Современные аспекты метаболизма холестерина у крупного рогатого скота.

В литературном обзоре рассматриваются современные представления о метаболизме холестерола, протекающем в физиологических условиях. Гомеостаз холестерина в организме определяется его эндогенным синтезом, переходом в клетку из плазмы в составе липопротеинов низкой плотности (ЛПНП), освобождением из клеток в составе липопротеинов высокой плотности (ЛПВП). Подробно охарактеризованы молекулярногенетические механизмы регуляции гомеостаза холестерола. Гены биосинтеза холестерина у основных многоклеточных животных были унаследованы от их последнего общего эукариотического предка и эволюционно консервативны для биосинтеза холестерина. Некодирующие варианты однонуклеотидных полиморфизмов могут в значительной степени способствовать фенотипической изменчивости холестерола, а миссенс-варианты, приводящие к замене аминокислот в белках, могут оказывать ощутимое влияние на фенотипическую вариабельность. Сформированы и достаточно полно представлены современные аспекты гомеостаза холестерина у крупного рогатого скота. При отсутствии экзогенного поступления баланс холестерина у крупного рогатого скота поддерживается путём эндогенного синтеза, протекающего главным образом в печени, поступления липопротеинов, а также механизмов обратного транспорта. Данный обзор даёт представление о том, что устойчивость гомеостаза может быть достигнута только при комплексном взаимодействии всех систем (транспортных, энзимных, рецепторных), участвующих в этом процессе. Представлен анализ последних научных работ, затрагивающих проблему содержания и регуляции холестерина в молоке коров. Описаны значимые однонуклеотидные полиморфизмы, локализованные в генах ACAT2, LDLR, DGAT, AGPAT1, участвующих в обмене холестерина в печени или его транспорте и ассоциированные с уровнем холестерина в молоке. Часть обзора посвящена синдрому дефицита холестерина у крупного рогатого скота голштинской породы (HCD). Представлены современные данные о распространённости, молекулярно-генетических основах, клинико-лабораторные проявления синдрома.

1. Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals / I. Bobrovskiy, J.M. Hope, J.J. Brocks [et al.] // Science. – 2018. – Vol. 361, N 6408. – P. 1246–1249.

2. Evolution of the cholesterol biosynthesis pathway in animals / Tingting Zhang, Dongwei Yuan, Jun Xie [et al.] // Molecularly Biology and Evolution. – 2019. – Vol. 36, N 11. – P. 2548 – 2556.

3. Alphonse P.A., Jones P.J. Revisiting Human Cholesterol Synthesis and Absorption: The Reciprocity Paradigm and its Key Regulators // Lipids. – 2016. – N 51. – P. 519–536.

4. Cholesterol sensing, trafficking, and esterification / T. Chang, C. Chang, N. Ohgami [et al.] // The Annual Review of Cell and Developmental Biology. – 2006. – N 22. – P. 129–157.

5. George K.S., Wu S. Lipid raft: A floating island of death or survival // Toxicology and applied pharmacology. – 2012. – Vol. 259. – P. 311–309.

6. Метаболизм холестерина в макрофагах / А.В. Хотина, В.Н. Сухоруков, Д.А. Каширских [и др.] // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. – 2020. – Т. 9, № 2. – С. 91–101.

7. Иванченкова Р.А., Гаценко В.П., Атькова Е.Р. Генетические аспекты желчеобразования // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2009. – № 3. – С. 56–63.

8. Rudel L.L., Lee R.G., Parini P. ACAT2 Is a Target for Treatment of Coronary Heart Disease Associated With Hypercholesterolemia // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. – 2005. – N 25. – P. 1112–1118.

9. Changes in lipid metabolism during last month of pregnancy and first two months of lactation in primiparous cows – analysis of apolipoprotein expression pattern and changes in concentration of total cholesterol, HDL, LDL, triglycerides / A.K. Kurpińska, A. Jarosz, M. Ożgo [et al.] // Polish Journal of Veterinary Sciences. – 2015. – Vol. 18, N 2. – P. 291–298.

