jemnou pojivovou pochvou (endomysiem), a jež se sdružují v snopec vláken obklopený pojivovou pochvou (perimysium) a dále do většího počtu snopců vláken, majících na svém povrchu společnou pojivovou pochvu (epimysium), která je totožná s povrchovým obalem svalu.

Do svalu, který je s kostí spojen prostřednictvím šlach, v tzv.  neurovaskulárním hilu vstupují cévy a nervy, které se v jednotlivých typech pochev větví a pronikají do endomysia jednotlivých vláken.

Hlavní složkou svalových vláken jsou:- myofibrily = kontraktilní elementy charakteristické příčným pruhováním, působeno střídáním izotropní (jednolomné) a anizotropní (dvojlomné) hmoty, skládající se z : - myozinových - tlustých, - aktinových - tenkých s tropomyozinem filamentů. Z a T složka.

Svalová vlákna nejsou souborem stejnorodých elementů - rozlišujeme svalová vlákna:- bílá ( αW, αβ, IIB,II,A) mající:

- vysokou kontrakci, glykolytický metabolismus, - tloušťku,- unavitelnost,- malé krevní zásobení,- pravidelné uspořádání myofibril s úzkou Z-linií.

- intermediální ( β, βR, I,B ) mající:

- pomalou kontrakci, oxidativní metabolismus, malou unavitelnost, - střední tloušťku,

- bohaté krevní zásobení, - nepravidelné uspořádání myofibril se středním diametrem Z-linie.

- červená (αR, α, IIa,II,C ) mající:

- rychlou kontrakci, oxydativně glykolytický metabolismus, malou unavitelnost, - malou tloušťku,

- bohaté krevní zásobení, - pravidelné uspořádání myofibril se značně širokou Z-linií.

Snopec svalových vláken

Žíla

Tepna

Svalová vlákna

Jádro svalové buňky

Svalová buňka

Motorický nerv

Pruh I Pruh A Linie Z

Sarkomera

Závisí na: - typu příslušné motorické jednotky (neurální regulaci), uskutečňující se buď

transformací: - obou kategorií α, a β, nebo - α- typu v αR, či αW, zatímco β- typy zůstávají trvale červená.

- selekci na vysokou intenzitu růstu a jatečnou hodnotu: - zvyšuje četnost vláken αW v jatečném těle, což lze považovat za domestikační tendenci, - ovlivňuje kvalitu masa, apod.

Růst svalů se uskutečňuje do určité míry dvěma na sobě nezávislými procesy, a to: 1. zvyšováním počtu vláken (hyperplasií) v počátku postnatálního vývoje, 2. zvětšováním diametru a délky vláken (hypertrofií), v pozdějším věku s

charakteristickým vzestupem specifických svalových proteinů myozinu, aktinu, tropomyozinu aj. a úbytkem vody.

Vývoj typů svalových vláken vzniká diferenciací fetálních vláken: - primárních ( β, I),

- sekundárních ( α, II).

Složení svalové tkáně prasete s ohledem na věk Věk

Ukazatel (%) embryo sele prase46 dní 90 dní 1 den 21 dní 200 dní

obsah vody 92 87 82 78 74N-celkem 0,8 1,15 1,36 2,85 3,32N-intracelulární 0,65 0,85 0,87 2,18 2,78N-intracelulární 0,25 0,61 0,65 1,64 1,98N-sarkoplazmatický 0,4 0,24 0,22 0,54 0,8

Výše koeficientů růstu svalů od narození do 65 kg

Tělesná partie k Tělesná partie kpřední trup 0,933 hřbet 1,095plec 0,944 kýta 1,037přední koleno 0,894 zadní koleno 0,955spěnka 0,845 břicho 1,055

Faktory ovlivňující růst a vývin svaloviny

= hormony působící ve s ve směru: a) anabolickém - STH, insulin, androgeny, tyroxin (nadbytek), b) katabolickém - glukokortikoidy, tyroxin (nedostatek).

