Genetiken bakom elitprestationer hos kallblodstravare har undersökts

Hästar är utmärkta atleter, och vid arbete kan deras stora hjärtan pumpa upp till 400 liter blod per minut. Sedan den domesticerades för ungefär 4000–5500 år sedan har hästen avlats för egenskaper som styrka, snabbhet och gångartsförmåga. Den långa urvalsprocessen och den stora variationen mellan de många raserna gör hästen till en perfekt modell för studier av genetiken bakom komplexa biologiska processer. Många sjukdomar och tillstånd som påverkar människor förekommer också hos hästar, och med hästen som modell kan vi få mer information om de biologiska mekanismerna bakom dessa tillstånd och därigenom förbättra diagnostik och behandling. 

Maria Rosengren har i sitt doktorsarbete undersökt den genetiska bakgrunden till atletisk prestation och exteriör hos hästar, och har dessutom undersökt inavelsgraden hos kallblodstravare.

Liksom elitidrottare måste tävlingshästar ha optimala genetiska förutsättningar för att tolerera hård träning och vinna tävlingslopp. Med hjälp av flera genetiska kartläggningsmetoder visar Maria Rosengren och hennes kollegor att atletisk prestation hos kallblodstravare påverkas av många gener och att inte bara fysiska egenskaper är viktiga, utan också mentala egenskaper såsom minne och inlärning.

– Hästar som har lätt att lära sig rutinerna för träning och tävling har sannolikt lättare att anpassa sig och fokusera på tävlingsloppen, säger Maria Rosengren.

I en av studierna undersöktes genetisk reglering av atletisk prestation och blodtryck hos kallblodstravare. Hästar som bar på genetiska varianter som är ogynnsamma för atletisk prestation hade högre träningsrelaterat blodtryck, högre mängd av ett kärlsammandragande protein (endotelin 1) samt lägre mängd av ett kärlvidgande protein (endotelin 3). Dessutom hade de ökad mängd av proteiner som är kopplade till inflammation och blodets koaguleringsförmåga.

–  Dessa hästar hade högre blodtryck under träning och behövde längre tid för att återgå till viloblodtrycksvärden efter träningen jämfört med hästarna som bar på de gynnsamma genetiska varianter som är förknippade med elitprestation, säger Maria Rosengren.

Det intensiva arbete som hästar utför under träning och tävling framkallar en fysisk stressreaktion som ger mer energi till de arbetande musklerna. Stresshormonerna som frigörs påverkar även inflammatoriska processer samt blodtrycket. Hästar som bär på de genvarianter som är kopplade till elitprestation presterar sannolikt bättre för att de bättre kan få ut syre och energi till de arbetande musklerna när kärlen är vidgade och blodtrycket är lägre. En praktisk tillämpning av dessa upptäckter skulle kunna vara att ta fram biomarkörer för inflammatoriska faktorer, för att övervaka träningsrelaterade tillstånd såsom överträning.

Kallblodstravare har sedan mer än sextio år avlats starkt för prestation på travbanan och ett fåtal populära hingstar dominerar aveln. En särskild studie i avhandlingen visar att inavelsgraden ökade gradvis under åren 2000–2009 och att genetiska analyser ger ett mer exakt mått på inavelsgraden än den information från stamtavlor som används idag. Därför skulle genomiska mått på inavelsgrad kunna användas för att förhindra fortsatt ökad inavel.

Det är välkänt att ryggens och korsets exteriör påverkar prestationsförmågan hos islandshästar. Även detta samband har undersökts i avhandlingen, och forskarna hittade en region i arvsmassan som innehöll gener som är kopplade till kroppslängd, skolios och motorik hos människa. Denna region påverkade inte bara ryggens och korsets exteriör utan också kvaliteten på gångarterna passgång och tölt. Hästar med de genetiska varianter som förknippades med högre poäng för rygg och kors hade även högre poäng för tölt och passgång. Ett gentest för de identifierade genetiska markörerna har utvecklats hos islandshästar. Djurägare kommer att kunna skicka in tagelprov från sin häst till Husdjursgenetiska laboratoriet vid SLU för att testa för genetiska markörer kopplade till exteriör hos rygg och kors samt kvalitet på tölt och passgång.

En längre populärt skriven sammanfattning på svenska finns på s. 81–83 i avhandlingen.

------------------------------------------------

Veterinär Maria Rosengren försvarade sin doktorsavhandling, Dissecting the genetics of athletic performance and conformation traits in horses, den 18 februari 2022 vid SLU i Uppsala.

Länk till avhandlingen (pdf)
https://pub.epsilon.slu.se/26827/

Mer information

Maria Rosengren, doktorand
Institutionen för husdjursgenetik
Sveriges lantbruksuniversitet, Uppsala
maria.rosengren@slu.se, 018-67 26 11
https://www.slu.se/cv/maria-rosengren/