UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2014 - 2015

Invloed van lipidmobilisatie, inflammatie en metabole stress in de

transitieproblematiek bij hoogproductief melkvee

door

Joyce VAN DER BURGT

Promotoren: Drs. Elke Depreester

Prof. dr. Geert Opsomer

Literatuurstudie in het kader

van de Masterpoef

©2015 Joyce VAN DER BURGT

Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of

volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk

uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden.

Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor

enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen

dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.

UNIVERSITEIT GENT

FACULTEIT DIERGENEESKUNDE

Academiejaar 2014 - 2015

Invloed van lipidmobilisatie, inflammatie en metabole stress in de

transitieproblematiek bij hoogproductief melkvee

door

Joyce VAN DER BURGT

Promotoren: Drs. Elke Depreester

Prof. dr. Geert Opsomer

©2015 Joyce VAN DER BURGT

Literatuurstudie in het kader

van de Masterpoef

VOORWOORD

Deze literatuurstudie zou nooit tot stand zijn gekomen zonder de goede hulp van mijn promotor. Daarom

wil ik graag van deze gelegenheid gebruik maken om drs. Elke Depreester hartelijk te danken voor de

prettige samenwerking en haar professionele begeleiding. Zij heeft mij goed op weg geholpen door

enkele artikels op voorhand aan te bieden. Daarna heeft zij, waar nodig, goed bijgestuurd en geholpen.

De deur stond altijd voor mij open, zodat ik met al mijn vragen ieder moment kon langskomen. Dit gaf

mij veel vertrouwen, omdat ik wist dat er altijd iemand klaar stond om mijn vragen te beantwoorden.

Door de fijne feedback die ik door de tijd heen gekregen heb, is mijn inzicht in het onderwerp sterk

verbreed en heb ik hier veel van geleerd. Niet alleen wat betreft de inhoud maar ook om een

literatuurstudie structureel aan te pakken. Prof. dr. Geert Opsomer wil ik graag bedanken voor het

kritisch nalezen van mijn tekst en de bijbehorende feedback.

Graag zou ik mijn ouders willen bedanken want zonder hun zou ik hier nooit gezeten hebben. Zij hebben

mij altijd door dik en dun gesteund en gezorgd dat mijn opleiding diergeneeskunde mogelijk was. Ik ben

van kleins af aan tussen de dieren opgegroeid, samen met hun deel ik dan ook mijn passie voor dieren.

Verder gaat mijn dank uit naar mijn vrienden en familie. Zij hebben ervoor gezorgd dat de afgelopen

jaren een stuk minder zwaar zijn geworden. Ze hebben mij door de jaren heen geholpen en zijn me

nooit uit het oog verloren.

Last but not least gaat mijn dank uit naar Jesse de Wit. Die de afgelopen tijd veel begrip heeft opgebracht

voor de tijd die ik in de literatuurstudie heb gestoken. Ook heeft hij mij waar nodig geholpen met de lay-

out en het verwerken van de bronnen.

INHOUDSTABEL

VOORWOORD

AFKORTINGEN

SAMENVATTING .................................................................................................................................................... 1

INLEIDING .............................................................................................................................................................. 2

LITERATUURSTUDIE............................................................................................................................................. 3

1. METABOOL SYNDROOM: DEFINITIE, ETIOLOGIE EN PATHOGENESE ....................................................... 3

1.1 HUMANE GENEESKUNDE: METABOOL SYNDROOM ............................................................................... 3

1.1.1 Definitie ................................................................................................................................................. 3

1.1.2 Etiologie ................................................................................................................................................ 3

1.1.3 Pathogenese ......................................................................................................................................... 4

1.2 HOOGPRODUCTIEF MELKVEE: FAT COW DISEASE ............................................................................... 6

1.2.1 Definitie ................................................................................................................................................. 6

1.2.2 Etiologie ................................................................................................................................................ 6

1.2.3 Pathogenese......................................................................................................................................... 7

1.3 ANDERE SPECIES ....................................................................................................................................... 8

1.3.1 Gezelschapsdieren .............................................................................................................................. 8

1.3.2 Paard ..................................................................................................................................................... 8

2. FUNCTIE VAN VETWEEFSEL ........................................................................................................................... 9

2.1 ALGEMEEN .................................................................................................................................................. 9

2.2 PATHOGENESE INSULINERESISTENTIE ................................................................................................ 10

2.2.1 Adipokines en NEFA’s ....................................................................................................................... 10

2.2.2 Insulineresistentie hoogproductief melkvee ................................................................................... 12

2.3 PRO-INFLAMMATOIRE FUNCTIE ............................................................................................................. 13

3. OBESITAS GEASSOCIEERD MET INFLAMMATIE ........................................................................................ 14

3.1 VERANDERING IN VETWEEFSEL BIJ OBESITAS ................................................................................... 15

3.2 PATHOGENESE PRO-INFLAMMATOIRE STATUS BIJ HOOGPRODUCTIEF MELKVEE IN OVERMATIGE

CONDITIE ......................................................................................................................................................... 15

3.2.1 Endoplasmatisch reticulum stress ................................................................................................... 15

3.2.2 Het mechanisme van NEFA’s............................................................................................................ 17

3.3 MOLECULAIRE PATHOGENESE .............................................................................................................. 19

4. BEHANDELING ................................................................................................................................................ 20

BESPREKING ....................................................................................................................................................... 21

REFERENTIELIJST .............................................................................................................................................. 23

AFKORTINGEN

ACTH Adrenocorticotroop hormoon

AFP Acute fase proteïnen

AMP Adenosine monophosphate-activated

AP-1 Activator protein 1

APO Apolipoprotein

ASK-1 Apoptose signaal regulerende kinase 1

ATP Adenosine trifosfaat

ATF Activating transcription factor

BCS Body condition score

BHB β-Hydroxyboterzuur

BiP Binding protein

bp basenpaar

CoA Co-enzymA

COX-2 Cyclo-oxygenase 2

CGRP Calcitonine gene related peptide

CRP C-reactive protein

DAG Diacyl-glycerol

DHA Docosahexaeenzuur

DM2 Diabetes mellitus type 2

DSO Droge stof opname

eIF2a Eukaryote translatie initiatie factor 2a

EMS Equine metabolic syndrome

EPA Eicosapentaeenzuur

ER Endoplasmatisch reticulum

ERAD Endoplasmatic reticulum associated degradation

GH Groeihormoon

GLUT Glucose transporters

CRP94 Glucose regulated protein 94

HDL High-density lipoprotein

IGF-1 Insulin-like growth factor-1

IKK IκB kinase

IL Interleukine

IRE-1 Inositol-requiring enzyme-1

IRS-1 Insuline receptor substraat-1

JNK c-Jun N-terminal kinases

LDL Low-density lipoproteins

LPS Lipopolysaccharide

MAPK Mitogen activated protein kinase

MCP Monocyte chemoattractant protein

MHC2 Major histocompatibility complex-2

MMP Matrix metalloproteïnasen

mRNA Messenger RNA

NEB Negatieve energie balans

NEFA Non-esterified fatty acid

NFκβ Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells

NSAID Non-steroidal anti-inflammatory drugs

NO Nitrogen oxide

Nrf2 Nuclear erythroid 2p45-related factor 2

PAI-1 Plasminogeen activator inhibitor-1

PBMC Peripheral blood mononuclear cell

PEB Positieve energie balans

PERK PKR like ER kinase

PG Prostaglandin

PI-3K Fosfatidyllinositol-3-kinase

POP Persistent organic pollutants

PPAR-γ Peroxisome proliferator-activated receptor-γ

PPID Pituitary pars intermedia dysfunction

ROS Reactive oxygen species

SAA Serum amyloid A

SOCS3 Suppressie van suppressor of cytokine signaling 3

TAG Triacylglycerol

TG Triglyceride

TKT Tussen kalf tijd

TLR Toll-like receptor

TNAF2 Tumornecrosefactor-receptor-associated factor 2

TNF-α Tumor necrosis factor-a

UPR Unfolded protein respons

VLDL Very low-density lipoproteïnen

XBP-1 X-box binding protein 1

γ-GT Gamma-glutamyl transpeptidase

1

SAMENVATTING

In deze literatuurstudie wordt nagegaan wat de rol is van vetweefsel op de transitieproblematiek bij

hoogproductief melkvee, vooral wanneer koeien te vet afkalven. Het vetweefsel speelt namelijk een

centrale rol in de inflammatie door middel van adipokines, endoplasmatisch reticulum (ER) stress en

non-esterified fatty acids (NEFA’s).

Als eerste wordt het belang van vetweefsel aangetoond in een bespreking aangaande het metabool

syndroom bij de mens en fat cow disease bij hoogproductief melkvee. Hoofdfactoren in de pathogenese

van beide syndromen zijn centrale obesitas, insulineresistentie en inflammatie die blijkbaar niet los staan

van elkaar. Bij gezelschapsdieren ziet men schadelijke gezondheidseffecten ten gevolge van

overgewicht. Het ‘Equine metabolic syndrome’ wordt onderkend bij het paard, waarbij eveneens melding

wordt gemaakt van een pro-inflammatoire toestand.

Adipokines, cytokines afkomstig vanuit het (obese) vetweefsel zoals tumor necrosis factor- α (TNF-α),

interleukine 6 (IL-6), C-reactive protein (CRP) en adinopectine, hebben een directe invloed op de

insulinegevoeligheid, leptine, plasminogeen activator inhibitor (PAI-1) en restitine indirect ook. Allemaal

spelen ze een rol in het ontstaan van inflammatie. De functie van deze adipokines bij hoogproductief

melkvee is nog niet precies gekend, behalve voor leptine. Grote verschillen worden waargenomen

tussen het abdominale (viscerale) en subcutane vetweefsel bij de mens, maar ook bij de verschillende

diersoorten.

Door overmatige opname van nutriënten en de daarbij horende overmatige vetopstapeling wordt ER

stress bekomen in de adipocyten, welke door middel van drie transmembranaire stress sensoren

worden gedetecteerd en die op hun beurt pro-inflammatoire pathways zullen initiëren. Dit wordt ook wel

de unfolded protein response (UPR) genoemd en heeft een invloed op het ontstaan van inflammatie en

insulineresistentie.

De NEFA’s die uit het obese vetweefsel worden vrijgegeven zullen de adipokine productie stimuleren

maar bewerkstelligen ook andere effecten zoals activatie van toll-like receptor (TLR) 4, accumulatie van

bioactieve lipiden in macrofagen, mitogen activated protein kinase (MAPK) activatie en het induceren

van een UPR respons. Specifieke NEFA’s, zoals palmitinezuur, zullen een activatie van de leucocyten

bewerkstelligen. Eicosapentaeenzuur (EPA) en docosahexaeenzuur (DHA) werken dit deels tegen,

doordat ze juist zorgen voor een daling van de nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B

cells (NFκβ), wanneer ze de peroxisome proliferator-activated receptor-γ (PPAR- γ) activeren. Deze

laatste twee vetzuren spelen dan ook een rol in de behandeling.

Uit deze literatuurstudie kan worden geconcludeerd dat vetweefsel wel degelijk een belangrijke rol

speelt in het ontstaan van inflammatie. Niet enkel het opgeslagen vetweefsel speelt een belangrijke rol,

maar ook de NEFA´s die worden vrijgesteld en de ER stess die wordt bekomen door de overmatige

opname van voeder. Het vermijden van koeien die te vet zijn rond het moment van afkalven is dan ook

van groot belang.

Sleutelwoorden: ER stress – Fat cow disease – Hoogproductief melkvee – Inflammatie –NEFA’s

Key words: ER stress – Fat cow disease – High-yielding dairy cows – Inflammation – NEFA’s

2

INLEIDING

De melkproductie van koeien is de afgelopen 40 jaar door middel van strenge selectie sterk

toegenomen, melkvee met een hoge melkproductie wordt daarom ook wel ‘’hoogproductief melkvee’’

genoemd. Hierdoor zal niet alleen het lichaam maar ook het management onderhevig zijn aan een grote

adaptatie (Bossaert et al., 2008a; De Koster en Opsomer, 2012).

Door deze lichamelijke adaptatie zal het melkvee op een juiste manier met zijn energie om moeten

springen. Dit wordt soms bemoeilijkt door het management op het bedrijf met betrekking tot bijvoorbeeld

het voeder (Morrow, 1976). Er worden dan ook vaak te vette koeien rond het moment van afkalven

gezien, die gevoeliger zijn voor een variatie aan ziektes gedurende de transitieperiode. Dit wordt

bestempeld als fat cow disease, wat veel overeenkomsten toont met het metabool syndroom bij de

mens (De Koster en Opsomer, 2012; Morrow, 1976).

Het metabool syndroom, in 1920 ontdekt bij de mens, is vandaag de dag wereldwijd gekend. Vooral de

afgelopen jaren merkt men hiervan een stijging op in de populatie, doordat er steeds meer mensen met

obesitas voorkomen (Eckel et al., 2005). Obesitas moet dan ook niet langer meer gezien worden als

een cosmetisch probleem, maar als een epidemie die het welzijn van de bevolking aantast (Kopelman,

2000). Daarom wordt er tegenwoordig steeds meer onderzoek naar verricht en komt men nog steeds

met nieuwe bevindingen.

Uit onderzoek blijkt namelijk dat het vetweefsel van obese mensen een cruciale rol speelt in de

verhoogde gevoeligheid voor de ontwikkeling van verschillende gezondheidsproblemen (De Koster en

Opsomer, 2012). Het is daarom van belang dit verder te onderzoeken zodat het probleem bij de oorzaak

kan worden aangepakt in plaats van steeds de ontstane gevolgen te behandelen.

Over fat cow disease is al veel gekend, maar nog lang niet alles, dus wordt er steeds meer onderzoek

naar verricht. Ook omdat het natuurlijk van groot belang is voor de omzet van de veehouder. Hoe beter

de koe zich voelt des te meer ze zal produceren en hoe sneller ze weer drachtig zal worden. Want zoals

algemeen bekend is, zijn er kalfjes nodig om melk te kunnen produceren. Dit is vooral van belang sinds

1 april 2015, want sindsdien is het melkquotum afgeschaft. Deze onbeperkte productie mag natuurlijk

niet ten koste gaan van de gezondheid van het melkvee. Dit zal onder andere wel gebeuren wanneer

de koeien te vet zullen afkalven.

Door middel van onderzoek, is nu geweten dat vetweefsel niet enkel als energie opslag dient, maar zich

ook als metabool actief weefsel gedraagt (Kershaw en Flier, 2004). Het speelt een rol in de problematiek

van insulineresistentie (Grimble, 2002; Morrow, 1976), maar speelt dit ook een rol in de inflammatie

zoals gedacht?

Het doel van deze literatuurstudie is dan ook om de link tussen obesitas en inflammatie bij

hoogproductief melkvee verder te ontleden door de rol van vetweefsel te belichten.

3

LITERATUURSTUDIE

1. METABOOL SYNDROOM: DEFINITIE, ETIOLOGIE EN PATHOGENESE

1.1 HUMANE GENEESKUNDE: METABOOL SYNDROOM

1.1.1 Definitie

Reaven (1988) veronderstelde dat insulineresistentie en de compensatoire hyperinsulinemie, patiënten

predisponeert voor hypertensie, hyperlipidemie, diabetes type 2 en daardoor de onderliggende oorzaak

van veel cardiovasculaire ziektes zal zijn. Hierbij had hij nog niet aan obesitas gedacht. Later erkende

hij dit en noemde het ook wel ’Syndroom X’. Kaplan (1989) noemde het ook wel ‘’ The deadly quartet’’.