= výskyt: a) rozdílů ve frekvenci jednotlivých typů vláken majících za příčinu výskyt závažných defektů ve struktuře, fyziologických a biochemických vlastnostech svalové tkáně související s výskytem: - PSE a DFD svaloviny,

- svalové slabosti končetin ( roznožka, splay leg), při níž sele neudrží zadní končetiny u sebe, jejíž příčinou je: - redukce počtu myofibril ve vláknech, - relativně vysoká frekvence αW vláken,

b) meziplemenných a meziliniových rozdílů u prasat v celkovém obsahu kosterního svalstva, či jeho podílu z živé hmotnosti, což má ze zootechnického hlediska závažný význam pro selekci při hybridizaci.

Růst a vývin svaloviny jako funkce syntézy svalových bílkovin, závisí na působení faktorů:

1.genetických

2.vnitřní sekrece

= nutno dodržovat principu prvořadého významu posloupnosti fyziologických fází vývoje před posloupností věku. Toto se projeví především při uplatňování:

- restrikce KD = v období poslední třetiny embryonálního vývoje a po narození do odstavu vyvolává útlum syntézy DNA, RNA, svalových bílkovin, redukce počtu vláken a inhibice hyperplasie apod.. Po navození normální výživy dochází k časovému prodloužení určitých etap vývoje a růstu, - nevyvážené KD = s ohledem na aminokyselinové či minerálně- vitaminové zastoupení s možným projevem až svalové distrofie - MET, CYST, vit.E, Se apod., - nadměrná výživa = růst svalstva ovlivňuje minimálně.

= obecně se stimulačně projevuje v procesech syntézy svalových proteinů a není závislý na hormonálním působení- - možnost welfare.

Růst a vývin kosterního svalstva ve vztahu k hmotnosti je nerovnoměrný, je izometrický nebo pozitivně alometrický (k > 1) v období postnatálním.Nerovnoměrnost růstu se projevuje i v rámci samotné svalové soustavy - muskulatury, jejíž růst má monofázickou převládající tendenci. Nejvýznamnější změny v utváření proporcí se uskutečňují do cca 25 kg, rozsah změn v dalších hmotnostních kategoriích ( 70,90,115 kg) je menší.

3.výživy

4.aktivního pohybu

Koeficienty růstu svalových komplexů s vyznačením meziplemenných diferencí (Daviese 1974)

3. Růst a vývin tukuTuková tkáň je hlavním rezervoárem energie a zabezpečuje Tuková tkáň je hlavním rezervoárem energie a zabezpečuje

tepelnou izolaci organismu.tepelnou izolaci organismu.

Základem jejího vývoje je mezenchym, jehož vývojová řada k jednotce tukové tkáně – adipocytu - obsahuje následující buněčnou řadu: - mezenchym, - fibroblasty , či retikulární buňky, - preadipocyty = ze kterých, s ohledem na jejich inervaci a druh, vznikají buňky tukové tkáně:

- hnědé = významné pouze v procesu termoregulace novorozenců a vyskytující se jen u zimních spáčů, u prasat se vůbec nevyskytující, - bílé = jejíž jednotkou jsou buňky pojivového charakteru, - adipocyty = rozptýlené ve shlucích kolem cév, v kostní dřeni, podkoží, mezi a uvnitř svalů, mezenteriu, tukových depech dutiny břišní, u ledvin, jejichž charakteristickým rysem je: - velká tuková kapénka zaujímající většinu prostoru buňky, - jádro a úzký proužek cytoplazmy na periferii buňky.

Vývoj tukové tkáně (adipogeneze) u prasat začíná později než u jiných hospodářských zvířat, a to cca v 50-70. dni embryonálního vývoje. Vzestup hmotnosti tukové složky organizmu v průběhu ontogeneze je výsledkem kombinace procesů:

- hypertrofie = vyjádřenou diferenciací adipocytů s projevem vzniku tukových kapének v cytoplasmě na její úkor, splýváním jednotlivých vakuol v důsledku akumulace lipidů v cytoplasmě, resp. v buňce, trvající zhruba do odstavu, při bezprostřední návaznosti procesu, - hyperplazie adipocytů = zvětšování objemu buněk.