10. Биохимический статус коров-первотелок при разном уровне депрессии овариальной функции / А.А. Соломахин, О.С. Митяшова, Р.А. Рыков [и др.] // Достижения науки и техники АПК. – 2015. – Т. 29, № 11. – С. 95–98.

11. Репродуктивный статус и биохимические показатели крови у голштинских коров с разной молочной продуктивностью в связи с обменом липидов в послеотельный период / И.Ю. Лебедева, В.Б. Лейбова, А.А. Соломатин [и др.] // Сельскохозяйственная биология. –2018. –№ 3(53). – С. 1180 –1188.

12. Козловский В. Продуктивность черно-пестрых коров и показатели белкового и липидного обмена сыворотки крови // Молочное и мясное скотоводство. – 2009. – № 2(58). – С. 30.

13. Овчинникова Л.Ю., Бабич Е.А. Влияние генотипа на обмен веществ в организме молодняка крупного рогатого скота // Вестник мясного скотоводства. – 2017. – № 1(97). – С. 30.

14. Крупин Е.О. Нутригеномная обусловленность биохимических показателей сыворотки крови коров // Проблемы науки. – 2017. – №3 (16). – С. 20–25.

15. Габидулин В.М., Тагиров Х.Х., Алимова С.А. Связь полиморфизма гена ТG-5 с элементным статусом крови у коров абердин-ангусской породы // Вестник БГАУ. – 2019. – № 2. – С. 61– 66.

16. Мансурова М.С. Морфо-биохимические показатели крови завезенного австралийского мясного скота породы герефорд в весенний период года // Ветеринария сегодня. – 2017. –№ 4 (23). – С. 14 –16.

17. Боголюбова Н.В., Романов В.Н., Рыков Р.А. Особенности обменных процессов в организме коров с использованием в рационах комплекса дополнительного питания // Генетика и разведение животных. – 2019. – № 4. – C.92–97.

18. Ефимова Л.В., Зазнобина T.B., Иванова O.B. Оценка влияния коров-матерей на показатели молока и крови дочерей // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. – 2019. – № 3. – C. 265–274.

19. Рыков Р.А., Гусев И.В. Физиолого-биохимические параметры крови коров разных пород // Вестник РГАТУ. – 2018. – № 4(40). – C. 42–46.

20. Molefe K., Mwanza M. Serum biochemistry in cows of different breeds presented with reproductive conditions // Onderstepoort Journal of Veterinary Research. – 2019. – Vol. 86, N 1. – P. 1 –7.

21. Karbiener M., Glantschnig C., Scheideler M. Hunting the needle in the haystack – A guide to obtain biologically meaningful microRNA targets // International Journal of Molecular Sciences. – 2014. – Vol. 15, N 11. – P. 20266–20289.

22. Гуцол Л.О., Коршунова Е.Ю., Непомнящих С.Ф. Роль микроРНК в регуляции метаболизма холестерина // Современные проблемы науки и образования. – 2019. – № 4. – С. 144.

23. Эпигенетические факторы в атерогенезе: микроРНК / А.В. Смирнова, В.Н. Сухоруков, В.П. Карагодин, А.Н. Орехов // Биомедицинская химия. – 2016. – Т. 62, № 2. – С. 134–140.

24. Генные сети липидного метаболизма / Н.А. Колчанов, М.И. Воевода, Т.Н. Кузнецова [и др.] // Бюллетень СО РАН. – 2006. – № 2. – С. 29–42.

25. Beltowski J., Semczuk A. Liver X receptor (LXR) and the reproductive system – a potential novel target for therapeutic intervention // Pharmacological reports. – 2010. – Vol. 62. – P. 15–27.

26. Аверкова А.О. Pcsk9: регуляция биологической активности и связь с обменом жиров и углеводов // Клиническая практика. – 2017. – Т. 8, №3. – C. 70–75.

27. Targeted genotyping to identify potential functional variants associated with cholesterol content in bovine milk / D.N. Do, F. Schenkel, F. Miglior [et al.] // Animal Genetics. – 2020. – Vol. 51, N 2. – P. 200–209.