Het metabool syndroom wordt in de humane geneeskunde omschreven als een chronische

stofwisselingsstoornis bij zwaarlijvige mensen met een cluster van belangrijke symptomen. Het wordt

ook wel het ‘’insulineresistentie syndroom’’ genoemd (Boden, 2009). Insulineresistentie (glucose

intolerantie, hyperinsulinemie), hypertensie, dyslipidemie en cardiovasculaire aandoeningen zijn hierbij

de symptomen die boven aan de lijst staan (Després en Lemieux, 2006; Elliot et al., 2002; Kahn et al.,

2005).

De meest gebruikte en gekende definitie is opgesteld door de International Diabetes Federation in 2006

(De Koster en Opsomer, 2012). Om te worden gedefinieerd als het metabool syndroom moet het aan

een paar eisen voldoen. Centrale obesitas (tailleomtrek bij man > 94cm en vrouw > 80cm) plus twee

van de volgende vier factoren: gestegen triglyceride (TG) concentraties, gedaalde high-density

lipoprotein (HDL) cholesterol, gestegen bloeddruk en/of gestegen plasmaglucose concentraties.

1.1.2 Etiologie

De twee meest belangrijke factoren die een rol spelen in het metabool syndroom zijn centrale

(abdominale) obesitas en insulineresistentie (Eckel et al., 2005). Obesitas bij mensen wordt bepaald

door een interactie tussen genetische, milieu- en psychosociale factoren die enerzijds de

energieopname en anderzijds het energieverbruik beïnvloeden. De genetische- en milieufactoren zullen

verder uiteengezet worden in deze paragraaf.

Obesitas wordt in drie verschillende klasse verdeeld, van matig tot ernstige (morbide) obesitas

(Kopelman, 2000) en zal een grote invloed hebben op het ontstaan van insulineresistentie waar

verderop in deze literatuurstudie dieper op in zal worden gegaan. De stijgende prevalentie van obesitas

in de adulte populatie, gaat gepaard met een opvallende toename in gewicht bij kinderen, zowel in de

geïndustrialiseerde landen als ontwikkelingslanden (Kopelman, 2000). Wanneer jonge mensen het

beginstadium van obesitas vertonen hebben zij meer kans om obesitas te ontwikkelen op latere leeftijd,

als ook een verhoogde prevalentie van obesitas gerelateerde aandoeningen (Dietz, 1994; Kotani et al.,

1997).

Genetisch:

Er bestaat een proces genaamd ‘’Fetal programming’’ (Metabolic programming of Epigenetica), waarbij

tijdens het vroege leven fysiologische adaptaties ontstaan die zorgen voor permanente veranderingen

tijdens het latere leven (Breier, 2006). Wanneer de foetus zich intra-uterien in schaarse

4

omgevingsomstandigheden bevindt, zal het zichzelf hierop gaan aanpassen. Er zal een verandering in

genexpressie ontstaan, waardoor er een maximale opname van de beschikbare nutriënten in de

omgeving zal gebeuren (Berry et al., 2008; Swali en Wathes, 2006). Verschillende studies, bij zowel de

mens als de rat, hebben aangetoond dat wanneer er een nutriëntrijke omgeving is tijdens het latere

leven, dit kan leiden tot meer kans op de ontwikkeling van metabole stoornissen zoals obesitas,

hypertensie en insulineresistentie (Berry et al., 2008; Micke et al., 2010). Postnataal vindt er een

toename van insulinereceptoren plaats, insuline afhankelijke glucose opname zal dus toenemen,

waardoor er op latere leeftijd insulineresistentie zal ontstaan (Ozanne et al., 1999). Niet alleen een tekort

aan energie in utero wordt met obesitas geassocieerd. Namelijk in utero blootstelling aan een verhoogde

maternale glycemie wordt ook geassocieerd met een verhoogd risico op obesitas op latere leeftijd.

Recent onderzoek heeft dan ook aangetoond dat de maternale glycemie een onderdeel is van pathways

die een invloed hebben op de leptine epigenetische regulatie van nakomelingen (Allard et al., 2015).

Milieu:

Milieufactoren hebben ook een invloed op het wel dan niet ontwikkelen van het metabool syndroom. Zo

blijkt uit onderzoek dat wanneer mensen blootgesteld worden aan een verhoogde concentratie van

persistent organic pollutants (POP) dit een diabetogeen en obesitogeen effect heeft (Dirinck et al.,

2014). Recent onderzoek door het world health organization heeft aangetoond dat blootstelling aan

endocrien verstorende chemicaliën (EDC’s) een oorzaak kan zijn voor de ontwikkeling van het metabool

syndroom (UNEP/WHO, 2012).

1.1.3 Pathogenese

Obesitas gaat gepaard met diabetes mellitus (insulineresistentie), cardiovasculaire ziektes, slaap- en

ademhalingsstoornissen en bepaalde vormen van neoplasie (Kopelman, 2000). De eerste drie zullen in

deze paragraaf verder uiteengezet worden, neoplasie is niet relevant genoeg in deze literatuurstudie en

zal daarom niet verder besproken worden. Insulineresistentie en diabetes type 2 zijn voornamelijk

gecorreleerd met een verhoging van het viscerale vetweefsel (Gregor en Hotamisligil, 2007). Twee

processen worden gezien in het vetweefsel bij obesitas, namelijk inflammatie en oxidatieve stress, wat

de oorzaak zou kunnen zijn voor insulineresistentie (Hotamisligil, 2006; Shoelson et al., 2006; Wellen

en Hotamisligil, 2005). Obesitas wordt door de vele onderzoeken die zijn gedaan nu ook gezien als een

chronische aandoening van laag gradige inflammatie (Uysal et al., 1997). Een opkomend concept om

de enorme serie van onaangepaste reacties te verklaren is de aanwezigheid van organel disfunctie bij

obesitas, namelijk die van de mitochondriën en ER (Lowel en Shulman, 2005; Ozcan et al., 2004).

Stress in dit laatste orgaan en de gevolgen hiervan zal verderop worden besproken.

Bij obese mensen zijn de NEFA concentraties in het bloed verhoogd als ook de ontstekings pathways,

c-Jun N-terminal kinases (JNK) en NFκβ, geupreguleerd (Shoelson et al., 2006; Uysal et al., 1997;

Wellen en Hotamisligil, 2005). NEFA’s zorgen voor een verhoogde insulineresistentie als ook

inflammatie, dit zal bewerkstelligd worden door het vetweefsel dat pro-inflammatoire cytokines (TNF-α,

IL-6, monocyte chemoattractant protein-1 (MCP1)) zal vrijstellen (Boden, 2009). Onderzocht is dat vele

van deze pro-inflammatoire mediatoren nadelig zijn voor de juiste insuline signalering. Uit onderzoek is

5

gebleken dat de remming van obesitas geïnduceerde ontsteking, de insulinegevoeligheid bij muizen en

mensen verbeterd (Shoelson et al., 2006; Uysal et al., 1997; Wellen en Hotamisligil, 2005).

Diabetes mellitus:

Verhoogde lipolyse zorgt voor een verhoogde vrijstelling van NEFA’s uit het vetweefsel . Deze NEFA’s

komen terecht in de bloedbaan en worden getransporteerd naar de lever. De lever zal hogere

concentraties van triglyceriden (TG) en very low-density lipoproteins (VLDL) produceren. Er worden

minder HDL en meer low-density lipoproteins (LDL) gevormd. NEFA’s hebben een inhiberend effect op

de insuline gemedieerde glucose opname ter hoogte van de spier. Daarnaast wordt glucose minder

omgezet tot glycogeen in de lever en is er een verhoogde opstapeling van lipiden in het vetweefsel

(Eckel et al., 2005). Uit onderzoek blijkt dan ook dat het metabool syndroom sterk gecorreleerd is met

fibrose, steatose en cirrose van de lever door een gedaalde glucosetolerantie (Kopelman, 2000;

Marceau et al., 1999). Hormonen hebben ook een invloed op het vetweefsel doordat ze de lipolyse in

gang kunnen zetten, zoals noradrenaline en cortisol. Het lipolytische effect door noradrenaline is

duidelijker in abdominaal (visceraal) vet. Cortisol remt het anti-lipolytisch effect van insuline en draagt

daardoor indirect bij aan de verhoogde lipolyse. Deze verschillende factoren zorgen ervoor dat de

skeletspieren minder gevoelig voor insuline zullen worden en daardoor minder glucose opnemen. Er zal

meer insuline worden geproduceerd door de β-cellen van de pancreas om de verminderde

insulinegevoeligheid te compenseren, wat uiteindelijk zal leiden tot hyperinsulinemie. Op den duur

kunnen de β-cellen van de pancreas het niet meer aan en zullen ze hun functie verliezen. Het

eindresultaat bestaat dan ook uit hyperglycemie en dus diabetes mellitus type 2 (DM2) (Boden, 2008;

Kopelman, 2000).

Cardiovasculair:

Een toename van het lichaamsgewicht zorgt automatisch voor een nood aan verhoogd circulerend

bloedvolume wat op zijn beurt gepaard gaat met een verhoogd slagvolume en hartminuutvolume. De

toename van het circulerend bloedvolume resulteert in linker ventrikel dilatatie en excentrische

hypertrofie. Dit zal leiden tot systolische en diastolische dysfuncties en zal uiteindelijk evolueren naar

hartfalen (Kopelman, 2000).

Insulineresistentie geïnduceerd door NEFA’s zal zorgen voor een gereduceerde nitrogen oxide (NO)

productie door het endotheel. Deze deficiëntie vermindert de vasodilatatie en zal zo de ontwikkeling van

hypertensie in de hand werken (Boden, 2008). Hyperinsulinemie heeft ook een aandeel in het ontstaan

van hypertensie doordat het zorgt voor een verhoogde natrium reabsorptie als ook een gestegen

activiteit van het sympathisch zenuwstelsel (Eckel et al., 2005).

Inflammatie zal direct worden uitgelokt door NEFA’s, doordat ze fysieke schade toebrengen na het

opstapelen in zowel de endotheel als gladde spier cellen. Ook zullen NEFA’s een inflammatoire reactie

induceren bij macrofagen (Hansson, 2005). Inflammatie staat centraal in de pathogenese van

atherosclerosis, dit wordt gezien door positieve en negatieve acute fase eiwitten in het bloed bij

cardiovasculaire ziekten (Soeters et al., 1990). NEFA’s bevorderen een protrombotische toestand

doordat ze de fibrinolyse laten afnemen en zowel de bloedplaatjes als ook de arteriële matrix

metalloproteïnasen (MMP) doen laten activeren (Boden, 2008).

6

Slaap- en ademhalingsstoornissen:

De respiratoire functie komt in het gedrang bij obese mensen tijdens hun slaap. Dit gebeurt voornamelijk

wanneer ze op hun rug liggen, omdat er dan een enorme hoeveelheid druk op de borstkas plaatsvindt

door een overmaat aan gewicht. Daardoor vindt er tijdens het slapen alveolaire hypoventilatie plaats en

voorbijgaande episodes van apneu, wat resulteert in hypoxie en hypercapnee. Persisterende hypoxie

en hypercapnee gaan gepaard met pulmonaire hypertensie, hartfalen en uiteindelijk respiratoire

insufficiëntie (Kopelman, 2000).

1.2 HOOGPRODUCTIEF MELKVEE: FAT COW DISEASE

1.2.1 Definitie

Fat cow disease staat ook wel bekend als het ‘Fat cow syndroom’, ‘severe fatty liver syndrome’ of

‘hepatic lipidosis’. Morrow was een van de eerste die in 1976 een artikel uitbracht over fat cow disease.

Hij beschreef dit als een combinatie van verschillende ziektes zowel metabool, infectieus, digestief als

ook reproductief, die vooral optreden bij koeien die een overmatige conditie hebben rond de periode

van afkalven (Morrow, 1976). De transitieperiode loopt van drie weken voor, tot drie weken na de partus

(Contreras en Sordillo, 2011; Morrow, 1976).

1.2.2 Etiologie

Fat cow disease komt voor bij hoogproductief melkvee die te vet zijn rond het moment van afkalven. Dit

kan komen door een overmatige inname van energierijke voeding tijdens de late lactatie en de

droogstand (Morrow, 1976). Na de partus zal de eetlust dalen en daardoor zal de vetmobilisatie stijgen,

dit kan door verschillende factoren komen, namelijk: hypocalcemie, lebmaagverplaatsing, metritis en/of

mastitis (Leroy, 2012). Koeien die te vet zijn tijdens de droogstand, ervaren een sterkere daling van de

droge stof opname (DSO) voor én na de partus. Dit draagt op zijn beurt weer bij aan een grotere

negatieve energie balans (NEB) dan bij dieren die een normale body condition score (BCS) hebben (De

Koster en Opsomer, 2012; Morrow, 1976). Aan de hand van BCS kan worden afgeleid of een koe te vet

of te mager is. De ideale afkalf BCS is 3,5 en mag eigenlijk na de partus niet lager worden dan 2,5. Dit

is een goede parameter om de lichaamsconditie van de koe in het oog te kunnen houden (Berry et al.,

2007). Fouten in de voeding ontstaan vooral wanneer koeien uit verschillende groepen, waaronder

hoogproductieve, laagproductieve en droogstaande koeien, samen gehuisvest en gevoederd worden

(Morrow, 1976). Een te lange tussen kalf tijd (TKT) kan indirect ook een oorzaak zijn voor het ontstaan

van metabole stoornissen, doordat de hoeveelheid DSO aan het einde van de lactatie niet goed is

afgestemd op de hoeveelheid melkgifte. De koe zal dan meer energie op kunnen slaan in plaats van

deze te gebruiken voor de melkproductie aangezien deze dan toch niet meer optimaal is. In de tijd van

Morrow (1976) werd er nog geen specifiek ras gekoppeld aan dit syndroom. Heden ten dagen zijn de

Holstein-Friesian koeien degene die het hoogst productief zijn (Akers en Denbow, 2009), dit ras wordt

waarschijnlijk dan ook het meest met fat cow disease geassocieerd. Er is geen specifieke leeftijd die

met het fat cow disease gepaard gaat (Morrow, 1976).

Dieren die tijdens hun intra-uteriene leven blootgesteld geweest zijn aan een nutriëntarme omgeving,

zullen later na de geboorte efficiënter omspringen met voedingstoffen wanneer zij eveneens in een

7

nutriëntarme omgeving terecht zullen komen. Dit wordt ook wel de Barker hypothese genoemd (Hales

en Barker, 1992).

1.2.3 Pathogenese

Prepartum:

Koeien die in de laatste derde periode van de dracht en in de droogstandsperiode een te energierijke

voeding krijgen komen in een positieve energie balans (PEB) terecht. Een positieve energiebalans houdt

in dat er een overschot aan energie is en er daardoor een opstapeling van vetweefsel bekomen wordt

door middel van lipogenese. Er is een continue aanvoer van propionzuur en dus glucosevorming

waardoor insuline stijgt, de liponeogenese gestimuleerd en de lipolyse geremd wordt (Bossaert et al.,

2008a). Het (viscerale) vetweefsel van obese dieren is veel gevoeliger voor stimuli die lipolyse induceren

en minder gevoelig voor deze die lipolyse remmen (Bobe et al., 2004; De Koster en Opsomer, 2012).

