Po porážce zvířete spojené s jeho vykrvením čelí svalová vlákna anoxii (nedostatku kyslíku), která výrazně snižuje produkci energie v buňkách, neboť je potlačen transportní řetězec elektronů v mitochondriích. Tato situace ovlivňuje intracelulární redoxní rovnováhu. Dochází ke zvýšené produkci ROS (reaktivní formy kyslíku), což jsou vysoce reaktivní volné radikály, uvolňované jako vedlejší produkty při oxidační fosforylaci. Výsledkem je oxidační stres. Jako odpověď na něj v časné fázi post-mortem si svalové buňky udržují svoji schopnost spustit různé mechanismy k obnovení rovnováhy. Mohou spustit různé procesy k náhradě poškozených molekul, organel, nebo buněk, aby překonaly vzniklé defekty.
Hledání nových biomarkerů pro hodnocení kvality masa během postmortálních procesů vedlo ke studiu buněčných organel zapojených do regulace buněčného stresu. Je to případ endoplazmatického retikula (ER), které se ukázalo jako nefunkční v lidských svalech za stresových podmínek. Také stres před porážkou zvířat významně zvyšuje oxidační stres ve svalových vláknech, který může změnit normální funkci ER ve svalech zvířat.
ER je hlavní organela v eukaryotických buňkách zapojená do syntézy bílkovin, jejich skládání (tj. modifikace sekundární a terciární struktury) a transportu, ale také intracelulárního uložení vápníku. ER je považováno za klíčovou organelu v regulaci buněčné odpovědi na stres. Při nerovnováze redoxního stavu může nastat narušení homeostázy vápníku v ER, což vede k hromadění nesložených nebo chybně složených proteinů. Tyto defektní proteiny v ER mohou ovlivnit normální fyziologické funkce a navozují stres. V ER spouští stres reakce, které známe pod zkratkou UPR (unfolded protein response) a které jsou spojené s aktivací tří transmembránových proteinů: protein vyžadující inositol 1 (IRE1α), aktivační transkripční faktor 6 (ATF6α) a RNA-dependentní proteinkinase-like ER/eukaryotický iniciační faktor 2α (PERK/eIF2α). Tyto reakce aktivují různé dráhy, které zapojují mnohočetné mechanismy k obnovení rovnováhy a zajištění přežití buňky. Nedávné studie ukázaly, že ER spolupracuje s jinými důležitými buněčnými organelami, jako jsou mitochondrie nebo jádro.
Na jatkách ve Španělsku bylo z 1 133 ročních býků vybráno 32 jatečných těl (JUT), a to na základě měření pH24 ve svalu longissimus thoracis et lumborum na úrovni 13., 10. a 6. žebra. Na základě průměrného výsledku hodnoty pH24 byly vytvořeny dvě skupiny po 16 JUT: kontrolní s hodnotami pH24 mezi 5,4 a 5,6 a DFD s hodnotou pH24 ≥6,2. Vzorky masa z obou skupin byly podrobeny instrumentálnímu (textura, barva), mikrobiologickému a proteomickému hodnocení. Výsledky studie publikoval letos kolektiv autorů v čele s Laurou Gonzáles-Blanco v časopise Meat Science.
Vzorky masa s vadou DFD vykázaly 48 h po porážce nižší hodnotu světlosti L (P =0,030), nižší hodnotu červené barvy a (P =0,000) a nižší hodnotu b* (P =0,019). Nižší byly i hodnoty ztráty odkapem (P =0,000). Vzorky DFD masa měly také vyšší křehkost hodnocenou Warner-Bratzlerovým testem (P <0,01). Zatímco 3. den po porážce nebyly mezi oběma skupinami zjištěny statisticky významné rozdíly v celkovém počtu mikroorganismů, v počtu bakterií mléčného kvašení, bakterií čeledi Enterobacteriaceae nebo kvasinek, 7. den měly vzorky DFD masa vyšší mikrobiální populaci (P <0,05) a rozdíl se dále prohloubil 14. den (P <0,001). Po celou dobu byly vzorky masa vakuově balené a uložené v 4 °C.
Autoři analyzovali aktivity dvou hlavních antioxidačních enzymů, katalázy a superoxid dismutázy ve vzorcích hovězího masa z obou sledovaných skupin. DFD maso vykázalo menší antioxidační kapacitu s nižší aktivitou katalázy (P <0,05) i superoxid dismutázy (P <0,001) v porovnání s masem kontrolní skupiny 24 hod po porážce. V sarkoplazmě vzorků hovězího masa v DFD a kontrolní skupině byly rovněž hodnocené úrovně exprese biomarkerů IRE1α, ATF6α a p-eIF2α. Ve vzorcích masa s vadou DFD 24 hod post-mortem byly zjištěné vyšší úrovně exprese sledovaných biomarkerů.
Výsledky ukázaly vyšší hladinu buněčného stresu v DFD mase, což ovlivnilo proces konverze kosterní svaloviny na maso. Jako obrana svalových vláken na zvýšený oxidační stres se projevila aktivace UPR s možným využitím hlavních biomarkerů (IRE1α, ATF6α a p-eIF2α) k časné detekci odchylek kvality masa.
(González-Blanco, L., Sierra, V., Diñeiro, Y., Coto-Montes, A., Oliván, M. (2023): Role of the endoplasmic reticulum in the search for early biomarkers of meat quality. Meat Science, 203, 109224)