Věk (dny) Velikost adipocytu (μm)87 69,8145 98,8188 117,4

V jednotlivých depotních oblastech není však akumulace tuku rovnomněrná. Nejvyšší vzestup zaznamenává ventrální a střední oblast středního úseku hřbetu, nejnižší pak podíl tuku v kýtě a krční oblasti. Množství tukových rezerv, které v porovnání s jinými hospodářskými zvířaty u prasat jsou nejvyšší, je s ohledem na jednotlivé oblasti následující: - podkožní 68-71%, - perirenální 5-7 %, - mezenteriální 1-3%, - mezisvalový 11-17 %, - intramuskulární 1-5%.

Faktory ovlivňující růst a vývin tělesných komponentů:

A. Vnitřní faktory ovlivňující růst: Ústředním místem procesu vývoje a růstu organismů je syntéza bílkovin řízená mechanismy genetické informace.

Obecně je genetickým markerem gen, skupina genů či jiné sekvence bazí v DNA, ve kterých existuje variabilita, vykazující:

-kodominantní typ dědičnosti,-heritabilitu rovnou 1,-stanovitelnost kdykoli, a to bez ohledu na: - věk, - pohlaví zvířete.

1. Genetické markery:

Efekt genu je pleiotropní, uvedené genotypy ovlivňují následující produkční znaky:

- MHS, - stresové reakce, - úhyny, - podíl libového masa, - výskyt PSE masa, - ekonomikou masné produkce.

I. Gen stresů = gen - halothanový – HAL, - ryadinového receptoru – RYR1, - vápníkového kanálu – CRC. Vyskytuje se na 6. chromozomu a DNA testem se stanovují genotypy určené alelami N a n (N/N, N/n, n/n), lišící se od sebe záměnou báze C a T. V případě výskytu base

- C je to alela N , související s odolností, menší zmasilostí, vyšší růstovou intenzitou, vyšším podílem intramuskulárního tuku, - T pak alela n, vnášející do genotypu vyšší citlivost a zmasilost.

Mezi významné markery ovlivňující masnou užitkovost patří:

Pro jatečné účely jsou jako nejvhodnější prasata genotypu N/n.

II.Gen myogenin, který ovlivňuje:- počet svalových vláken při narození,- hmotnost selat při narození, - obsah svaloviny.

Možné genotypy prasat jsou určeny alelami: - A = související s vyšší porodní hmotností a zmasilostí,

- a = související s vyšší růstovou intenzitou.

III. Gen pro intramuskulární tuk ( H - FABP) Možné genotypy prasat jsou dány alelami:

- D = související s vyšším výskytem intramuskulárního tuku, - d = související s tendencí opačnou.

IV.Gen růstového hormonu (GH) Možné genotypy prasat jsou dány alelami:

- D = související s vyššími přírůstky, nižší výškou hřbetního tuku, - d = související s vyšší zmasilostí.

V. Další geny ovlivňující masnou produkci K růstu a produkci masa u prasat jsou genetické markery (QTL) vyhledávány již řadu let a za kandidátní geny jsou v tomto ohledu považovány:

- gen leptinu (obezity) a receptoru leptinu a některé další.

Významnou úlohu ve vývoji a růstu organismů má mnohostranná účast hormonů v metabolických a fyziologických procesech, ovlivňujích:

- syntézu nukleových kyselin ( replikace DNA, možné změny transkripčního a translačního úseku a tím i realizace genetické informace, spoluúčast při vytváření definitivní struktury proteinů, jako základu enzymů či buněčných membrán, apod.), - inkorporaci aminokyselin, - bilanci dusíku, - absorpci a utilizaci živin, apod..