Postpartum:

Postpartum zal de koe grote hoeveelheden glucose, dat gevormd wordt uit propionzuur, omzetten tot

lactose dat bestemd is voor de lactatie. De uier heeft insulineonafhankelijke glucose transporters

(GLUT) 1-3 en zal daardoor soms tot wel 85% van alle aanwezige en geproduceerde glucose opeisen

(Bossaert et al., 2008a; Knight et al., 1994; F. Zhao et al., 1996). Koeien laten ook een daling in de DSO

zien wat te maken heeft met psychische, gedrags-, metabole en hormonale veranderingen rond de

partus (Allen et al., 2005; Grummer et al., 2004). Het energieverbruik voor de melkproductie is hoger

dan de energietoevoer in de eerste paar weken van de lactatie, de koe bevindt zich dan in een NEB

(Beam en Butler, 1997; Butler, 2000; Drackley, 1999; Jorritsma et al., 2003; Kokkonen, 2005; Kraft,

2004). Insuline daalt door de daling van de glucoseconcentratie in het bloed als ook door een tijdelijke

onderdrukking van de endocriene pancreas functie (Bossaert et al., 2008b; K. Holtenius et al., 2003).

Door lipolyse probeert het lichaam om toch te voorzien in voldoende energie voor onderhoud en

melkproductie. Door die massale vetmobilisatie (triaglycerol gesplitst in één glycerolmolecule en drie

NEFA’s) worden er veel NEFA’s vrijgesteld, die de meest belangrijke alternatieve bron van energie zijn

voor het melkvee tijdens de NEB (Bossaert et al., 2008a; Herdt, 2000). NEFA’s worden namelijk in de

beta-oxidatie afgebroken tot acetyl coenzyme A (Acetyl-CoA) en vervolgens in de krebcyclus omgezet

tot adenosine trifosfaat (ATP) (Herdt, 2000).

Door een perifeer glucosetekort zal oxaloacetaat, onderdeel van de krebcyclus, eerder worden

voorbehouden voor gluconeogenese en zal de krebcyclus echter niet doorgaan. Een eerste alternatieve

metabolisatieweg (onvolledige oxidatie) voor de NEFA’s is het omvormen van acetyl-CoA tot ketonen

(acetoacetaat, aceton en β-hydroxybutyraat (BHB)) die gebruikt zullen worden als alternatieve

energiebron voor verschillende organen (Kokkonen, 2005). Dit kan uiteindelijk leiden tot ketonemie en

ketoacidose. Een tweede alternatief is triacylglycerol (TAG) synthese, maar door de beperkte

beschikbaarheid van glycerol en apolipoproteinen (APO) is de synthese van TAG hoger dan de

vrijstelling ervan onder de vorm van VLDL (daling TG secretoir mechanisme) (Katoh, 2002). Hierdoor

ontstaat er een opstapeling van vetten in de hepatocyten wat ook wel bekend staat als het fenomeen

leververvetting (Bertics et al., 1992; Kokkonen, 2005; Morrow, 1976; Veenhuizen et al., 1991). Cytokines

hebben hier ook een effect op doordat zij de synthese van APO’s kunnen doen dalen en daardoor de

8

mate van leververvetting doen toenemen (Ametaj et al., 2005; Bertoni et al., 2006; Katoh, 2002; Lippi

et al., 1998; Murthy et al., 1997). Aangezien bij runderen de lever het orgaan is die zorgt voor de primaire

glucose productie, zal verminderde gluconeogenese activiteit lijden tot een verlaagde glucoseproductie,

daardoor zal er een gedaalde melkproductie ontstaan (De Koster en Opsomer, 2012). Nagenoeg alle

hoogproductieve melkkoeien verkeren na de partus in een toestand van NEB en lijden dus aan een

zekere graad van subklinische of klinische leververvetting en/of ketose (Jorritsma et al., 2001;

Veenhuizen et al., 1991).

1.3 ANDERE SPECIES

1.3.1 Gezelschapsdieren

Net zoals bij de mens, bestaat er een grote zorg wat betreft de gewichtstoename bij honden en katten.

Recent onderzoek heeft uitgewezen dat ± dertig procent van de honden met overgewicht kampt en ±

zes procent echt obese zijn (Lund et al., 2006). Bij katten is dit een paar procent lager, maar nog altijd

zorgelijk (Lund et al., 2005). Obesitas bij gezelschapsdieren, gaat net zoals bij de mens, gepaard met

schadelijke gezondheidseffecten (A.J. German, 2006). Obese honden en katten hebben een kortere

levensduur en hebben een verhoogd risico om diabetes mellitus, neoplasie, cardiorespiratoir, gastro-

intestinaal, orthopedische en urogenitale ziektes te ontwikkelen (A.J. German et al., 2010; Zoran, 2010).

Over het algemeen tonen honden en katten dezelfde adipokines als bij mensen en sommige andere

diersoorten met een soortgelijk effect op de verschillende weefsels (De Godoy & Swanson, 2013). Ook

wordt er een laag chronische systemische inflammatie gezien (Trayhurn en Wood, 2005). Dezelfde

inflammatoire merkers als bij de mens worden waargenomen (CRP, IL-6 en TNF-α) (Manco et al., 2006)

als ook acute fase proteïnen (AFP). Beide worden door het vetweefsel geproduceerd en leggen een link

tussen obesitas, insulinerestentie en het metabool syndroom (A.C. German et al., 2009; Hoenig et al.,

2007; Kopelman, 2000; Trayhurn en Wood, 2005),

1.3.2 Paard

Het metabool syndroom bij het paard heeft een lange tijd in zijn kinderschoenen gestaan. Pas in 2002

heeft Johnson’s et al (2010) de term ‘Equine metabolic syndrome’ (EMS) geïntroduceerd in de

diergeneeskunde. Om vast te kunnen stellen of een paard leidt aan het EMS, moeten de volgende

symptomen worden opgemerkt (Carter et al., 2009; Frank et al., 2010):

Centrale/regionale adipositas (regionale adipositas heeft een karakteristieke vetverdeling:

uitbreiding van subcutaan vetweefsel rondom het nuchal ligament (cresty neck), aan de

staartbasis, achter de schouder, in de voorhuid of melkklier regio. Grote omentale vetdepots

zijn ook aanwezig maar deze zijn niet zichtbaar (Ertelt et al., 2014))

Insulineresistentie (hyperinsulinemie)

Predispositie voor laminitis (dat zich heeft ontwikkeld bij de afwezigheid van erkende oorzaken

zoals graan overbelasting, koliek, colitis of aan de nageboorte blijven staan)

In vele opzichten lijkt het veel op het humane metabool syndroom, maar toch zijn er duidelijke verschillen

tussen deze twee. Deze verschillen manifesteren zich voornamelijk ter hoogte van de vasculaire

structuren. Humaan worden namelijk meestal de coronaire vaten aangetast terwijl het paard in plaats

9

hiervan meer kans heeft op laminitis (Fulop et al., 2006). Leveraandoeningen zoals bij de mens is bij

het paard nog niet goed onderzocht, wel worden er verhoogde gamma-glutamyl transpeptidase (γ-GT)

concentratie gezien bij aangetaste paarden (Frank et al., 2006, 2010).

Vetweefsel rondom het nuchal ligament bij paarden is zeer belangrijk in de productie van inflammatoire

mediatoren IL 1 en 6. Het omentale vet en het vet in de spieren spelen ook een belangrijke rol in de

ontwikkeling van een pro-inflammatoire status. Namelijk omdat de expressie van TNF verhoogd,

onderdrukking van suppressor of cytokine signaling 3 (SOCS3) wordt gezien, als ook TLR-4 significant

hoger is in vergelijking met het subcutane vet rondom het nuchal ligament (Burns et al., 2010; Waller et

al., 2012). Van paarden die lijden aan het EMS wordt gedacht dat ze intestinale lipoma’s op jonge leeftijd

zullen ontwikkelen. Om dit te bevestigen is meer onderzoek nodig (Frank et al., 2010).

Regionale adipositas en laminitis zijn ook klinische symptomen die worden gezien bij Pituitary pars

intermedia dysfunction (PPID) (ook wel Cushing’s disease genoemd). Dus ook endocriene stoornissen

moeten overwogen worden wanneer deze problemen worden gedetecteerd. EMS kan van PPID worden

onderscheiden door middel van leeftijd, EMS komt namelijk vaker voor bij jongere paarden. Verdere

klinische symptomen die wijzen op PPID, maar niet op EMS zijn: vertraagde of mislukte afstoting van

de winter vacht, hirsutisme, overmatig zweten, polyurie/polydipsie en skeletspier atrofie (Schot, 2002).

Ook kan er een onderscheid worden gemaakt door middel van verschillende testen (adrenocorticotroop

hormoon (ACTH) concentratie).

2. FUNCTIE VAN VETWEEFSEL

2.1 ALGEMEEN

Vetweefsel is zeer gespecialiseerd in het opslaan en vrijstellen van energie, dit door middel van

vetopbouw en vetafbraak als respons op verschillende signalen (Gregor en Hotamisligil, 2007). De

lipolyse bij een bepaalde vetcel is gecorreleerd met de grootte van de vetcel, zo geldt hoe groter de cel

hoe meer lipolyse er zal optreden in die specifieke cel (Arner, 2005). Ook speelt vetweefsel een rol in

de thermoregulatie van het lichaam (Sjaastad et al., 2010). Maar vetweefsel is veel meer dan dat,

vetweefsel functioneert namelijk ook als een complex endocrien orgaan (Kershaw en Flier, 2004).

Adipocyten secreteren verschillende eiwitten genaamd adipokines (A.J. German et al., 2010; Grimble,

2002; Mouraux, 2007; Pittas et al., 2004). Deze adipokines gedragen zich als boodschappers naar

verschillende organen zoals spier, lever en hersenen om een zo goed mogelijke lichamelijke

energiebalans te behouden als ook een gezonde stofwisseling (Gregor en Hotamisligil, 2007).

Tegenwoordig zijn er 50 verschillende adipokines gekend (Trayhurn en Wood, 2005), ze werken lokaal

(autocrien) of ze worden in de perifere circulatie gesecreteerd en werken daar een endocrien effect uit

(Prins, 2002). Naast de adipocyten bevinden er zich ook nog andere cellen in het vetweefsel, waaronder

macrofagen, die ook een belangrijke rol hebben in de secretoire functie van het vetweefsel. Macrofagen

zijn de belangrijkste bron van de inflammatoire adipokines genaamd TNF-α en IL-6 (Galic et al., 2010).

10

2.2 PATHOGENESE INSULINERESISTENTIE

Vetweefsel speelt een grote rol in het ontstaan van insulineresistentie bij de mens (zie figuur 2). De best

bestudeerde adipokines, die een effect hebben op de insulineresistentie, op dit moment zijn: TNF-α, IL-

6, Leptine, CRP, visfatine en adiponectine (Grimble, 2002; Mouraux, 2007). Naast de productie van

adipokines, worden er ook verhoogde circulerende NEFA concentraties waargenomen bij obese

personen (Lewis et al., 2002). Het belang van deze adipokines en NEFA’s zal verder in deze

paragraaf besproken worden als ook het ontstaan van insulineresistentie bij hoogproductief

melkvee.

2.2.1 Adipokines en NEFA’s

TNF-α:

TNF-α wordt geproduceerd door cellen van het immuunsysteem en door adipocyten. Aangetoond is dat

het een belangrijke rol speelt in het veroorzaken van insulineresistentie ten gevolge van obesitas. Dit

gebeurt op verschillende manieren. Indirect gebeurt dit door het stimuleren van de stress-hormoon

productie. Direct gebeurt dit door een down regulatie van genen die normaal nodig zijn voor een normale

werking van insuline als ook effecten op insuline signalering door middel van een aanhoudende inductie

van SOCS-3, welke de insuline geïnduceerde insuline receptor substraat 1 (IRS-1) tyrosine fosforylatie

zal laten afnemen (Grimble, 2002). Een verhoogde inductie van NEFA’s door stimulatie van de lipolyse

als ook een negatieve regulatie van PPAR-y zijn belangrijke directe effecten van TNF-α. Deze laatste

receptor is een belangrijke insuline-gevoelige nucleaire receptor (Grimble, 2002; Moller, 2000) en kan

wanneer deze in combinatie met de retinoid X receptor voorkomt een inhiberend effect hebben op de

NFκβ activiteit (Debril et al., 2001; Wada et al., 2001). Ook zal TNF-α de insulinesecretie gaan remmen

en de apoptose van β-cellen stimuleren (S. Zhang en Kim, 1995). TNF-α wordt in obese ratten ook

gezien als een inflammatoire cytokine die door middel van deze link zal zorgen voor de

insulineresistentie (Hotamisligil et al., 1993; Uysal et al., 1997).

Interleukine-6:

De secretie van IL-6 en de concentratie ervan zijn positief gecorreleerd met insulineresistentie,

hyperlipidemie en vetmassa. Dertig procent van de geproduceerde IL-6 is afkomstig van het viscerale

vetweefsel en zal net als TNF-α, insulineresistentie veroorzaken door een opregulatie van SOC-3

(Rotter et al., 2003; Senn et al., 2002, 2003).

Leptine:

Leptine, een van de eerste bevindingen van een adipocyt afgeleide

signalering, is een pleiotroop molecuul dat een rol speelt in de eetlust als ook

in de vetweefsel regulatie (Faggioni et al., 2001). Leptine werkt voornamelijk

in op de hypothalamus en wordt geproduceerd in verhouding tot het

vetweefselmassa. Leptine remt ook de insulinesecretie in de β-cellen, dit

gebeurt door een terugkoppelingsmechanisme genaamd “vetweefsel-

insuline-as’’ (zie figuur 1) (Mouraux, 2007).

Figuur 1: Vetweefsel -insuline-as

11

C-reactive protein en visfatine:

CRP is een acute fase eiwit, welke positief gecorreleerd is met een daling van de insuline gevoeligheid,

waarvan de concentraties zijn verhoogd bij obesitas. De visfatine uitscheiding neemt toe bij viscerale

obesitas. Het heeft insulinomimetische effecten, die een directe werking op de insulinereceptor

uitoefenen. Het zal ook de glucoseconcentraties doen dalen door een remming op de glucosevrijstelling

van de lever en het stimuleren van het perifere glucoseverbruik (Mouraux, 2007).

Adiponectine:

Adiponectine is een adipokine die enkel door het vetweefsel wordt afgescheiden. Adiponectine

plasmaconcentraties zijn significant lager bij mensen met het metabool syndroom. Afname van het

circulerend adiponectine wordt aldus geassocieerd met het ontstaan van het metabool syndroom (Eckel

et al., 2005). Over het algemeen zijn de spiegels lager bij mannen dan bij vrouwen. Normaal gezien zal

adiponectine de insulineresistentie bij de mens tegengaan, maar wanneer de adiponectine concentratie

gedaald is vinden de volgende mechanismen plaats:

Stijging van het TG-gehalte in de weefsels, daardoor ontstaat er een verminderde activiteit van

fosfatidyllinositol-3-kinase (PI-3K).

