Fragile Foal Syndrome, atlarda bağ dokusunun temel yapılarından biri olan kolajen çapraz bağlarını etkileyen, PLOD1 genindeki kalıtsal bir varyantla ilişkilidir. Mutasyonun iki kopyasını taşıyan taylarda hastalık çoğunlukla ölümcüldür. Buna karşılık tek kopya taşıyan heterozigot atlar dışarıdan sağlıklı görünür, atletik yarışmalara katılabilir ve damızlık olarak kullanılabilir.

Bu çalışma, heterozigot taşıyıcı atlarda çıplak gözle kolayca fark edilemeyen ince yürüyüş farklılıkları bulunup bulunmadığını araştırmıştır. Araştırmacılar 133 spor atından kıl kökü örneği alarak PLOD1 c.2032G>A varyantını genotiplemiş, aynı atları doğal tırıs sırasında yüksek hızlı kamerayla kaydetmiş ve videoları DeepLabCut tabanlı yapay zekâ sistemiyle analiz etmiştir.

Kalite kontrolünden sonra 128 atın sekiz kinematik değişkeni değerlendirilmiştir. Ardından sekiz Fragile Foal Syndrome taşıyıcısı, aynı tesiste çekilmiş, benzer spor disiplininde çalışan ve mümkün olduğunda aynı ırk grubundan 12 normal genotipli atla eşleştirilmiştir.

Taşıyıcı atlarda sağ arka bacağın yere temas ettiği sürenin tüm adım döngüsüne oranı olan destek fazı oranı, yani duty factor, anlamlı biçimde daha yüksek bulunmuştur. Medyan değer normal genotipli atlarda 0,269 iken taşıyıcılarda 0,293’e yükselmiştir. Düzeltilmiş anlamlılık değeri P_BH = 0,021, Cohen etki büyüklüğü ise d = 0,91 olarak bildirilmiştir.

Taşıyıcılarda arka bacağın geriye çekilme oranı da daha yüksek görünmüş; ancak bu bulgu çoklu test düzeltmesinden sonra istatistiksel anlamlılık eşiğini çok az farkla geçememiştir: P_raw = 0,013, P_BH = 0,051, d = 1,00.

Araştırmacılar bu örüntüyü, taşıyıcı atlarda kolajen çapraz bağlanmasının azalmasına bağlı olabilecek artmış bağ dokusu esnekliği veya eklem-tendon stabilitesini korumaya yönelik proprioseptif telafiyle uyumlu olarak yorumlamaktadır. Bununla birlikte çalışma yalnızca sekiz taşıyıcı at içermekte, analiz sağ arka bacağa odaklanmakta ve tendon elastikiyetini, enzim aktivitesini ya da sakatlık riskini doğrudan ölçmemektedir.

Sonuçlar, yapay zekâ destekli video kinematiğinin spor atlarında genetik olarak ilişkili çok ince hareket fenotiplerini saha koşullarında yakalayabileceğini göstermektedir. Ancak bulguların daha büyük, ileriye dönük ve yaş, cinsiyet, ırk ile çekim koşulları bakımından dengeli örneklemlerde doğrulanması gerekmektedir.

Spor atlarında hareket kalitesi performans, refah ve ekonomik değer açısından merkezi öneme sahiptir. Dresajda adımların genişliği, düzenliliği ve elastik görünümü; engel atlama ve üç günlük yarışmalarda ise işlevsel sağlamlık, sürat ve yer kaplayan adım yapısı önemlidir.

Bununla birlikte at yürüyüşünün değerlendirilmesi çoğu zaman hâlâ insan gözlemine dayanır. Veterinerler, hakemler ve yetiştiriciler atın tırısını izleyerek hareket kalitesi, asimetri veya topallık hakkında karar verir. Uzmanlık önemli olsa da görsel değerlendirme şu sorunları taşıyabilir:

• Değerlendiriciler arasında farklılık,
• çok hafif hareket farklarının kaçırılması,
• kişisel beklenti ve deneyim etkisi,
• aynı atın farklı günlerde farklı yorumlanması,
• genetik araştırmalar için yeterli sayısal çözünürlüğün sağlanamaması.

Çalışmanın temel sorusu şudur: Dışarıdan sağlıklı görünen Fragile Foal Syndrome taşıyıcısı atlarda, bağ dokusu biyolojisindeki genetik farklılığı yansıtan ve yapay zekâ destekli video analiziyle ölçülebilen subklinik bir yürüyüş fenotipi var mıdır?

“Subklinik fenotip” ne demektir?

Subklinik, belirgin hastalık bulgusu veya günlük işlev kaybı oluşturmayan, ancak hassas ölçümlerle saptanabilen biyolojik farklılık anlamına gelir.

Bu çalışmadaki taşıyıcı atlar:

• Görünür biçimde sağlıklıydı,
• uluslararası düzey spor müsabakalarına katılmıştı,
• klinik olarak topal olarak tanımlanmamıştı,
• normal antrenman ve yarış yaşamını sürdürebiliyordu.

Buna rağmen video kinematiği, sağ arka bacağın yerle temas süresinde grup düzeyinde ince bir fark ortaya koymuştur. Dolayısıyla “subklinik biyomekanik fenotip”, hastalık tanısı değil; genotiple ilişkili olabilecek ölçülebilir hareket örüntüsüdür.

Fragile Foal Syndrome nedir?

Fragile Foal Syndrome, kısaca FFS, atlarda kalıtsal bağ dokusu bozukluğudur. Çalışmada incelenen varyant, PLOD1 geninde bulunan c.2032G>A değişimidir.