28. Zhang H. Lysosomal acid lipase and lipid metabolism: new mechanisms, new questions, and new therapies // Current Opinion in Lipidology. – 2018. – N 29. – P. 218–223.

29. Dubland J.A., Francis G.A. Lysosomal acid lipase: at the crossroads of normal and atherogenic cholesterol metabolism // Frontiers in Cell and Developmental Biology. – 2015. – N 3. – P. 3.

30. Ataya F.S. Cloning, Phylogenetic Analysis and 3D Modeling of a Putative Lysosomal Acid Lipase from the Camel, Camelusdromedarius // Molecules. – 2012. – Vol. 17, N 9. – P. 10399–10413.

31. Fang Li, Hanrui Zhang Lysosomal Acid Lipase in Lipid Metabolism and Beyond // Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. – 2019. – Vol. 39, N 5. – P. 850–856.

32. GWAS and gene networks for milk-related traits from test-day multiple lactations in Portuguese Holstein cattle / A.A. Silva, D.A. Silva, F.F. Silva [et al.] // J Appl Genetics. – 2020. – Vol. 61. – P. 465–476.

33. Cholesteryl ester storage disease: review of the findings in 135 reported patients with an underdiagnosed disease / D.L. Bernstein, H. Hülkova, M.G. Bialer [et al.] // Journal of Hepatology. – 2013. – Vol. 58. – P. 1230–1243.

34. Kader H.H. Lysosomal acid lipase deficiency: a form of nonobese fatty liver disease (NOFDL) // Expert Review of Gastroenterology & Hepatology. – 2017. – Vol. 7. – P. 1–14.

35. Fouchier S.W., Defesche J.C. Lysosomal acid lipase A and the hypercholesterolaemic phenotype // Current Opinion in Lipidology. – 2013. – Vol. 24. – P. 332–338.

36. Бокова Т.А., Чибрина Е.В. Дефицит лизосомной кислой липазы — орфанное заболевание в практике педиатра // РМЖ. – 2021. – № 4. – С. 31–34.

37. Строкова Т.В., Багаева М.Э., Матинян И.А. Дефицит лизосомной кислой липазы // РМЖ. – 2017. – Т. 25, № 19. – С. 1346–1351.

38. EPIC-CVD Consortium; CARDIoGRAMplusC4D; UK BiobankCardioMetabolic Consortium CHD working group. Association analyses based on false discovery rate implicate new loci for coronary artery disease / C.P. Nelson, A. Goel, A.S. Butterworth [et al.] // National Genetics. – 2017. – Vol. 49. – P. 1385–1391.

39. Cholesterol synthesis in the lactating cow: induced expression of candidate genes / E. Viturro, M. Koenning, A. Kroemer [et al.] // The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology.– 2009. – N 115. – P. 62–67.

40. Genetic parameters of milk cholesterol content in Holstein cattle / D.N. Do, A. Fleming, F. Schenkel [et al.] // Canadian Journal of Animal Science. – 2018. – N 98. – P. 714–722.

41. Jensen R.G. The composition of bovine milk lipids: January 1995 to December 2000 // Journal of Dairy Science. – 2002. – Vol. 85, N 2. – P. 295–350.

42. Food sources of nutrients in the dietof Spanish children: the Four Provinces Study / M.A. RoyoBordonada, L. Gorgojo, M. de Oya, C. Garces [et al.] // The British Journal of Nutrition. – 2003.– Vol. 89, N 1. – P. 105–114.

43. Santos J.E., Bisinotto R.S., Ribeiro E.S. Mechanisms un-derlying reduced fertility in anovular dairy cows // Theriogenology. – 2016. – N 86. – P. 254–262.

44. Invited review: Inflammation during the transi-tion to lactation: New adventures with an old flame / B.J. Bradford, K. Yuan, J.K. Farney [et al.] // Journal of Dairy Science. – 2015. – N 98. – P. 6631–6650.