Een verminderde verbranding van NEFA’s vindt plaatst doordat PPAR-γ minder wordt

geactiveerd.

Verminderde activering van het adenosine monophosphate-activated kinase (AMP-kinase) en

dus een daling in de β-oxidatie.

Adiponectine zal ook een anti-inflammatoir effect uitoefenen op de macrofagen die zich in het vetweefsel

bevinden (Galic et al., 2010; Ouchi et al., 2003), wanneer adiponectine gedaald is kan het dit effect niet

meer uitoefenen.

NEFA’s:

De verhoogde NEFA concentratie wordt bekomen doordat er een verhoogde vetmassa aanwezig is en

er dus meer vrijstelling zal plaatsvinden, de NEFA klaring zal hierdoor afnemen (Björntorp et al., 1969).

Indirect zullen NEFA’s de productie van adipokines stimuleren en direct insulineresistentie ter hoogte

van de lever induceren doordat deze de suppressie van de glycogenolyse door insuline remmen en de

glycogenolyse en neoglucogenese stimuleren (Mouraux, 2007). Ook zal er insulineresistentie

geïnduceerd worden ter hoogte van de skeletspieren en het vetweefsel (Jensen, 2006; Lewis et al.,

2002; Shi et al., 2006; Van Epps-Fung et al., 1997). NEFA’s zullen dus de insuline activiteit laten

afnemen, waardoor en nog meer NEFA’s vrijgesteld zullen worden (Jensen et al., 1989). Dit resulteert

uiteindelijk in een vicieuze cirkel (zie figuur 2). Een chronische blootstelling van de pancreas aan NEFA’s

zal zorgen voor een verhoogde insulinesecretie door de β-cellen (Jensen, 2006), wat bij de mens

uiteindelijk kan resulteren in DM2. NEFA’s vertragen de insulineklaring en verhogen de vetsynthese,

waardoor er perifere hyperinsulinemie en hyperlipidemie ontstaat (Mouraux, 2007).

Uit onderzoek is gebleken dat de adipokines van zowel intra-abdominaal als visceraal vet gecorreleerd

gaan met insulineresistentie. Viscerale adipositas wordt gekenmerkt door een verhoogde lipolyse en

12

verhoogde concentraties aan NEFA’s, terwijl subcutane vetdepots voornamelijk gepaard gaan met

circulerende leptine concentraties (Grimble, 2002; Hotamisligil, 2006).

2.2.2 Insulineresistentie hoogproductief melkvee

De functie van deze adipokines in het ontstaan van insulineresistentie bij hoogproductief melkvee is nog

niet precies gekend, behalve voor leptine (De Koster en Opsomer, 2012). Bij runderen ziet men rond de

partus dat er belangrijke homeorrhetische aanpassingen plaatsvinden, dit kan worden gedefinieerd als

‘’het samenspel van metabole veranderingen in het lichaam om een gewijzigde fysiologische status,

zoals de overgang van droogstand naar lactatie, te ondersteunen’’ (Bauman en Currie, 1980; Bell,

1995), die voornamelijk worden veroorzaakt door een insulinedaling. Deze insulinedaling is het resultaat

van een lage glucosespiegel tijdens de lactatie, tijdelijke onderdrukking van de endocriene

pancreasfuncties als ook nog meerdere endocriene veranderingen (Bossaert et al., 2008a; K. Holtenius

et al., 2003). Stijging van groeihormoon (GH), daling van insulin-like growth factor-1 (IGF-1), verhoogde

catecholaminen en glucocorticoïden versterken de effecten van insulinedaling rond de partus (Opsomer,

1995; Zulu et al., 2002). Meerdere auteurs maken melding van een milde perifere insulineresistentie

(IR) na de partus, zowel ter hoogte van het vetweefsel als de dwarsgestreepte spieren. Dit zal

voornamelijk veroorzaakt worden door de NEB waarbij er verhoogde concentratie van NEFA’s de

perifere opname van glucose beperken (Grummer, 1993; Pires et al., 2007) Melkvee met een hoge BCS

zijn meer insulineresistent dan melkvee met een normale BCS (P. Holtenius en K. Holtenius, 2007). Er

wordt verondersteld dat dit te maken heeft met een hogere NEFA plasma concentratie die wordt gezien

bij melkvee in te vette conditie (Pires et al., 2007). Bossaert (2008c) heeft aangetoond dat de

insulinesecretie na toediening van een IV glucose bolus negatief wordt geassocieerd met de NEFA

concentraties die koeien hadden rond de afkalf periode. Hieruit kan dan worden geconcludeerd, dat net

zoals bij de mens, ook sommige melkkoeien meer gevoeligere β-cellen bevatten waarbij er functionele

depressie ontstaat door chronisch verhoogde NEFA concentraties.

Figuur 2: Pathogenese insulineresistentie

13

In het vetweefsel wordt door de hoge GH-spiegels de affiniteit van catecholaminen met β-receptoren

verhoogd (Watt et al., 1991), waardoor de biologische respons op insuline (de opname van glucose,

een remming van de lipolyse en het stimuleren van de lipogenese) verzwakt wordt (K. Holtenius et al.,

2003; Kokkonen, 2005; McDowell, 1991). Het groeihormoon (GH) heeft ook indirect een sterk remmend

effect op de lipogenese (Bossaert et al., 2008a). Energietekort en een verhoogde lipolyse, wat mede

komt door de insulineresistentie, zal uiteindelijk resulteren in een relatief tekort van oxaalazijnzuur. Dit

tekort zorgt ervoor dat de ketogenese toeneemt waardoor er ketonemie zal ontstaan (Bossaert et al.,

2008a).

Verlengde anoestrus na kalving lijkt te komen door de negatieve effecten van lagere insulinelevels, dat

een effect heeft op de ontwikkeling en ovulatie van follikels (Beam en Butler, 1997; Gong, 2002; Landau

et al., 2000). Insuline speelt dan ook een zeer belangrijke rol in de reproductie (Opsomer et al., 1999).

2.3 PRO-INFLAMMATOIRE FUNCTIE

Obese mensen die gemakkelijk het metabool syndroom ontwikkelen, hebben hogere

serumconcentraties van ontstekingsmerkers die afkomstig zijn van het vetweefsel en welke de

inflammatoire adipokines worden genoemd (CRP, TNF-α, IL-6, MCP) (De Koster en Opsomer, 2012;

Zozulinska en Wierusz-Wysocka, 2006). Een toename in circulerende niveaus van deze macrofaag

afgeleide factoren in obesitas zal leiden tot een chronische laaggradige pro-inflammatoire toestand die

is gekoppeld aan de ontwikkeling van insulineresistentie en diabetes (Galic et al., 2010). Deze

chronische pro-inflammatoire toestand wordt soms ook wel metaflammation of metabolisch

geactiveerde ontsteking genoemd (Hotamisligil, 2006).

Uit onderzoek is gebleken dat hoogproductieve melkkoeien vatbaarder zijn voor metabole en infectieuze

ziektes gedurende de afkalf periode (Drackley et al., 2001; Goff, 2006) zoals slepende melkziekte,

lebmaagverplaatsing, mastitis, salmonella-infecties, aan de nageboorte blijven staan en endometritis

(Morrow, 1976). Deze gevoeligheid zal nog versterkt worden in de periode rond het afkalven door een

verminderde immunologische afweer (Hammon et al., 2006; Mallard et al., 1998; Sordillo et al., 2009).

NEB zal zorgen voor een daling in de natuurlijke antilichamen in zowel bloed als melk van de afgekalfde

koe (Knegsel et al., 2007). De meest gekende pro-inflammatoire adipokine bij hoogproductief melkvee

is leptine. De exacte functie van adipokines bij hoogproductief melkvee is nog niet precies gekend, enkel

deze van leptine (De Koster en Opsomer, 2012). Andere belangrijke eiwitten zoals PAI-1 en restitine

spelen ook een rol in het ontstaan van een pro-inflammatoire toestand.

Leptine:

Leptine heeft een invloed op de immuunfuncties, wat wordt gezien doordat er een acute stijging

plaatsvindt tijdens inflammatie en de T-cel responsen worden gereguleerd. Dit wil dus zeggen dat

verhoogde leptine productie, gedurende obesitas, een pro-inflammatoire invloed kan uitoefenen

(Faggioni et al., 2001) en hiermee dan ook een rol speelt in het ontstaan van de insulineresistentie (zie

figuur 2) (Grimble, 2002). Leptine is een belangrijke regulator voor voedselopname en zal een

belangrijke invloed uitoefenen op het adaptatiemechanisme gedurende de transitieperiode bij

hoogproductief melkvee (De Koster en Opsomer, 2012).

14

PAI-1 en Restitine:

PAI-1 is een acute fase eiwit en zal bij inflammatie door het viscerale vetweefsel worden geproduceerd

(Umpaichitra, 2006) net zoals het hormoon restitine. Er wordt hiervan dan ook een duidelijke

plasmaconcentratie stijging gezien bij obesitas en het metabool syndroom. PAI-1 is een van de

risicofactoren op hart- en vaatziekten. Restitine zal de secretie van inflammatoire cytokines stimuleren

en zo bijdrage aan een inflammatietoestand (Mouraux, 2007).

3. OBESITAS GEASSOCIEERD MET INFLAMMATIE

De lever speelt een belangrijke rol in de klaring van toxines afkomstig van ontstekingshaarden, maar is

vooral belangrijk bij het reageren op ontstekingen door middel van een acute fase respons. Macrofagen

van de lever, ook wel Kupffer cellen genoemd, stellen IL-1, IL-6 en TNF-α vrij die ervoor zullen zorgen

dat hepatocyten AFP produceren. Drie zeer belangrijke acute fase eiwitten worden onderkend namelijk

serum amyloid A (SAA), haptoglobine en calcitonine gene related peptide (CGRP). SAA wordt

geassocieerd met plasma HDL en speelt een rol in de detoxificatie van plasma toxines bijvoorbeeld

lipopolysaccharide (LPS) (Baumberger et al., 1991). Haptoglobine bindt aan hemoglobine en voorkomt

zo het gebruik van ijzer door bacteriën (Wassell, 2000). CGRP wordt geassocieerd met hyperglycemie

en is gekend door zijn anti-inflammatoire eigenschappen bij knaagdieren (Young et al., 1993).

Glucocorticoïden spelen ook een belangrijke rol in de acute fase respons, doordat het een inhibitoir

effect heeft op de productie van cytokines (Turnbull et al., 1998). Prostaglandin (PG) E2 heeft ook een

inhibitoir effect, maar dan voornamelijk op de productie van immunoglobulines en TNF-α (Goodwin et

al., 1977).

De acute fase respons gaat gepaard met verschillende veranderingen in zowel het lipid als glucose

metabolisme. Cholesterol zal stijgen en versnelde lipolyse zal optreden waardoor er dus een verhoogde

NEFA concentratie in het bloed zal worden waargenomen (Hardardóttir et al., 1994).

Onderdelen van de acute fase respons zoals TNF-α, SAA, haptoglobine, cortisol, PGE2 en CGRP

hebben verschillende invloeden op metabole, immunologische en biochemische processen van de

gastheer. TNF-α, SAA, en haptoglobine zijn positief gecorreleerd met een piek in totale lipiden in de

lever. In onderzoek ziet men de aanwezigheid van de acute fase respons bij koeien met leververvetting

als ook een sterke relatie tussen mediatoren van de acute fase respons en leververvetting (Ametaj et

al., 2005). Volgens Hammon (2006) en Zerbe (2000) zal leververvetting de cellulaire immuniteit

verzwakken. Er kan worden vastgesteld dat obesitas een laag gradige chronische inflammatoire

aandoening is (Uysal et al., 1997), waarbij de belangrijkste bron van deze inflammatie afkomstig is van

de geactiveerde macrofagen in het vetweefsel (Weisberg et al., 2003).

Hoogproductief melkvee die te vet zijn rond het moment van afkalven gaan gepaard met een verhoogde

incidentie aan infectieziekten, dit kan worden verklaard door een aangetast immuunsysteem. Het is

namelijk geweten dat rond het moment van afkalven de lymfocyten functie verzwakt is bij obese koeien

(Lacetera et al., 2005). De concentraties van ROS in obese koeien zijn verhoogd en deze van

antioxidanten gedaald (Bernabucci et al., 2005). Deze verhoogde oxidatieve stress kan een belangrijke

oorzaak zijn van een verzwakt immuunsysteem (Sordillo en Aitken, 2009).

15

3.1 VERANDERING IN VETWEEFSEL BIJ OBESITAS

Wanneer het gewicht op een fysiologische manier toeneemt zullen er lipiden worden opgeslagen in de

adipocyten, waardoor deze een toename van celgrootte veroorzaken. Het aantal adipocyten zal hierbij

niet veranderen. Daarentegen wordt obesitas gekenmerkt door niet alleen hypertrofische groei van

adipocyten, maar ook door een hyperplastisch proces, waarbij het aantal adipocyten toeneemt

(Schwegler en Lucius, 2011).

Afhankelijk van waar het vetweefsel zich lokaliseert, kunnen mensen met obesitas in twee groepen

worden ingedeeld. Centrale (abdominale) obesitas waarbij het vet zich hoofdzakelijk visceraal

(omentum en mesenterium) en in het bovenste deel van het abdomen zal opslaan, zal zich manifesteren

bij de mens in een ‘’appelvormig’’ lichaamscontour. Perifeer vetweefsel wat zich voornamelijk

subcutaan, ter hoogte van de heupen en het lager gedeelte van het abdomen opslaat wordt ook wel

perifere obesitas genoemd. Mensen waarbij zich dit voordoet nemen voornamelijk de contouren van

een peer aan (Lafontan en Berlan, 2003). Het viscerale vetweefsel is belangrijker in dit verhaal dan

subcutaan vetweefsel, namelijk omdat visceraal vet een hogere lipolytische activiteit heeft, de productie

van adiponectine (een anti-inflammatoire adipokine) lager is en de expressie en productie van pro-

inflammatoire adipokines (TNF-α en IL-6) hoger zijn (Després en Lemieux, 2006). Dit brengt dus voor

centrale (abdominaal/visceraal) obesitas een hoger risico op obesitas geassocieerde ziektes met zich

mee (Arner, 1998; Lafontan en Berlan, 2003).

3.2 PATHOGENESE PRO-INFLAMMATOIRE STATUS BIJ HOOGPRODUCTIEF MELKVEE IN

OVERMATIGE CONDITIE

3.2.1 Endoplasmatisch reticulum stress

Het ER is een gespecialiseerd celorganel dat zich bevindt in het cytosol. Het is bestemd voor de

synthese van eiwitten, sterolen, lipiden en zal ook het glucosemetabolisme reguleren (Boden, 2009;

Cnop et al., 2012; Gregor en Hotamisligil, 2007). Gezien de hoeveelheid aan belangrijke functies welke

het ER moet voltooien, is het van groot belang dat dit organel goed functioneert. Normaal gezien bevindt

zich in het lumen van ER verschillende eiwit chaperonnes (binding protein (BiP), calnexine, calreticuline)

die helpen bij het vouwen van de novo peptiden en aggregatie van ongevouwen/verkeerd gevouwen

precursoren voorkomen (Federovitch et al., 2005).