- zvýšení retence dusíku,- snížení exkrece dusíku, - vzestupu inkorporace aminokyselin v buněčných proteinech a jejich pokles v krevní plazmě,- stimulaci syntézy bílkovin, - mobilizaci energetických zdrojů, spolupůsobením v energetickém režimu organismu, metabolismu tuků a glycidů,

2. Soustava vnitřní sekrece

V biosyntetických procesech vývoje a růstu organismu jsou velmi významné produkty:

adenohypofýzy = místa tvorby a produkce růstového hormonu STH, mající anabolický efekt, účastnící se v organizmu na:

- redukci konverze glukózy na mastné kyseliny, - podpoře lipolýzy v tukových buňkách za vzestupu lipidů v krevní plazmě, které se tak stávají zdrojem snadno zužitkovatelné energie, - podpoře růstu kosterního svalstva, dokonce až na úkor akumulace bílkovin v buňkách vnitřních orgánů, - podpoře růstu chrupavčité a kostní tkáně a osifikaci rozhraní epifýzy a diafýzy dlouhých kostí.

- potlačování hladiny cukru v krvi, a glukoneogeneze ( tvorba glukózy z aminokyselin a mastných kyselin,- podporuje využití glukózy v procesu syntézy tuků, - zvyšuje podíl glukózy při výdeji energie ( šetří se bílkoviny a tukové rezervy ),- anabolický účinek inzulínu v procesech syntézy bílkovin:

- přímý, - nepřímý - prostřednictvím stimulace STH a mobilizací energetických zdrojů (tendence k ukládání tuku bývá provázena zvýšenou sekrecí inzulínu a naopak sníženou produkcí STH).

pankreatu = endokrinní funkce je sekrece inzulínu jehož charakteristickým účinkem je:

- zvyšování tkáňových oxidací, - vzestup metabolického obratu glycidů, lipidů a bílkovin, - zvýšení štěpení jaderného glykogenu a utilizaci glukózy, lipidů, - urychlení katabolismus proteinů.

- mobilizující tkáňové proteiny zejména kosterního svalstva, - stimulující glukoneogenezi, - inhibující syntézu mastných kyselin z glukózy,

- způsobující negativní bilanci dusíku při hyperfunkci glukokortikoidů.

= samčí pohlavní hormon testosteron, působící ve směru: - celkového anabolického účinku, podněcující růst, = samičí pohlavní hormony estrogeny, působící ve směru: - zvýšení syntézy proteinů především v cílových tkáních.

štítné žlázy = jejíž funkcí v endokrinním systému je sekrece tyroxinu, jež způsobuje v organismu:

nadledvinek = produkující glukokortikoidy:

pohlavních gonád =

3. Plemenná příslušnost, hybridizace Jsou limitujícím faktorem: - tělesné stavby , - intenzity růstu v různých vývojových fázích zvířete.V rámci každého plemene existuje totiž, a to i nezávisle na užitkovém směru, několik biotypů zvířat, projevujících se specificky v: - typu tělesné stavby, - ve variabilitě výkrmových schopností.

Při využití všech poznatků (zákonitosti vztahu jednotlivých tělesných měr k následné produkční užitkovosti) je nutné mít na zřeteli, že výsledky jsou determinovány

- vlivem prostředí, - vyhraněností užitkových typů v rámci plemene, což ztěžuje možnou předpověď užitkovosti pro daný chov.

4. Pohlaví V průměru jsou nejvyšší hodnoty růstu vyjádřeny denním přírůstkem u kanečků, potom u kastrátů (vepři, nunvy) a nakonec u prasniček. Výkrmnost, tedy růst ovlivňuje věk při kastraci, ve vztahu k  nekastrovaným zvířatům však nemusí být vždy horší. U moderních genotypů prasat díky vysoké počáteční intenzitě růstu je ekonomický výkrm do nižších porážkových hmotností.

