Embryostudier belyser insulinets roll vid försämrad fruktsamhet hos kor

Nedsatt fruktsamhet är ett ökande problem i mjölkkobesättningar. Det leder till utslagning av djur med dålig reproduktionsförmåga och ekonomiska förluster för bonden. En tydlig riskgrupp är moderdjur med obalans i ämnesomsättningen. Både kvigor som är för feta och mjölkkor som inte klarar energiförsörjningen när mjölkproduktionen sätter igång har ibland svårt att bli dräktiga. På ett liknande sätt finns det en koppling mellan infertilitet hos kvinnor och ämnesomsättningssjukdomar såsom diabetes, fetma och insulinresistens.

Denise Laskowskis avhandling handlar om det unga embryots utveckling och överlevnad hos kor med en ämnesomsättning i obalans. Den tidiga embryoutvecklingen är en väldigt känslig process och embryot påverkas av miljön det utvecklas i, det vill säga av moderns ämnesomsättning. För att undersöka hur olika substanser påverkar utvecklingen kan man göra laboratorieförsök med provrörsbefruktning.

Denise Laskowski har använt äggceller som samlats in från slaktade kor. Under äggcellernas mognadsfas behandlades vissa av dem med förhöjda nivåer av insulin. Därefter befruktades alla äggceller och efter ytterligare åtta dagar jämfördes embryonas överlevnad och utseende samt aktiviteten hos ett antal gener som har viktiga funktioner under denna utvecklingsfas.

Insulintillsats störde utvecklingen

I försöken visade det sig att färre embryon utvecklades normalt då äggen hade mognat vid en förhöjd insulinnivå. Dessutom fick embryona ett annorlunda utseende. Cellstrukturer som är kopplade till energiomsättning (mitokondrier) och cellstabilitet (aktin) var förändrade, och insulinbehandlade embryon hade fler celler – de hade alltså vuxit snabbare.

Denise Laskowski och hennes kollegor kunde också se att insulinbehandlingen ledde till förändrad aktivitet på gennivå.

– Vi såg att gener som är kopplade till ämnesomsättning, stress, celltillväxt och fetma var aktiva i högre grad om äggcellen mognade med insulintillsats, och det kan vara förklaringar till den försämrade embryoöverlevnaden i insulingrupperna, säger Denise Laskowski.

Likheter mellan tidig embyoutveckling hos ko och människa

Resultaten ökar förståelsen för de processer som leder till att embryon har sämre överlevnad när moderns ämnesomsättning är i obalans. Eftersom så många viktiga kroppsfunktioner anläggs tidigt i utvecklingen finns det en risk att embryon som överlever ämnesomsättningsstress har en benägenhet att drabbas av ohälsa senare i livet. Mjölksektorn är beroende av friska, fruktsamma kor och det är därför viktigt att förstå sambandet mellan ämnesomsättningsstörningar och dålig fruktsamhet.

Den tidiga embryoutvecklingen hos kor har många likheter med embryoutveckling hos människa, och resultaten kan därmed också hjälpa oss att förstå möjliga orsaker till infertilitet hos insulinresistenta kvinnor. Genom att använda en laboratoriemodell för kor kan man undvika etiska dilemman som uppstår vid forskning med humana embryon.

Mer om insulin

Insulin är ett viktigt hormon som reglerar ämnesomsättningen hos däggdjur. Insulinvärdet i blodet kan vara förhöjt hos djur eller människor som är överviktiga och detta kan leda till insulinresistens och diabetes. Dessutom används insulin som tillväxtfaktor vid provrörsbefruktning hos människa, utan att det är helt klarlagt var gränsen går mellan lämpliga och skadliga nivåer.

En längre sammanfattning på svenska finns på s 109–110 i avhandlingen.

__________

Doktorand Denise Laskowski, institutionen för kliniska vetenskaper, försvarade sin doktorsavhandling Insulin and the early bovine embryo – Influences on in vitro development, gene expression, and morphology vid SLU i Uppsala den 15 september 2017. Opponent var professor Christine Wrenzycki, Justus Liebig University, Giessen, Tyskland

Mer information

Denise Laskowski
Institutionen för kliniska vetenskaper, Avdelningen för reproduktion
Sveriges lantbruksuniversitet
018-67 18 70, denise.laskowski@slu.se
http://www.slu.se/cv/denise-laskowski/

Länk till avhandlingen (pdf)
https://pub.epsilon.slu.se/14494/

Pressbilder

(Får publiceras fritt i anslutning till artiklar om detta pressmeddelande. Fotograf ska anges.)

Koembryo, dag 8 i utvecklingen, som färgats för att tydliggöra olika strukturer. Grönt visar cellskelettet (aktin), blått visar cellkärnor (DNA) och orange visar mitokondrier. Foto: Denise Laskowski

Denise Laskowski. Foto: Pasi Rautsiala