ER stress zorgt voor een afnemende functie van het ER, waardoor de eiwitten verkeerd worden

gevouwen of zelfs helemaal niet kunnen worden gevouwen. Er zal een accumulatie ontstaan van deze

verkeerd/ongevouwen eiwitten (Boden, 2009; Cnop et al., 2012; Marciniak en Ron, 2006; Mori, 2000;

L. Zhao en Ackerman, 2006). Recent onderzoek heeft aangetoond dat ER stress wordt geïmpliceerd

als een vroeg gevolg van overmatige consumptie van nutriënten en een oorzaak is voor het ontstaan

van insulineresistentie en inflammatie (Boden, 2009).

ER stress sensoren en de UPR:

Er zijn drie proximale transmembranaire ER stress sensoren geïdentificeerd genaamd inositol requiring

1 (IRE1), PKR like ER kinase (PERK) en activating transcription factor (ATF) 6 (Cnop et al., 2012; Ron

16

en Walter, 2007) die op hun beurt pathways stimuleren om de ER stress te doen verlichten wanneer er

ongevouwen/verkeerd gevouwen eiwitten aanwezig zijn (Boden, 2009; Gregor en Hotamisligil, 2007).

Dit wordt ook wel de ‘’ongevouwen eiwit respons’’ (UPR) genoemd (Boden, 2009; Marciniak en Ron,

2006; Mori, 2000; L. Zhao en Ackerman, 2006), met als doel om de ER homeostase en functies te

herstellen.

Een overmatige opname van nutriënten zorgt ervoor dat het ER in adipocyten wordt uitgedaagd en

aangepast door de toegenomen vraag van eiwit synthese en secretie. Wanneer het ER dit niet meer

aan kan ontstaat er stress en zal de UPR worden geactiveerd (Gregor en Hotamisligil, 2007). In vitro is

aangetoond dat vetzuren ER stress induceren in hepatocyten en de β-cellen van de pancreas (Lai et

al., 2008). Vetzuren zijn dan ook een van de veroorzakers van ER stress.

Er worden drie soorten beschermende cellulaire reacties getriggerd. De eerste is het reguleren van ER

chaperonnes die helpen bij het hervouwen van eiwitten, de tweede is het doen dalen van de

eiwittranslatie en als derde het afbreken van verkeerd gevouwen eiwitten door middel van proteasomen

genaamd ER-geassocieerde afbraak (ERAD) (Marciniak en Ron, 2006; Ron en Walter, 2007). ERAD

wordt geïnduceerd om de hoeveelheid ongevouwen/verkeerd gevouwen eiwitten in het ER zo minimaal

mogelijk te houden (Gregor en Hotamisligil, 2007).

UPR geassocieerd met inflammatie:

Belangrijk is dat er ook inflammatoire pathways worden geactiveerd bij de activatie van UPR (figuur 3).

Er zal namelijk NFκβ signalering worden geupreguleerd door PERK en inositol-requiring enzyme-1 (IRE-

1). NFκβ is een transcriptiefactor die betrokken is bij de inflammatie en ook pro-apoptotische genen

induceert (Cnop et al., 2012; Grimble, 2002; Marciniak en Ron, 2006). De IKK-NFκβ pathway zal zorgen

voor de inductie van verschillende inflammatoire genen zoals TNF-α en IL-6 en het speelt ook een rol

in de insulineresistentie zoals eerder genoemd (Deng et al., 2004; Hu et al., 2006; Shoelson et al.,

2006). ER stress geïnduceerde IRE-1a fosforylering zal leiden tot het activeren van de JNK pathway,

als ook het aanwerven van tumornecrosefactor-receptor-associated factor 2 (TRAF2) en apoptose

signaal regulerende kinase 1 (ASK1) naar de cytosolische ruimte van het ER membraan (Gregor en

Hotamisligil, 2007; Nishitoh et al., 2002; Urano et al., 2000). Activatie van de JNK pathway kan aan nog

meer effecten bijdragen, wat altijd afhankelijk is van de cellulaire context, namelijk: apoptose,

celoverleving en inflammatie. Signalering van PERK zal ook resulteren in een antioxidant respons die

wordt gemedieerd door de geactiveerde transcriptie factor Nuclear erythroid 2p45-related factor 2 (Nrf2).

Beide van deze pahtways (NFκβ en JNK) worden ook gezien als een van de oorzaken in de ontwikkeling

van insulineresistentie (Gregor en Hotamisligil, 2007).

Wanneer de UPR in gang wordt gezet zullen er nog meer veranderingen in de cel plaatsvinden, namelijk

een deprivatie van glucose en energie, verhoogde eiwitsynthese, inhibitie van de eiwitglycosylatie,

dysbalans van ER calcium concentratie als ook, zoals eerder vermeld, de aanwezigheid van

ongevouwen/verkeerd gevouwen eiwitten (Gregor en Hotamisligil, 2007).

17

ER stress op zichzelf en een te lange activiteit van de UPR kunnen zorgen voor oxidatieve stress, die

een toxische accumulatie van reactive oxygen species (ROS) veroorzaakt in de cel. Toxische ROS

concentraties spelen ook een rol in het ontstaan van inflammatie (Gregor en Hotamisligil, 2007), omdat

deze zelf ook in staat is om de UPR te activeren (Holtz et al., 2006; Xue et al., 2005; K. Zhang en

Kaufman, 2008). Maar ook hier is de UPR op voorbereid door zelf weer antioxidanten te gaan

produceren door middel van de transcriptiefactor Nrf2 (Gregor en Hotamisligil, 2007). Indien de

celschade te groot is om de homeostase te herstellen zal dit leiden tot apoptose, geïnduceerd door de

UPR (Cnop et al., 2008; Gregor en Hotamisligil, 2007). Wanneer de adipocyten in apoptose overgaan

zal dit proces ook weer bijdragen aan een inflammatoire toestand in het vetweefsel (Cinit et al., 2005).

ER stress kan dus op twee verschillende manieren voor inflammatie zorgen, ofwel direct door middel

van de UPR ofwel indirect door middel van apoptose. ER stress blijft dus hoe dan ook een van de

oorzaken voor obesitas-geïnduceerde inflammatie (Gregor en Hotamisligil, 2007). De UPR zal zorgen

voor een inflammatoire toestand maar andersom geldt dit ook, namelijk dat de inflammatie de UPR kan

activeren (Xue et al., 2005).

3.2.2 Het mechanisme van NEFA’s

Tijdens de transitieperiode wordt lipolyse in de hand gewerkt door specifieke hormonen zoals

catecholamines, GH, glucocorticoiden en cytokines (TNF-α en IL-6). Bij de mens is al bekend dat

wanneer zij langdurig (langer dan 24 uur) aan een verhoogde concentratie van NEFA’s worden

blootgesteld dit een verhoogd monocyt inflammatoire gedrag met zich meebrengt met verhoogde gen

Figuur 3: Endoplasmatisch reticulum stress

18

transcriptie en cellulaire oppervlakte expressie van adhesie molecules. Adhesie molecules, zoals β-

integrine, wijzigen de monocyt-adhesie aan endotheelcellen. Dit kan onder andere een rol spelen in de

ontwikkeling van atherosclerose (Contreras en Sordillo, 2011; W. Zhang et al., 2006).

Bepaalde intracellulaire pathways worden in gang gezet door NEFA’s (zie figuur 4). Verzadigde vetzuren

zoals palmitinezuur, stearaat, laurinezuur en oleinezuur hebben een ofwel directe ofwel indirecte

interactie met de intracellulaire signalering die zorgen voor een veranderde inflammatoire reactie in

cellen. TLR’s spelen een belangrijke rol in de aangeboren immuniteit door het activeren van pro-

inflammatoire signalering pathways als een reactie op pathogene, welke de productie van inflammatoire

cytokines bevorderd. TLR-4 is de best gekende TLR en bind op LPS die te vinden is op de celwand van

gram negatieve bacteriën (Medzhitov, 2001). Binding zal leiden tot een activatie van de NFκβ-pathway.

Palmitinezuur en stearaat kunnen ervoor zorgen dat TLR-4 wordt geactiveerd waardoor weer de

activatie van inhibitor kB kinase (IKKB) in endotheelcellen plaatsgrijpt. Dit alles zorgt voor een stijging

in de activiteit van de NFκβ transcriptie factor (Contreras en Sordillo, 2011). NFκβ induceert de

transcriptie van verschillende adhesie moleculen (ELAM-1, VCAM1, ECAM1, E-selectin) (Ahn en

Aggarwal, 2005; Collins et al., 1995), als ook de expressie van verschillende cytokines, chemokines en

hun receptoren welke de inflammatoire reactie bevorderen. Laurinezuur is een belangrijk component

van lipide A van LPS, en zal ook de TLR-4 signalering activeren (Lee et al, 2001, 2003b).

Voedingsvetzuren zijn ook in staat om de TLR-4 signalering te activeren in adipocyten en macrofagen.

Wanneer TLR-4 afwezig is, wordt er geen vetzuur geïnduceerde inflammatie waargenomen in

adipocyten, macrofagen en andere weefsels. NEFA’s kunnen als ligand inspelen op de TLR-4, en

hiermee de productie van inflammatoire cytokines afkomstig van macrofagen induceren, door middel

van de activatie van de NFκβ pathway (Shi et al., 2006). NEFA’s zullen ook bijdragen aan de

accumulatie van bioactieve lipiden (diacyl-glycerol (DAG) en ceramides) in de macrofagen, welke ook

activatoren van NFκβ kunnen zijn (Boden et al., 2005; Yu et al., 2002).

Tijdens de transitieperiode van hoogproductief melkvee wordt gezien dat de concentraties aan palmitaat

in het cellulaire membraan van leucocyten, hepatocyten en adipocyten is verhoogd (Contreras et al.,

2010; Douglas et al., 2007). Een verhoging van de concentratie aan palmitaat in het plasmamembraan

kan leucocyt activatie verbeteren tijdens de transitieperiode en vroege lactatie door middel van

palmitoylering. Activering van TLR-4 door vetmobilisatie kan worden gekoppeld aan overmatige

ontstekingsreacties in de transitieproblematiek zoals mastitis en metritis (Contreras en Sordillo, 2011).

Er kan nog een intracellulaire pro-inflammatoire pathway geactiveerd worden door NEFA’s genaamd

MAPK pathway. MAPK is verantwoordelijk voor de fosforylatie en down regulatie van BCL-xl, een anti-

apoptotisch eiwit, welke een belangrijke rol speelt in de intrinsieke mitochondriale apoptotische pathway

(Grethe et al., 2004). Om goed in kaart te kunnen brengen wat nu precies het effect is van lipidmobilisatie

op de activiteit van MAPK, zal nog meer onderzoek moeten worden verricht (Contreras en Sordillo,

2011).

Albumine levels in plasma zijn gedaald in de eerste paar weken na de partus. Op dat zelfde moment

worden er veel NEFA’s vrijgesteld omwille van de NEB waardoor de NEFA/albumine ratio wordt

verhoogd. Bij de mens wordt dit ook gezien en zorgt dit voor endotheel dysfunctie. Albumine is een

19

negatieve acute fase eiwit, dit effect van de negatieve acute fase eiwit zal wegvallen wanneer de

NEFA/albumine ratio verhoogt (Contreras en Sordillo, 2011). Ook zullen obese koeien een gedaalde

antioxidantenverdediging vertonen (O’Boyle et al., 2006).

Verschillende onderzoeken tonen aan dat NEFA’s de UPR kunnen induceren in hepatocyten,

cardiomyoblasten, pancreas β-cellen en macrofagen, zoals hierboven al eerder is vermeld (Karaskov

et al., 2006; Wei et al., 2006).

Figuur 4: Het mechanisme van NEFA's

3.3 MOLECULAIRE PATHOGENESE

Normaal gezien zijn de drie proximale transmembranaire ER stress sensoren gebonden door de ER

chaperone binding proteine in hun intraluminale domeinen. Wanneer deze BiP’s niet meer in voldoende

hoeveelheid aanwezig zijn, omwille van hun nood ergens anders, zullen ze niet meer kunnen binden

aan de UPR sensoren. PERK en IRE-1 zullen auto-oligomeriseren en ondergaan autofosforylatie wat

zal leiden tot een activatie van de pathways. ATF zal aan het golgi apparaat worden vrijgegeven waar

het klieving zal ondergaan, de transcriptie factor zal dan worden geactiveerd (Gregor en Hotamisligil,

2007).

Een resultaat van de PERK activatie is een selectieve verzwakking van de eiwittranslatie door

remmende fosforylering van eukaryote translatie initiatie factor 2a (eIF2a). Deze fosforylering leidt tot

een verhoogde alternatieve vertaling van ATF-4, die de expressie van vele genen induceert, waaronder

degenen die betrokken zijn bij apoptose. Ook zal PERK-gemedieerde fosforylatie van eIF2a zorgen voor

een inhibitie van de translatie van het NFκβ inhibitor eiwit (IκB), de belangrijkste negatieve regulator van

NFκβ, zodat NFκβ activeert en de de pro- inflammatoire doelen worden geïnduceerd (Deng et al., 2004;

Jiang et al., 2003; Wu et al., 2004). Activatie van PERK kan ook voor een antioxidant respons zorgen

via Nrf2 (Gregor en Hotamisligil, 2007).

ER stress zorgt voor een formatie van het IRE-1α-TNAF2 complex welke resulteert in fosforylatie en

activatie van IκB kinase (IKK) en JNK. IKK zorgt uiteindelijk voor een nucleaire translocatie en activatie

van NFκβ (K. Zhang en Kaufman, 2008), welke de pro-inflammatoire cascade in gang zet. JNK induceert

de expressie van pro-inflammatoire cytokines en insulineresistentie via serine fosforylatie van de

20

insuline receptoren (Hirosumi et al., 2002). JNK activeert de Activator protein 1 (AP-1) transcriptie factor

complexen waardoor er een verhoogde expressie van inflammatoire genen plaatsvindt in de nucleus

(Karin en Gallagher, 2005). IRE-1α gedraagt zich als een endoribonuclease, het splitst een 26

basenpaar (bp) segment uit het messenger RNA (mRNA) van x-box binding protein 1 (XBP-1). Zo

ontstaat er een gesplitst mRNA die wordt vertaald in een actieve vorm van de transcriptie vorm,

genaamd XBP-1s. XBP-1s induceert de expressie van eiwit chaperonnes en eiwitten die betrokken zijn

bij de ER biogenese en secretie (Boden, 2009). Het fungeert als een van de belangrijkste routes die de

ER functie en het vouwproces reguleren (Gregor en Hotamisligil, 2007). ATF-6, getransloceerd naar de

nucleus, zorgt voor het opreguleren van chaperonnes (BiP, calreticulin, glucose regulated protein 94

(GRP94)) die zullen helpen bij het vouwen van eiwitten (Gregor en Hotamisligil, 2007).