5

10

15

20

25

30

35

20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

hmotnost (kg)

N (g

/d)

Tvorba svaloviny / vliv pohlaví

kanečci

prasničky

vepříci

B. Vnější faktory ovlivňující růst:Mezi vnější faktory ovlivňující růst prasat patří především zootechnická opatření směřující k využití maximální růstové potence prasat a k jejich uniformitě, tedy sledování jejich věku k hmotnosti, selekce, jejich výživa a krmení, systém ustájení a zdravotní stav.

1. Věk a hmotnost prasatlze v zootechnické práci využít pro: - hodnocení intenzity růstu jednotlivých kategorií prasat,

- vytváření požadované vyrovnanosti, tedy uniformity prasat, - optimalizaci techniky a technologie ustájení a výživy prasat,- cykličnosti a rytmičnosti výroby masa a tedy k ekonomice celkové produkce chovu.

Ze zootechnického hlediska je důležité znát růst svalstva ve vztahu k ostatním složkám těla, tedy k podílu kostí a tuku.Ze zákonitostí alometrického růstu vyplývá, že v průběhu postnatálního vývoje rostou tyto 3 soustavy s rozdílnou intenzitou.

Vliv věku a hmotnosti se zintenzivňuje cca v  90 kg živé hmotnosti kdy prasata již začínají mít:

- nižší intenzitu relativního růstu svalstva,- počátek stoupající tvorby tuku,- vykazují cca = 85% celkového obsahu svalstva, = 66% tuku ve vztahu k 115 kg živé hmotnosti, - koeficienty růstu = masa 1,04 s kraniokaudálním a distoproximálním gradientem odvislým více či méně od plemen = kostí 0,75, = tuku 1,20.

Změny poměru maso:kosti:tuk % složek

Hmotnost (kg) 23 kg 68 kg 91 kg 114 kgvepř. pras. vepř. pras. vepř. pras. vepř. pras.

Maso 59 62 54 58 51 56 46 52Kosti 13 13 11 10 10 10 9 10Tuk 28 25 35 32 39 34 45 38

Vysoký tlak na dosažení užitkovosti zapříčiňuje, že efekt selekce - nemusí být provázen odpovídající redukcí celkového tuku, - se promítá v opožďování adipogeneze a akumulaci rezerv, - se promítá do zhoršené kvality masa,

- s ohledem na čas a zastoupení komponentů maso:kosti:tuk je málo výrazný u plemen a kříženců, avšak variabilita poměru těchto složek je značná a je zdrojem pro další moderní selekční postupy.

Vzhledem k tomu, že produkční vlastnosti vykazují střední až vysokou heritabilitu, lze toho poměrně účinně využívat ve vztahu k produkci moderních genotypů prasat vyznačujících se vysokou růstovou intenzitou a zmasilostí s minimálním podílem tuku

Výživa a krmení je považována za nejdůležitější činitel ovlivňující růst a tedy i rentabilitu výroby vepřového masa. Ta je ekonomická pouze při intenzívní výživě

zvířat, která umožňuje optimální využití počáteční růstové kapacity zvířat.

2. Selekce

3. Vliv výživy

Výkrm prasat do různých hmotností musí racionálně využívat obecné zákonitosti vývoje tkání, orgánů a masných partií během života a schopnost zvířete využívat živiny navrhovaných krmných dávek. Jejich sestavení a optimalizace se provádí na podkladě živinových hodnot, které uvádějí normy. Ty se průběžně korigují s ohledem na genetický progres v chovu prasat.