45. Physiological andNutritional Roles of PPAR across Species / M. Bionaz, G.J. Hausman, J.J. Loor [et al.] // PPAR Research. – 2013. – N 5. – P. 1–3.

46. Nadesalingam J., Plante Y., Gibson J.P. Detection of QTL for milk production on Chromosomes 1 and 6 of Holstein cattle // Mammalian Genome. – 2001. – Vol. 12. – P. 27–31.

47. Population-wide analysis of a QTL affecting milk-fat production in the Israeli Holstein population / J.I. Weller, M. Golik, E. Seroussi [et al.] // Journal of Dairy Science. – 2003. – Vol. 86. – P. 2219–2227.

48. Association of a lysine-232/alanine polymorphism in a bovine gene encoding acyl-CoA: diacylglycerolacyltransferase (DGAT1) with variation at a quantitative trait locus for milk fat content /Winter, W. Krämer, F.A.O. Werner [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2002. – Vol. 99, N 14. – P. 9300–9305.

49. Grisart B., Coppieters W., Farnir F. Positional candidate cloning of a QTL in dairy cattle: identification of a missense mutation in the bovine DGAT1 gene with major effect on milk yield and composition // Genome research. – 2002. – Vol. 12, N 2. – P. 222–231.

50. Bionaz M., Loor J.J. ACSL1, AGPAT6, FABP3, LPIN1, and SLC27A6 Are the Most Abundant Isoforms in Bovine Mammary Tissue and Their Expression Is Affected by Stage of Lactation // The Journal of Nutrition. – 2008. – Vol. 138, N 6. – P. 1019–1024.

51. Мутация HCD у российских голштинизированных черно-пестрых коров не влияет на молочную продуктивность и содержание холестерина и триглцеридов в крови / М.В. Позовникова, Т.Е. Лихачева, А.А. Кудинов [и др.] // Сельскохозяйственная биология. – 2018. – Т. 53, N 6. – С. 1142–1151.

52. Rapid Communication: Cholesterol deficiency-associated APOB mutation impacts lipid metabolism in Holstein calves and breeding bulls / J.J. Gross, A.C. Schwinn, F. Schmitz-Hsu [et al.] // Journal of Animal Science. – 2016. – Vol. 94, N 4. – P. 1761–1766.

53. Identification of a haplotype associated with cholesterol deficiency and increased juvenile mortality in Holstein cattle / S. Kipp, D. Segelke, S.J. Schierenbeck [et al.] // Journal of Dairy Science. – 2016. – Vol. 99, N 11. – P. 8915–8931.

54. Schütz E., Wehrhahn C., Wanjek M. The Holstein Friesian lethal haplotype 5 (HH5) results from a complete deletion of TBF1M and cholesterol deficiency (CDH) from an ERV-(LTR) insertion into the coding region of APOB // PLoS ONE. – 2016. – Vol. 11, N 4. – P. e0154602.

55. Kamiński S., Ruść A. Cholesterol deficiency —new genetic defect transmitted to Polish Hol-steinFriesian cattle // Polish Journal of Veterinary Sciences. – 2016. – Vol. 19, N 4. – P. 885–887.

56. A transposable element insertion in APOBcauses cholesterol deficiency in Holstein cattle / F. Menzi, N. Besuchet-Schmutz, M. Fragnière [et al.] // Animal Genetics. – 2016. – Vol. 47, N 2.– P. 253–257.

57. APOB-associated cholesterol deficiency in Holstein cattle is not a simple recessive disease / I.M. Häfliger, S. Hofstetter, T. Mock [et al.] // Animal Genetics. – 2019. – Vol. 50, N 4. – P. 372– 375.

58. The cholesterol deficiency-associated mutation in APOB segregates at low frequency in Chinese Holstein cattle // Y. Li, L. Fang, L. Liu [et al.] // Canadian Journal of Animal Science. – 2018. – Vol. 99, N 2. – P. 1 – 4.

59. Collier R.J., Dahl G.E., VanBaale M.J. Major advances associated with environmental effects on dairy cattle // Journal of Dairy Science. – 2006. – N 89. – P. 1244–1253.