4. BEHANDELING

Fat cow disease kan worden voorkomen door een strikt voederpatroon te volgen en het goed managen

van het bedrijf. Geconcentreerde voederopname moet worden beperkt wanneer de lactatiepiek voorbij

is. Energieopname moet beperkt worden tijdens de droogstand door de koe van aangepast voedsel te

voorzien, wat dan ook meteen meewerkt in de preventie tegen melkziekte en lebmaagverplaatsing

(Morrow, 1976). Studies omtrent metabolisme laten zien dat energie rendement van vetopslag tijdens

lactatie 82% is in vergelijking met 59% tijdens de droge periode (Moe et al., 1971).

Als anti-inflammatoire medicatie kunnen non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAID) worden

gebruikt. Behandeling met acetylsalicylzuur lijkt de ongewenste gevolgen van inflammatie rond het

afkalven te minimaliseren. Verhoogde acute fase eiwitten worden waargenomen bij behandelde koeien

(Bertoni et al., 2004; Farney et al., 2013).

Vitaminen E en selenium zullen oxidatieve stress tegengaan doordat er een betere fagocytose en

bactericide werking zal zijn. Ook zal er een beter oxidatief metabolisme van de peripheral blood

mononuclear cell (PBMC) en een betere macrofagenwerking (IL-1, major histocompatibility complex-2

(MHC2)) bekomen worden. Als laatste zullen er meer adhesiemolecules aanwezig zijn waardoor er een

betere diapedese van leucocyten bekomen wordt (Sordillo et al., 2009).

De samenstelling van de vetzuren kunnen ook gestuurd worden. Omega 3 vrije vetzuren zoals alfa-

linoleenzuur, EPA en DHA wat bijvoorbeeld in lijnzaadolie en visolie zit, zullen de PPAR- γ activeren,

waardoor de inflammatoire pathways zoals NFκβ worden geïnhibeerd (Li et al., 2005). DHA is in staat

om de eiwit expressie van cyclo-oxygenase 2 (COX-2) in de endotheelcellen te doen dalen, wanneer

deze worden geactiveerd door de NFκβ pathway (Massaro et al., 2006). Ook zijn deze vetzuren in staat

om de activatie van TLR -4 te inhiberen (Lee et al., 2003a).

21

BESPREKING

Hoogproductief melkvee verkeert in het begin van de lactatie quasi altijd in een negatieve energiebalans

met uitgebreide lipolyse tot gevolg. Dit is tot op een bepaald niveau nuttig en kan als normaal aanzien

worden, doordat de vrijgekomen stoffen kunnen worden gebruikt als alternatieve energieleveranciers.

Echter, wanneer deze lipolyse te uitgebreid wordt, neemt het risico op het ontwikkelen van metabole

ziekten toe. Dit gebeurt voornamelijk wanneer de koeien te vet zijn rond het moment van afkalven

aangezien dit kan leiden tot het ontstaan van ‘fat cow disease’. Deze aandoening zorgt er voor dat

dergelijke koeien in de transitieperiode veel gevoeliger zijn voor een heel aantal andere infectieuze en

inflammatoire aandoeningen.

Er is al heel wat onderzoek verricht in de humane geneeskunde naar de pathofysiologie van het

zogenaamde ‘metabool syndroom’. Bekend is dat vetdepots voor veel meer dienen dan enkel energie

opslag. Vetweefsel blijkt een metabool actief weefsel te zijn, wat zich als een endocrien orgaan

gedraagt. Bij obese personen worden een verhoogd aantal adipokines vrijgesteld of is de vrijstelling

juist verminderd. Specifieke pro-inflammatoire adipokines worden gerelateerd aan de chronische laag

gradige inflammatie bij mensen die lijden aan het metabool syndroom wordt waargenomen. Deze

inflammatie wordt gerelateerd aan cardiovasculaire ziektes en insulineresistentie. Niet alleen de

adipokines spelen een rol in de pro-inflammatoire toestand maar ook de verhoogde NEFA concentraties

in de perifere circulatie en de ER stress gelieerd aan de verhoogde nutriënten opname.

Na vergelijking van het metabool syndroom ten opzichte van fat cow disease, kan er worden vastgesteld

dat er veel overeenkomsten te vinden zijn. Te vette koeien zijn net als obese mensen insulineresistent,

het vetweefsel produceert adipokines, ER stress en NEFA vrijstelling worden geassocieerd met een

pro-inflammatoire toestand, de immuniteit is verzwakt en patiënten zijn gevoeliger aan een zeer

uiteenlopende reeks van ziektes. Bij de mens wordt de insulineresistentie, die op zijn beurt aanleiding

geeft tot het ontstaan van diabetes mellitus type 2, voornamelijk geassocieerd met obesitas door onder

andere de functie van de verschillende adipokines. Het viscerale vetdepot bij mensen is het meest

belangrijk, omdat hier de meeste vrijzetting van adipokines bekomen worden. Dit in tegenstelling tot bij

het paard waar juist het vet rondom het nuchal ligament bekend staat voor het vrijstellen van de pro-

inflammatoire adipokines. De functie van deze adipokines is nog niet zo goed gekend bij hoogproductief

melkvee, hier zal dus nog meer onderzoek naar verricht moeten worden. Wel is gekend dat net als bij

de mens de verhoogde concentratie aan NEFA’s en ER stress een rol kunnen spelen in de ontwikkeling

van gezondheidsproblemen rond de partus doordat dezelfde pathways (NFκβ en JNK) in gang worden

gezet.

Bij obesitas wordt gezien dat adipocyten niet alleen hypertrofisch worden maar ook hyperplastisch. Het

aantal adipocyten zal dus stijgen. Verder onderzoek moet gebeuren om te zien of dit enkel rondom de

organen en subcutaan gebeurt of dat dit proces misschien ook in de perifere organen zal infiltreren

(zoals in het endometrium). Wat men zich ook nog kan afvragen is of deze hyperplasie enkel van de

adipocyten afkomstig is, want misschien zijn die vetcellen wel afkomstig van stamcellen of eventueel

22

gemigreerde fibroblasten die zich later differentiëren tot adipocyten. Dit alles zou dan een grotere kennis

kunnen geven omtrent de verhoogde gezondheidsproblematiek bij hoogproductieve melkkoeien die te

vet zijn rond het moment van afkalven.

Uit deze literatuurstudie kan worden geconcludeerd dat vetweefsel wel degelijk een belangrijke rol

speelt in het ontstaan van inflammatie. Niet enkel het opgeslagen vetweefsel speelt een belangrijke rol,

maar ook de NEFA´s die worden vrijgesteld en de ER stress die wordt bekomen door de overmatige

opname van voeder. Het vermijden van koeien die te vet zijn rond het moment van afkalven is dan ook

van groot belang.

23

REFERENTIELIJST

Ahn, K., en Aggarwal, B. (2005). Transcription factor NF-kappaB: a sensor for smoke and stress signals. Annals of the New York Academy of Sciences, 1056, 218-233.

Akers, R., en Denbow, D. (2009). Anatomy and Physiology of Domestic Animals (1 ed.). Hoboken: Wiley-Blackwell.

Allard, C., Desgagné, V., Patenaude, J., Lacroix, M., Guillemette, L., Battista, M., Doyon, M., Menard, J., Ardilouze, J.L., Perron, P., Bouchard, L., en Hivert, M.F. (2015). Mendelian randomization supports causality between maternal hyperglycemia and epigenetic regulation of leptin gene in newborns. Epigenetics, 10(4), 342-351.

Allen, M., Bradford, B., en Harvatine, K. (2005). The cow as a model to study food intake regulation. Annual review of nutrition(25), 523-547.

Ametaj, B., Bradford, B., Bobe, G., Nafikov, R., Lu, Y., Young, J., en Beitz, D. (2005). Strong relationships between mediators of the acute phase response and fatty liver in dairy cows. Canadian Journal of Animal Science, 85(2), 165-175.

Arner, P. (1998). Not all fat is alike. Lancet, 351(9112), 1301-1302.

Arner, P. (2005). Human fat cell lipolysis: biochemistry, regulation and clinical role. Best Practice en Research Clinical Endocrinology en Metabolism, 19(4), 471-482.

Bauman, D., en Currie, W. (1980). Partitioning of nutrients during pregnancy and lactation: a review of mechanisms involving homeostasis and homeorhesis. Journal of dairy science, 63(9), 1514-1529.

Baumberger, C., Ulevitch, R., en Dayer, J. (1991). Modulation of endotoxic activity of lipopolysaccharide by high-density lipoprotein. Pathobiology, 59(6), 378-383.

Beam, S., en Butler, W. (1997). Energy balance and ovarian follicle development prior to the first ovulation postpartum in dairy cows receiving three levels of dietary fat. Biology of reproduction, 56(1), 133-142.

Bell, A. (1995). Regulation of organic nutrient metabolism during transition from late pregnancy to early lactation. Journal of animal science, 73(9), 2804-2814.

Bernabucci, U., Ronchi, B., Lacetera, N., en Nardone, A. (2005). Influence of body condition score on relationships between metabolic status and oxidative stress in periparturient dairy cows. Journal of Dairy Science, 88(6), 2017-2026.

Berry, D., Lee, J., Macdonald, K., Staffrod, K., Matthews, L., & Roche, J. (2007). Associations among body condition score, body weight, somatic cell count, and clinical mastitis in seasononally calving dairy cattle. Journal of Dairy Science, 90(2), 637-648.

Berry, D., Lonergan, P., Butler, S., Cromie, A., Fair, T., Mossa, F., en Evans, A. (2008). Negative Influence of High Maternal Milk Production Before and After Conception on Offspring Survival and Milk Production in Dairy Cattle. Journail of Dairy Science, 91(1), 329-337.

Bertics, S., Grummer, R., Cadorniga-Valino, C., en Stoddard, E. (1992). Effect of prepartum dry matter intake on liver triglyceride concentration and early lactatio. Journal of Dairy Science, 75(7), 1914-1922.

Bertoni, G., Erminio, T., Calamari, L., en Massimo, B. (2006). The inflammation could have a role in the liver lipidosis occurrence in dairy cows. In N. Joshi, en T. Herdt, Production diseases in farm animals (pp. 157-158). Wageningen, Nederland: Wageningen Academic Publishers.

Bertoni, G., Trevisi, E., en Piccioli-Cappelli, F. (2004). Effects of acetyl-salicylate used in post-calving of dairy cows. Veterinary Research Communications, 28(Supplement 1), 217-219.

Björntorp, P., Bergman, H., en Varnauskas, E. (1969). Plasma free fatty acid turnover in obesity. Acta Medica Scandinavica, 185(4), 351-356.

Bobe, G., Young, J., en Beitz, D. (2004). Invited Review: Pahtology, Etiology, Prevention, and Treatment of Fatty Liver in Dairy Cows. Journal of Dairy Science, 87(10), 3105-3124.

Boden, G. (2008). Obesity and Free Fatty Acids. Endocrinol Metab Clin North America, 37(3), 635-646.

Boden, G. (2009). Endoplasmic Reticulum Stress: Another Link Between Obesity and Insulin Resistance/Inflammation? Diabetes, 58(3), 518-519.

Boden, G., She, P., Mozzoli, M., Cheung, P., Gumireddy, K., Reddy, P., Xiang, X., Luo, Z., en Ruderman, N. (2005). Free fatty acids produce insulin resistance and activate the proinflammatory nuclear factor-kappaB pathway in rat liver. Diabetes, 54(12), 3458-3465.

Bossaert, P., Cools, S., Van Loo, H., Leroy, J., De Kruif, A., & Opsomer, G. (2008b). De pathogenese en kliniek van ketonemie en leververvetting bij hoogproductieve melkkoeien. Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift, 77, 283-289.

24

Bossaert, P., Leroy, J., De Vliegher, S., en Opsomer, G. (2008c). Interrelations between glucose-induced insulin response, metabolic indicators, and time of first ovulation in high-yielding dairy cows. Journal of Dairy Science, 91(9), 3363-3371.

Bossaert, P., Leroy, J., S., C., Van loo, H., de Kruif, A., en Opsomer, G. (2008a). De metabole adaptatiemechanismen bij hoogproductieve melkkoeien. Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift, 207-2015.

Breier, B. (2006). Prenatal nutrition, fetal programming and opportunities for farm animal research. In K. Sejrsen, M. Nielsen, T. Hvelplund (Ed.), Ruminant Physiology: Digestion, Metabolism and Impact of Nutrition on Gene Expression, Immunology and Stress (pp. 347-362). Wageningen, Nederland: Wageningen Academic Publishers.

Burns, T., Geor, R., Mudge, M., McCutcheon, L., Hinchcliff, K., en Belknap, J. (2010). Proinflammatory cytokine and chemokine gene expression profiles in subcutaneous and visceral adipose tissue depots of insulin-resistant and insulin-sensitive light breed horses. Journal of Veterinary Internal Medicine, 24(4), 932-939.

Butler, W. (2000). Nutritional interactions with reproductive performance in dairy cattle. Animal Reproduction Science(160-161), 449-457.

Carter, R., Treiber, K., Geor, R., Douglass, L., en Harris, P. (2009). Prediction of incipient pasture-associated laminitis from hyperinsulinaemia, hyperleptinaemia and generalised and localised obesity in a cohort of ponies. Equine Veterinary Journal, 41(2), 171-178.

Cinit, S., Mitchell, G., en Barbatelli. (2005). Adipocyte death defines macrophage localization and function in adipose tissue of obese mice and humans. Journal of Lipid Research, 46(11), 2347-2355.

Cnop, M., Foufelle, F., en Velloso, L. (2012). Endoplasmic reticulum stress, obesity and diabetes. Trends in Molecular Medicine, 18(1), 59-68.

Cnop, M., Igoillo-Esteve, M., Cunha, D., Ladrière, L., en Eizirik, D. (2008). An update on lipotoxic endoplasmic reticulum stress in pancreatic beta-cells. Biochemical Society Transactions, 36(Pt 5), 909-915.

Collins, T., Read, M., Neish, A., Whitley, M., Thanos, D., en Maniatis, T. (1995). Transcriptional regulation of endothelial cell adhesion molecules: NF-kappa B and cytokine-inducible enhancers. FASEB Journal, 9(10), 899-909.

Contreras, G., en Sordillo, L. (2011). Lipid mobilization and inflammatory responses during the transition. Comparative Immunology, Microbiology en Infectious Diseases, 34(3), 281-289.

Contreras, G., O'Boyle, N., Herdt, T., en Sordillo, L. (2010). Lipomobilization in periparturient dairy cows influences the composition of plasma nonesterified fatty acids and leukocyte phospholipid fatty acids. Journal of Dairy Science, 93(6), 2508-2516.

De Godoy, M., & Swanson, K. (2013). Companion Animals Symposium: nutrigenomics: using gene expression and molecular biology data to understand pet obesity. Journal of Animal Science, 91(6), 2949-2964.

De Koster, J., en Opsomer, G. (2012). Are modern dairy cows suffering from modern diseases? Vlaams Diergeneeskundig Tijdschrift(81), 71-80.

Debril, M., Renaud, J., Fajas, L., en Auwerx, J. (2001). The pleiotropic functions of peroxisome proliferator-activated receptor gamma. Journal of Molecular Medicine, 79(1), 30-47.

Deng, J., Lu, P., Zhang, Y., Scheuner, D., Kaufman, R., Sonenberg, N., Harding, H.P., en Ron, D. (2004). Translational repression mediates activation of nuclear factor kappa B by phosphorylated translation initiation factor 2. Molecular and Cellular Biology, 24(23), 10161-10168.