Platí, že se zvyšujícím se věkem a živou hmotností se zvyšuje potřeba živin na jeden kilogram přírůstku v důsledku intenzivnější tvorby tuku.Tvorbu tuku je možno ovlivňovat přívodem energie v krmivu, v různých obměnách (různé typy restrikcí). Výše energie, bez ohledu na genotyp, ovlivňuje využití ostatních složek KD, hlavně bílkovin, jejichž vliv je v tomto ohledu méně významný a zvyšování jejich příjmu ovlivňuje přírůstky hmotnosti pouze při současném zvýšení energetické složky krmné dávky.

přívod energie KD Ukazatel vysoký nízký

Maso 45 52Kosti 9 10Tuk 46 38

Hodnocení výkrmnosti dle typu výživy průměrný denní přírůstek (proloženo polynomickou křivkou 2)

550

600

650

700

750

800

850

900

950

1000

1050

85 95 105 115 125 135 145 155 165 175Věk [dny]

Pří

růst

ek [

g/de

n]

skupina 1skupina 2skupina 3Šimeček - masný typŠimeček supermasný typ

Hodnocení výkrmnosti dle typu výživyprůměrná spotřeba krmiva na kg přírůstku

(proloženo polynomickou křivkou 2)

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

85 95 105 115 125 135 145 155 165 175

Věk [dny]

Sp

otř

eb

a K

KS

na

1kg

p

řírů

stku

[kg

KK

S/k

g p

řírů

stku

]

skupina 1skupina 2skupina 3Šimeček - masný typŠimeček supermasný typ

Hodnocení výkrmnosti dle typu výživy denní spotřeba krmiva (proloženo polynomickou křivkou 2)

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

85 95 105 115 125 135 145 155 165 175Věk [dny]

De

nn

í sp

otř

eb

a K

KS

[kg

KK

S/d

en

]

skupina 1skupina 2skupina 3Šimeček masný typŠimeček supermasný typ

Hodnocení růstuPodkladem pro používání jednotlivých metod hodnocení růstu je zjišťování jednoho nebo více znaků na zvířeti, v pravidelných či nepravidelných časových intervalech, s ohledem na délku sledované růstové fáze a věku (size-age data).

Z těchto znaků je nejvýraznějším kriteriem hodnocení růstu hmotnost.Rovněž měření zvířat je důležité při hodnocení exteriéru( indexy), tělesné míry

však kvantifikují délkové rozměry, nikoliv změny hmotnosti.

Dle charakteru výchozích údajů lze size-age data rozdělit na typ:

- statický = jde pouze o jedno pozorování jedné či více proměnných u skupiny jedinců téhož věku ( hodnocení utváření, h2),

- průřezový = jde o jedno měření namátkově vybraných zvířat bez ohledu na jejich věk, který pro každé zvíře je znám ( průměrná růstová křivka),

- longitudinální = poskytuje informaci jak statických, tak průřezových dat, kdy každé zvířete má s ohledem na čas k dispozici kompletní sérii měření ( proměnlivost růstu),

- smíšený průřezový - případ jednorázového odsledování znaku či znaků zvířat neznámého původu a věku ( odchyt, naskladnění výkrmu při otevřeném obratu stáda),

- smíšený longitudinální = všechna zvířata nemají veškeré údaje z hlediska stejného věku, mají tedy longitudinální a průřezová data.

K vyjádření a hodnocení růstu při jeho studiu možno použít metod:- matematicko-statistických,- grafických.

Matematicko-statistické metody

Jejich principem je základní společný rys všech teorií růstu, tedy že růst je přírůstkem organické hmoty, který lze vyjádřit buď absolutně, nebo relativně.

Účelem těchto metod je postihnout absolutní nebo relativní míru intenzity růstu buď celého organizmu,nebo jeho jednotlivých částí: a) nezávisle na sobě, b) ve vzájemné závislosti.

ad a) Nejčastější vyjádření rychlosti růstu = růstové křivky

W2 – W1 W1 - hmotnost na počátku období,

- absolutního = ----------- W2 - hmotnost na konci období,

t2 - t1 t1 - věk na začátku období, t2 - věk na konci období.

W2 – W1 W2 – W1

- relativního = ------------ x 100, nebo ------------------- W1 (W1 + W2) . 0,5

Výše hodnot absolutního či relativního růstu závisí však na okolnosti, zda-li byl zjišťován ve fázi:

- autoakcelerační = období intenzivního růstu, - autoretardační = období poklesu a doznívání intenzity růstu.