Després, J., en Lemieux, I. (2006). Abdominal obesity and metabolic syndrome. Nature(444), 881-887.

Dietz, W. (1994). Critical periods in childhood for the development of obesity. American journal of clinical nutrition, 59(5), 955-959.

Dirinck, E., Dirtu, A., Govindan, M., Covaci, A., Van Gaal, L., en Jorens, P. (2014). Exposure to persistent organic pollutants: relationship with abnormal glucose metabolism and visceral adiposity. Diabetes Care, 37(7), 1951-1958.

Douglas, G., Rehage, J., Beaulieu, A., Bahaa, A., en Drackley, J. (2007). Prepartum nutrition alters fatty acid composition in plasma, adipose tissue, and liver lipids of periparturient dairy cows. Journal of Dairy Science, 90(6), 2941-2959.

Drackley, J. (1999). Biology of dairy cows during the transition period: The final frontier? Journal of Dairy Science, 82(11), 2259-2273.

Drackley, J., Overton, T., en Douglas, G. (2001). Adaptations of Glucose and Long-Chain Fatty Acid Metabolism in Liver of Dairy Cows during the Periparturient Period. Journal of Dairy Science, 84, 100-112.

Eckel, R., Grundy, S., en Zimmet, P. (2005). The metabolic syndrome. Lancet, 365(9468), 1415-1428.

25

Elliot, S., Keim, N., Stern, J., Teff, K., en Havel, P. (2002). Fructose, weight gain, and the insulin resistance syndrome. The American Journal of Clinical Nutrition, 911-922.

Ertelt, A., Barton, A., Schmitz, R., en Gehlen, H. (2014). Metabolic syndrome: is equine disease comparable to what we know in humans? Endocrine Connections, 3(3), R81-R93.

Faggioni, R., Feingold, K., en Grunfeld, C. (2001). Leptin regulation of the immune response and the immunodeficiency of malnutrition. FASEB Journal, 15(14), 2565-2571.

Farney, J., Mamedova, L., Coetzee, J., KuKanich, B., Sordillo, L., Stoakes, S., Minton, J.E., Hollis, L.C., en Bradford, B. (2013). Anti-inflammatory salicylate treatment alters the metabolic adaptations to lactation in dairy cattle. American journal of physiology. Regulatory, integrative and comparative physiology, 305(2), R110-R117.

Federovitch, C., Ron, D., en Hampton, R. (2005). The dynamic ER: experimental approaches and current questions. Current Opinion in Cell Biology, 17(4), 409-414.

Frank, N., Elliot, S., Brandt, L., en Keisler, D. (2006). Physical characteristics, blood hormone concentrations, and plasma lipid concentrations in obese horses with insulin resistance. Journal of the American Veterinary Medical Association, 228(9), 1383-1390.

Frank, N., Geor, R., Bailey, S., Durham, A., en Johnson, P. (2010). Equine metabolic syndrome. Journal of Veterinary Internal Medicine, 24(3), 467-475.

Fulop, T., Tessier, D., en Carpentier, A. (2006). The metabolic syndrome. Pathologie-Biologie, 54(7), 375-386.

Galic, S., Oakhill, J., en Steinberg, G. (2010). Adipose tissue as an endocrine organ. Molecular and Cellular Endocrinology, 316(2), 129-139.

German, A.J. (2006). The Growing Problem of Obesity in Dogs and Cats. Journal of Nutrition, 136(7), 19405-19465.

German, A.C., German, A., Wood, I., Hunter, L., Morris, P., en Trayhurn, P. (2009). Development and optimization of a primary cell culture system for feline adipocytes. Proceedings of the 2009 British Small Animal Veterinary Association Congress (pp. 380-381). Birmingham, GB: British Small Animal Veterinary Association.

German, A.J., Ryan, V., German, A., Wood, I., en Trayhurn, P. (2010). Obesity, its associated disorders and the role of inflammatory adipokines in companion animals. The Veterinary Journal, 185(1), 4-9.

Goff, J. (2006). Major Advances in Our Understanding of Nutritional Influences on Bovine Health. Journal of Dairy Science, 89(4), 1292-1301.

Gong, J. (2002). Influence of metabolic hormones and nutrition on ovarian follicle development in cattle: practical implications. Domestic Animal Endocrinology, 23(1-2), 229-241.

Goodwin, J., Bankhurst, A., en Messner, R. (1977). Suppression of human T-cell mitogenesis by prostaglandin. Existence of a prostaglandin-producing suppressor cell. Journal of Experimental Medicine, 146(6), 1719-1734.

Gregor, M., en Hotamisligil, G. (2007). Thematic review series: Adipocyte stress: the endoplasmic reticulum and. Journal of Lipid Research, 48(9), 1905-1914.

Grethe, S., Ares, M., Andersson, T., en Pörn-Ares, M. (2004). p38 MAPK mediates TNF-induced apoptosis in endothelial cells via phosphorylation and downregulation of Bcl-x(L). Experimental Cell Research, 298(2), 632-642.

Grimble, R. F. (2002). Inflammatory status and insulin resistance. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care , 5, 551-559.

Grummer, R. (1993). Etiology of lipid-related metabolic disorders in periparturient dairy cows. Journal of Dairy Science, 76(12), 3882-3896.

Grummer, R., Mashek, D., en Hayirli, A. (2004). Dry matter intake and energy balance in the transition period. Veterinary Clinics: Food Animal Practice, 20(3), 447-470.

Hales, C., en Barker, D. (1992). Type 2 (non-insulin-dependent) diabetes mellitus: the thrifty phenotype hypothesis. Diabetologia, 35(7), 595-601.

Hammon, D., Evjen, I., Dhiman, T., Goff, J., en Walters, J. (2006). Neutrophil function and energy status in Holstein cows with uterine health disorders. Veterinary Immunology and Immunopathology, 113(1-2), 21-29.

Hansson, G. (2005). Inflammation, atherosclerosis, and coronary artery disease. The New England journal of medicine, 352(16), 1685-1695.

Hardardóttir, I., Grünfeld, C., en Feingold, K. (1994). Effects of endotoxin and cytokines on lipid metabolism. Current Opinion in Lipidology, 5(3), 207-215.

Herdt, T. (2000). Ruminant adaptation to negative energy balance. Influences on the etiology of ketosis and fatty liver. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice, 16(2), 215-230.

26

Hirosumi, J., Tuncman, G., Chang, L., Görgün, C., Uysal, K., Maeda, K., Karin, M., en Hotamisligil, G. (2002). A central role for JNK in obesity and insulin resistance. Nature, 420(6913), 333-336.

Hoenig, M., Thomaseth, K., Waldron, M., en Ferguson, D. (2007). Insulin sensitivity, fat distribution, and adipocytokine response to different diets in lean and obese cats before and after weight loss. American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 292(1), 227-234.

Holtenius, K., Agenäs, S., Delavaud, C., en Chilliard, Y. (2003). Effects of feeding intensity during the dry period. 2. Metabolic and hormonal responses. Journal of Dairy Science, 86(3), 883-891.

Holtenius, P., en Holtenius, K. (2007). model to estimate insulin sensitivity in dairy cows. Acta Veterinaria Scandinavica, 49, 29-31.

Holtz, W., Turetzky, J., Jong, Y., en O'Malley, K. (2006). Oxidative stress-triggered unfolded protein response is upstream of intrinsic cell death evoked by parkinsonian mimetics. Journal of Neurochemistry, 99(1), 54-69.

Hotamisligil, G. (2006). Inflammation and metabolic disorders. Nature, 444, 860-867.

Hotamisligil, G., Sharqill, N., en Spiegelman, B. (1993). Adipose expression of tumor necrosis factor-alpha: direct role in obesity-linked insulin resistance. Science, 259(5091), 87-91.

Hu, P., Han, Z., Couvillon, A., Kaufman, R., en Exton, J. (2006). Autocrine tumor necrosis factor alpha links endoplasmic reticulum stress to the membrane death receptor pathway through IRE1alpha-mediated NF-kappaB activation and down-regulation of TRAF2 expression. Molecular and Cellular Biology, 26(8), 3071-3084.

Jensen, M. (2006). Adipose tissue as an endocrine organ: implications of its distribution on free fatty acid metabolism. European Heart Journal Supplements, 8, B13-B19.

Jensen, M., Haymond, M., Rizza, R., Cryer, P., en Miles, J. (1989). Influence of body fat distribution on free fatty acid metabolism in obesity. Journal of Clinical Investigation, 83(4), 1168-1173.

Jiang, H., Wek, S., McGrath, B., Scheuner, D., Kaufman, R., Cavener, D., en Wek, R. (2003). Phosphorylation of the alpha subunit of eukaryotic initiation factor 2 is required for activation of NF-kappaB in response to diverse cellular stresses. Molecular and Cellular Biology, 23(16), 5651-5663.

Johnson, P. (2002). The equine metabolic syndrome peripheral Cushing's syndrome. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, 18(2), 271-293.

Jorritsma, R., Jorritsma, H., Schukken, Y., Bartlett, P., Wensing, T., en Wentink, G. (2001). Prevalence and indicators of post partum fatty infiltration of the liver in nine commercial dairy herds in The Netherlands. Livestock Production Science, 68(1), 53-60.

Jorritsma, R., Wensing, T., Kruip, T., Vos, P., en Noordhuizen, J. (2003). Metabolic changes in early lactation and impaired reproductive performance in dairy cows. Veterinary Research, 34(1), 11-26.

Kahn, R., Buse, J., Ferrannini, E., en Stern, M. (2005). The metabolic syndrome: time for a critical appraisal: joint statement from the American Diabetes Association and the European Association for the Study of Diabetes. Diabetes Care, 28(9), 2289-2304.

Kaplan, N. (1989). The deadly quartet. Upper-body obesity, glucose intolerance, hypertriglyceridemia, and hypertension. Archives of Internal Medicine, 149(7), 1514-1520.

Karaskov, E., Scott, C., Zhang, L., Teodoro, T., Ravazzola, M., en Volchuk, A. (2006). Chronic palmitate but not oleate exposure induces endoplasmic reticulum stress, which may contribute to INS-1 pancreatic beta-cell apoptosis. Endocrinology, 147(7), 3398-3407.

Karin, M., en Gallagher, E. (2005). From JNK to pay dirt: jun kinases, their biochemistry, physiology and clinical importance. IUBMB Life, 57(4-5), 283-295.

Katoh, N. (2002). Relevance of apolipoproteins in the development of fatty liver and fatty liver-related peripartum diseases in dairy cows. Journal of Veterinary Medical Science, 64(4), 293-307.

Kershaw, E., en Flier, J. (2004). Adipose tissue as an endocrine organ. The Journal of Clinical Endocrinology en Metabolism, 89(6), 2548-2556.

Knegsel, A., Brand, H., Graat, E., Dijkstra, J., Jorritsma, R., Decuypere, E., Tamminga, S., en Kemp, B. (2007). Dietary energy source in dairy cows in early lactation: metabolites and metabolic hormones. Journal of Dairy Science, 90(3), 1477-1485.

Knight, C., France, J., en Beever, D. (1994). Nutrient metabolism and utilization in the mammary gland. Livestock Production Science, 39(1), 129-137.

Kokkonen, T. (2005). Energy and protein nutrition of dairy cows during the dry period and early lactation: production performance and adaptation from pregnancy to lactation. Academische thesis. University of Helsinki, Department of Animal Science, Helsinki, Finland.

27

Kopelman, P. G. (2000). Obesity as a medical problem. Nature(404), 635-643.

Kotani, K., Nishida, M., Yamashita, S., Funahashi, T., Fuijoka, S., Tokunaga, K., Ishikawa, K., Tarui, S., en Matsuzawa, Y. (1997). Two decades of annual medical examinations in Japanese obese children: do obese children grow into obese adults? International journal of obesity, 21(10), 912-921.

Kraft, S. (2004). Charakterisierung der peripheren Insulin-Response und Insulin-Sensitivität bei trockenstehenden, laktierenden und leberverfetteten Milckkühen ohne und mit Ketose mittels hyperinsulinämischer, euglycämischer Clamps. Academische thesis, Tierärztliche Hochschule, Hannover, Duitsland.

Lacetera, N., Scalia, D., Bernabucci, U., Ronchi, B., Pirazzi, D., en Nardone, A. (2005). Lymphocyte functions in overconditioned cows around parturition. Journal of Dairy Science, 88(6), 2010-2016.

Lafontan, M., en Berlan, M. (2003). Do regional differences in adipocyte biology provide new pathophysiological insights? Trends in Pharmacological Sciences, 24(6), 276-283.

Lai, E., Bikopoulos, G., Wheeler, M., Rozakis-Adcock, M., en Volchuck, A. (2008). Differential activation of ER stress and apoptosis in response to chronically elevated free fatty acids in pancreatic beta-cells. American Journal of Physiology, Endocrinology and Metabolism, 294(3), E540-E550.

Landau, S., Braw-Tal, R., Kaim, M., Bor, A., en Bruckental, I. (2000). Preovulatory follicular status and diet affect the insulin and glucose content of follicles in high-yielding dairy cows. Animal Reproduction Science, 64(3-4), 181-197.

Lee, J., Plakidas, A., Lee, W., Heikkinen, A., Chanmugam, P., Bray, G., en Hwang, D. (2003a). Differential modulation of Toll-like receptors by fatty acids: preferential inhibition by n-3 polyunsaturated fatty acids. Journal of Lipid Research, 44(3), 479-486.

Lee, J., Sohn, K., Rhee, S., en Hwang, D. (2001). Saturated fatty acids, but not unsaturated fatty acids, induce the expression of cyclooxygenase-2 mediated through Toll-like receptor 4. Journal of Biological Chemistry, 276(20), 16683-16689.

Lee, J., Ye, J., Gao, Z., Youn, H., Lee, W., Zhao, L., Sizemore, N., en Hwang, D. (2003b). Reciprocal modulation of Toll-like receptor-4 signaling pathways involving MyD88 and phosphatidylinositol 3-kinase/AKT by saturated and polyunsaturated fatty acids. Journal of Biological Chemistry, 278(39), 37041-37051.

Leroy, J. (2012). Pathologische fysiologie en biochemie van de huisdieren. Gent: Cursus Faculteit Diergeneeskunde.

Lewis, G., Carpentier, A., Adeli, K., en Giacca, A. (2002). Disordered fat storage and mobilization in the pathogenesis of insulin resistance and type 2 diabetes. Endocrine Reviews, 23(2), 201-229.

Li, H., Ruan, X., Powis, S., Fernando, R., Mon, W., Wheeler, D., en Moorhead, J. (2005). EPA and DHA reduce LPS-induced inflammation responses in HK-2 cells: evidence for a PPAR-gamma-dependent mechanism. Kidney International, 67(3), 867-874.

Lippi, G., Braga, V., Adami, S., en Guidi, G. (1998). Modification of serum apolipoprotein A-I, apolipoprotein B and lipoprotein(a) levels after bisphosphonates-induced acute phase response. Clinica Chimica Acta, 271(1), 79-87.

Lowel, B., en Shulman, G. (2005). Mitochondrial dysfunction and type 2 diabetes. Science, 307(5708), 384-387.