Pro obě fáze byly konstruovány rovnice a odvozeny tzv. růstové konstanty, vyjadřující relativní míru růstu pro příslušný časový úsek:

dH/dt- autoakcelerační fázi k = ------------ , H H - hmotnost v čase t,

A - hmotnost v čase 0. dH/dt dH -

- autoretardační fázi k = ------------. dt - A - H

ad b) Vedle metod sledujících intenzitu růstu bez vzájemné závislosti na sobě existují metody sledující tzv. korelační růst

Jde o: - matematickou interpretaci vzájemných vztahů mezi částmi těla a těla jako celku,

- zachycení nerovnoměrnosti vývinu jednotlivých částí těla (alometrie).

Základní vzorec alometrie je: y = b . xk

kde y - hmotnost (rozměr) části, x - hmotnost ( rozměr) celku, b - iniciální růstový index ( poměr relativní rychlosti růstu zkoumaného orgánu a celého organizmu - y/x ),

k - růstová konstanta.

Z uvedeného vzorce lze logaritmicky odvodit tzv. alometrickou růstovou konstantu k = (log y – log b) / log x,

vyjadřující vztah růstu sledovaných částí těla vůči velikosti těla celého.

Z hlediska její velikosti nastávají 3 případy: - izometrie - k = 1, obě části rostou stejně,- negativní alometrii - k 1 , část má vůči celku menší intenzitu růstu, - pozitivní alometrii - k 1 , část má vůči celku větší intenzitu růstu.

Jedná se o grafické znázornění absolutních či relativních Jedná se o grafické znázornění absolutních či relativních hodnot zjištěných měřením nebo vážením.hodnot zjištěných měřením nebo vážením.

Grafické metody

Průběh růstu lze vyjádřit: růstovou křivkou = tedy spojnicí bodů vyjadřujících kumulované zvýšení měřené jednotky v závislosti na čase. Získá se vynášením podkladových hodnot, které se zjišťují sledováním živé hmotnosti nebo tělesných měr v pravidelných intervalech do soustavy pravoúhlých souřadnic. Počátek křivky je pomalý, pak prudce stoupá do bodu inflexe. Za ním má křivka již sestupnou tendenci. Průběh růstu se tak dělí na fázi: - autoakcelerační, - autoretardační.

Stanovení inflexního bodu růstové křivky je velmi dobře použitelné jako kriterium ranosti a může z něj být velmi dobře odvozena např. optimální porážková hmotnost, pomocí:

Růstová křivka živé hmotnosti ( I bod inflexe) Křivka průměrných denních přírůstků

Křivka relativního růstu

- křivka denních přírůstků za akumulované časové intervaly = vzniká na podkladě stanovených přírůstků na čase vždy od počátku prvního zjištění,

- křivka průměrných denních přírůstků = vzniká spojením průsečíků hodnot denních přírůstků a odpovídajícího času v pravoúhlé soustavě souřadnic. Křivka vyjadřuje absolutní rychlost růstu v průběhu sledovaného období,- křivka relativního růstu = spojuje průsečíky hodnot relativních přírůstků v závislosti na čase,

- exterierový profil = slouží k vystižení změn v utváření těla mezi skupinami.

Z dalších, velmi důležitých hodnocení používaných v chovu prasat je kombinace:

- grafických metod s matematicko-statistickými hodnoceními, - grafických metod s některými z matematickými metodami umožňující vyjádřit biologickou podstatu růstu v co nejobecnější rovnici umožňující předpověď rozměrů v různém věku ( hmotnosti ) u různých kategorií.

Důležité je upozornit na kombinační závislostí věk, hmotnost, konverze a denní příjem krmiva vyjádřené: - v co nejkratších časových údobích ( týden ) – lze tak odhalit několik akceleračních a depresivních vln za dané období,

- po polynomické úpravě dochází k eliminaci plus a minus variant průběhu růstové křivky.

Exterriérový profil