Lund, E., Armstrong, P., Kirk, C., en Klausner, J. (2005). Prevalence and Risk Factors for Obesity in Adult Cats from Private US Veterinary Practices. The Journal of Applied Research in Veterinary Medicine, 3(2), 88-86.

Lund, E., Armstrong, P., Kirk, C., en Klausner, J. (2006). Prevalence and Risk Factors for Obesity in Adult Dogs from Private US Veterinary Practices. The Journal of Applied Research in Veterinary Medicine, 4(2), 177-186.

Mallard, B., Dekkers, J., Ireland, M., Leslie, K., Sharif, S., Vankampen, C. W., en B.N., W. (1998). Alteration in immune responsiveness during the peripartum period and its ramification on dairy cow and calf health. Journal of Dairy Science, 81(2), 585-595.

Manco, M., Fernandez-Real, J., Equitani, F., Vendrell, J., Valera Mora, M., Nanni, G., Tondolo, V., Calvani, M., Ricart, W., Castagneto, M., en Mingrone, G. (2006). Effect of massive weight loss on inflammatory adipocytokines and the innate immune system in morbidly obese women. Journal of Clinical Endocrinology Metabolism, 92(2), 483-490.

Marceau, P., Biron, S., Hould, F., Marceau, S., Simard, S., Thung, S., en Kral, J. (1999). Liver pathology and the metabolic syndrome X in severe obesity. The Journal of Clinical Endocrinology en Metabolism, 84(5), 1513-1517.

Marciniak, S., en Ron, D. (2006). Endoplasmic reticulum stress signaling in disease. Physiological Reviews, 86(4), 1133-1149.

Massaro, M., Habib, A., Lubrano, L., Del Turco, S., Lazzerini, G., Bourcier, T., Weksler, B.B., en De Caterina, R. (2006). The omega-3 fatty acid docosahexaenoate attenuates endothelial cyclooxygenase-2 induction through both NADP(H) oxidase and PKC epsilon inhibition. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 103(41), 15184-15189.

28

McDowell, G. (1991). Somatotropin and endocrine regulation of metabolism during lactation. Journal of Dairy Science, 44-62.

Medzhitov, R. (2001). Toll-like receptors and innate immunity. Nature Reviews Immunology, 1(2), 135-145.

Micke, G., Sullivan, T., Soares Magalhaes, R., Rolls, P., Norman, S., en Perry, V. (2010). Heifer nutrition during early- and mid-pregnancy alters fetal growth trajectory and birth weight. Animal Reproduction Science, 117(1-2), 1-10.

Moe, P., Tyrrell, H., en Flatt, W. (1971). Energetics of body tissue mobilization. Journal of Dairy Science, 54(4), 548-553.

Moller, D. (2000). Potential role of TNF-αlpha in the pathogenesis of insulin resistance and type 2 diabetes. Trends in Endocrinology and Metabolism, 11(6), 212-217.

Mori, K. (2000). Tripartite management of unfolded proteins in the endoplasmic reticulum. Cell, 101(5), 451-454.

Morrow, D. A. (1976). Fat cow syndrome. Journal of Dairy Science, 59(9), 1625-1629.

Mouraux, T. (2007). Vetweefsel: een intelligent weefsel. Percentiel, 12(3), 60-65.

Murthy, S., Mathur, S., Bishop, W., en Field, E. (1997). Inhibition of apolipoprotein B secretion by IL-6 is mediated by EGF or an EGF-like molecule in CaCo-2 cells. Journal of Lipid Research, 38(2), 206-216.

Nishitoh, H., Matsuzawa, A., Tobiume, K., Saegusa, K., Takeda, K., Inoue, K., Hori, S., Kakizuka, A., en Ichijo, H. (2002). ASK1 is essential for endoplasmic reticulum stress-induced neuronal cell death triggered by expanded polyglutamine repeats. Genes and Development, 16(11), 1345-1355.

O'Boyle, N., Corl, C., Gandy, J., en Sordillo, L. (2006). Relationship of body condition score and oxidant stress to tumor necrosis factor expression in dairy cattle. Veterinary Immunology and Immunopathology, 113(3-4), 297-304.

Opsomer, G. (1995). Het energiemetabolisme bij hoogproductief melkvee: een literatuurstudie. Eindestudiewerk ingediend tot het behalen van het diploma van gespecialiseerde in de dierlijke produktie Gent, België: Faculteit Diergeneeskunde Universiteit Gent.

Opsomer, G., Wensing, T., Laevens, H., Coryn, M., en de Kruif, A. (1999). Insulin resistance: the link between metabolic disorders and cystic ovarian disease in high yielding dairy cows? Animal Reproduction Science, 56(3-4), 211-222.

Ouchi, N., Kihara, S., Funahashi, T., Matsuzawa, Y., en Walsh, K. (2003). Obesity, adiponectin and vascular inflammatory disease. Current Opinion in Lipidology, 14(6), 561-566.

Ozanne, S., Wang, C., Dorling, M., en Petry, C. (1999). Dissection of the metabolic actions of insulin in adipocytes from early growth-retarded male rats. Journal of Endocrinology, 162, 313-319.

Ozcan, U., Cao, Q., Yilmaz, E., Lee, A., Iwakoshi, N., Ozdelen, E., Tuncman, G., Görgün, C., Glimcher, L.H., en Hotamisligil, G. (2004). Endoplasmic reticulum stress links obesity, insulin action, and type 2 diabetes. Science, 306(5695), 457-461.

Pires, J., Souza, A., en Grummer, R. (2007). Induction of Hyperlipidemia by Intravenous Infusion of Tallow Emulsion. Journal of Dairy Science, 90(6), 2735-2744.

Pittas, A., Joseph, N., en Greenberg, A. (2004). Adipocytokines and insulin resistance. The Journal of Clinical Endocrinology en Metabolism, 89(2), 447-452.

Prins, J. (2002). Adipose tissue as an endocrine organ. Best Practice en Research Clinical Endocrinology and Metabolism, 16(4), 639-651.

Reaven, G. (1988). Banting lecture 1988. Role of insulin resistance in human disease. Diabetes, 37(12), 1595-1607.

Ron, D., en Walter, P. (2007). Signal integration in the endoplasmic reticulum unfolded protein response. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 8(7), 519-529.

Rotter, V., Nagaev, I., en Smith, U. (2003). Interleukin-6 (IL-6) induces insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes and is, like IL-8 and tumor necrosis factor-alpha, overexpressed in human fat cells from insulin-resistant subjects. Journal of Biological Chemistry, 278(46), 45777-45784.

Schot, H. I. (2002). Pituitary pars intermedia dysfunction: equine Cushing's disease. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, 18(2), 237-270.

Schwegler, J., en Lucius, R. (2011). Der Mensch - Anatomie und Physiologie (5 ed.). Stuttgart, Duitsland: Thieme Verlag.

Senn, J., Klover, P., Nowak, I., en Mooney, R. (2002). Interleukin-6 induces cellular insulin resistance in hepatocytes. Diabetes, 51(12), 3391-3399.

Senn, J., Klover, P., Nowak, I., Zimmers, T., Koniaris, L., Furlanetto, R., en Mooney, R. (2003). Suppressor of cytokine signaling-3 (SOCS-3), a potential mediator of interleukin-6-dependent insulin resistance in hepatocytes. Journal of Biological Chemistry, 278(16), 13740-13746.

29

Shi, H., Kokoeva, M., Inouye, K., Tzameli, I., Yin, H., en Flier, J. (2006). TLR4 links innate immunity and fatty acid-induced. Journal of Clinical Investigation, 116(11), 3015-3025.

Shoelson, S., Lee, J., en Goldfine, A. (2006). Inflammation and insulin resistance. Journal of clinical investigation, 116(8), 1793-1801.

Sjaastad, O., Sand, O., en Hove, K. (2010). Physiology for veterinary students. Norway: Scandinavian Veterinary Press.

Soeters, P., Meyenfeldt, M., Meijerink, W., Fredrix, E., Wouters, E., Schols, A.M.W.J., Williams, W.R., Pawlowicz, A., Davies, B., Geril, M., Guidollet, J., Renaud, S., Gosling, P., Beevers, D.G., Goode, G.E., Hickey, N.C., en Littler, W. (1990). Serum albumin and mortality. The Lancet, 335(8685), 348-351.

Sordillo, L., en Aitken, S. (2009). Impact of oxidative stress on the health and immune function of dairy cattle. Veterinary Immunology and Immunopathology, 128(1-3), 104-109.

Sordillo, L., Contreras, G., en Aitken, S. (2009). Metabolic factors affecting the inflammatory response of periparturient dairy cows. Animal Health Research Reviews, 10(1), 53–63.

Swali, A., en Wathes, D. (2006). Influence of the dam and sire on size at birth and subsequent growth, milk production and fertility in dairy heifers. Theriogenology, 66(5), 1173-1184.

Trayhurn, P., en Wood, I. (2005). Signalling role of adipose tissue: adipokines and inflammation in obesity. Biochemical Society Transactions, 33(5), 1078-1081.

Turnbull, A., Lee, S., en Rivier, C. (1998). Mechanisms of hypothalamic-pituitary-adrenal axis stimulation by immune signals in the adult rat. Annals of the New York Academy of Sciences, 840, 434-443.

Umpaichitra, V. (2006). Roles of adipose tissue-derived factors in obesity. Pediatric Endocrinology Reviews, 3(4), 537-543.

UNEP/WHO. (2012). State of the science of endocrine disrupting chemicals 2012 Summary for Decision-Makers. Genève, Zwitserland: United Nations Environment Programme/World Health Organisation.

Urano, F., Wang, X., Bertolotti, A., Zhang, Y., Chung, P., Harding, H., en Ron, D. (2000). Coupling of stress in the ER to activation of JNK protein kinases by transmembrane protein kinase IRE1. Science, 287(5453), 664-666.

Uysal, K., Wiesbrock, S., Marino, M., en Hotamisligil, G. (1997). Protection from obesity-induced insulin resistance in mice lacking TNF-αlpha function. Nature, 389(6651), 610-614.

Van Epps-Fung, M., Williford, J., Wells, A., en Hardy, R. (1997). Fatty acid-induced insulin resistance in adipocytes. Endocrinology, 138(10), 4338-4345.

Veenhuizen, J., Drackley, J., Richard, M., Sanserson, T., Miller, L., en Young, J. (1991). Metabolic changes in blood and liver during development and early treatment of experimental fatty liver and ketosis in cows. Journal of Dairy Science, 74(12), 4238-4253.

Wada, K., Nakajima, A., en Blumberg, R. (2001). PPARgamma and inflammatory bowel disease: a new therapeutic target for ulcerative colitis and Crohn's disease. Trends in Molecular Medicine, 7(8), 329-331.

Waller, A., Huettner, L., Kohler, K., en Lacombe, V. (2012). Novel link between inflammation and impaired glucose transport during equine insulin resistance. Veterinary Immunology and Immunopathology, 149(3-4), 208-215.

Wassell, J. (2000). Haptoglobin: function and polymorphism. Clinical Labaratory, 46(11-12), 547-552.

Watt, P., Finley, E., Cork, S., Clegg, R., en Vernon, R. (1991). Chronic control of the βa- and α2-adrenergic systems of sheep adipose tissue by growth hormone and insulin. Biochemical Journal(273), 39-42.

Wei, Y., Wang, D., Topczewski, F., en Pagliassotti, M. (2006). Saturated fatty acids induce endoplasmic reticulum stress and apoptosis independently of ceramide in liver cells. American journal of physiology. Endocrinology and metabolism, 291(2), E275-E281.

Weisberg, S., McCann, D., Desai, M., Rosenbaum, M., Leibel, R., en Ferrante, A. J. (2003). Obesity is associated with macrophage accumulation in adipose tissue. Journal of Clinical Investigation, 112(12), 1796-1808.

Wellen, K., en Hotamisligil, G. (2005). Inflammation, stress, and diabetes. Journal of clinical investigation, 115, 1111-1119.

Wu, S., Tan, M., Hu, Y., Wang, J., Scheuner, D., en Kaufman, R. (2004). Ultraviolet light activates NFkappaB through translational inhibition of IkappaBalpha synthesis. Journal of Biological Chemistry, 279(33), 34898-34902.

Xue, X., Piao, J., Nakajima, A., Sakon-Komazawa, S., Kojima, Y., Mori, K., Yagita, H., Okumura, K., Harding, H., en Nakano, H. (2005). Tumor necrosis factor alpha (TNFalpha) induces the unfolded protein response (UPR) in a reactive oxygen species (ROS)-dependent fashion, and the UPR counteracts ROS accumulation by TNFalpha. Journal of Biological Chemistry, 280(40), 33917-33925.

30

Young, A., Rink, T., en Wang, M. (1993). Dose response characteristics for the hyperglycemic, hyperlactemic, hypotensive and hypocalcemic actions of amylin and calcitonin gene-related peptide-I (CGRP alpha) in the fasted, anaesthetized rat. Life Sciences, 52(21), 1717-1726.

Yu, C., Chen, Y., Cline, G., Zhang, D., Zong, H., Wang, Y., Bergeron, R., Kim, J.K., Cushman, S.W., Cooney, G.J., Atcheson, B., White, M.F., Kraegen, E.W., en Shulman, G. (2002). Mechanism by which fatty acids inhibit insulin activation of insulin receptor substrate-1 (IRS-1)-associated phosphatidylinositol 3-kinase activity in muscle. Journal of Biological Chemistry, 277(52), 50230-50236.

Zerbe, H., Schneider, N., Leibold, W., Wensing, T., Kruip, T., & Schuberth, H. (2000). Altered functional and immunophenotypical properties of neutrophilic granulocytes in postpartum cows associated with fatty liver. Theriogenology, 54(5), 771-786.

Zhang, K., en Kaufman, R. (2008). From endoplasmic-reticulum stress to the inflammatory response. Nature, 454(7203), 455-462.

Zhang, S., en Kim, K. (1995). TNF-αlpha inhibits glucose-induced insulin secretion in a pancreatic beta-cell line (INS-1). FEBS Letters, 377(2), 237-239.

Zhang, W., Schwartz, E., Wang, Y., Attrep, J., Li, Z., en Reaven, P. (2006). Elevated concentrations of nonesterified fatty acids increase monocyte expression of CD11b and adhesion to endothelial cells. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, 26(3), 514-519.

Zhao, F., Dixon, W., en Kennelly, J. (1996). Localization and gene expression of glucose transporters in bovine mammary gland. Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology, 115(1), 127-134.

Zhao, L., en Ackerman, S. (2006). Endoplasmic reticulum stress in health and disease. Current Opinion in Cellular Biology, 18(4), 444-452.

Zoran, D. (2010). Obesity in dogs and cats: a metabolic and endocrine disorder. Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice, 40(2), 221-239.

Zozulinska, D., en Wierusz-Wysocka, B. (2006). Type 2 diabetes mellitus as inflammatory disease. Diabetes Research and Clinical Practice, 74(2 supplement), S12-S16.

Zulu, V., Sawamukai, Y., Nakada, K., Kida, K., en Moriyoshi, M. (2002). Relationship among insulin-like growth factor-I, blood metabolites and postpartum ovarian function in dairy cows. Journal of Veterinary Medical Science, 64(10), 879-885.