Bu değişim protein düzeyinde:

[ p.Gly678Arg ]

amino asit değişimine yol açar. Bu ifade, proteinin 678. pozisyonundaki glisin amino asidinin argininle değiştiğini belirtir.

Varyant, PLOD1 geninin 19. ve son ekzonunda yer alır. PLOD1 geni, lizil hidroksilaz 1 adlı enzimin üretiminden sorumludur.

PLOD1 ve lizil hidroksilaz 1 neden önemlidir?

Lizil hidroksilaz 1, kolajen liflerinin olgunlaşması ve çapraz bağ oluşturması için gerekli enzimlerden biridir. Kolajen, tendon, bağ, deri ve damar duvarı gibi dokuların temel yapısal proteinidir.

Kolajenin mekanik dayanıklılığı yalnızca üretilen kolajen miktarına değil, liflerin birbirine ne kadar güçlü bağlandığına da bağlıdır. Lizil hidroksilaz 1, bazı lizin kalıntılarını hidroksilleyerek kolajen molekülleri arasında dayanıklı çapraz bağların oluşmasına katkı sağlar.

Çalışmanın biyolojik mantığı açıklama amacıyla şöyle gösterilebilir:

\[ \text{Lizin} \xrightarrow{\text{Lizil hidroksilaz 1}} \text{Hidroksilizin} \rightarrow \text{Kolajen çapraz bağları} \]

Bu şema makalede denklem olarak verilmemiştir; gen-protein-bağ dokusu ilişkisini açıklamaktadır.

Enzim işlevi azalırsa kolajenin:

• Çekme dayanımı,
• mekanik kararlılığı,
• viskoelastik davranışı,
• tekrarlı yüklenmeye verdiği yanıt değişebilir.

Homozygous ve heterozygous taşıyıcılık arasındaki fark

FFS otozomal resesif kalıtılır. Bu nedenle genotipler genel olarak üç gruba ayrılır:

İki kopya mutasyon taşıyan taylarda ince ve kırılgan deri, aşırı eklem gevşekliği, tendon ve bağ dokusu zayıflığı, karın duvarı yırtılması gibi ağır tablolar görülebilir. Birçok etkilenmiş tay doğumdan önce veya kısa süre sonra yaşamını kaybeder.

Tek kopya taşıyan atlar ise çoğunlukla normal görünür. Çalışmanın bilimsel önemi, “taşıyıcılar tamamen fenotipsiz midir?” sorusunu hassas hareket ölçümüyle ele almasıdır.

Taşıyıcı alel neden spor atlarında yüksek oranda bulunuyor olabilir?

FFS aleli ölümcül resesif sonuç doğurmasına rağmen bazı sıcak kanlı spor atı popülasyonlarında yüksek taşıyıcılık oranları bildirilmiştir:

• Hanoverian: yaklaşık %17,31,
• Oldenburg: yaklaşık %15,53,
• Dutch Warmblood: yaklaşık %7,63,
• önceki Thoroughbred tahmini: yaklaşık %1,97.

Bir ölümcül alelin farklı coğrafi popülasyonlarda kalmaya devam etmesi, heterozigot taşıyıcılığın bazı özellikler bakımından seçilim avantajı sağlayabileceği olasılığını gündeme getirir. Buna dengeleyici seçilim denir.

Bu hipoteze göre:

• İki mutasyon kopyası ölümcüldür ve alel üzerinde güçlü negatif seçilim oluşturur.
• Tek mutasyon kopyası ise bazı hareket veya konformasyon özellikleri nedeniyle seçilebilir.
• Bu iki karşıt etki alelin popülasyonda kalmasına yol açabilir.

Çalışma bu seçilim mekanizmasını kanıtlamamaktadır. Yalnızca taşıyıcı atlarda ölçülebilir bir hareket farkı bulunduğunu ve bu farkın spor atı seçilimiyle ilişkili olup olmadığının araştırılması gerektiğini göstermektedir.

Neden yapay zekâ destekli video analizi kullanıldı?

At biyomekaniği geleneksel olarak şu sistemlerle ölçülebilir:

• Kuvvet platformları,
• üç boyutlu optik hareket yakalama,
• cilde yerleştirilen reflektörler,
• ataletsel ölçüm birimleri, yani IMU sensörleri.

Bu sistemler hassas olabilir; ancak geniş popülasyon çalışmalarında maliyetli ve lojistik açıdan zordur. Atın laboratuvara taşınması, sensör takılması, özel pist hazırlanması ve uzun kurulum gerekebilir.

İşaretleyicisiz yapay zekâ tabanlı video analizi ise:

• Atın vücuduna sensör takmadan çalışır,
• kendi çiftliğinde çekim yapılmasına izin verir,
• yüksek sayıda videoyu otomatik işleyebilir,
• aynı anatomik noktaları kare kare takip eder,
• gözle fark edilmesi zor küçük farklılıkları sayısallaştırabilir.

DeepLabCut sistemi ne yaptı?

Araştırmacılar DeepLabCut 2.2b7 yazılımını kullanmıştır. DeepLabCut, derin sinir ağıyla görüntü üzerindeki önceden tanımlanmış anatomik noktaların koordinatlarını tahmin eden işaretleyicisiz poz tahmin sistemidir.

Sistem her video karesinde 26 anatomik referans noktasını işaretlemiştir. Böylece her nokta için:

\[ (x_t,\ y_t) \]

koordinatları üretilmiştir.

Burada:

• x_t, anatomik noktanın t anındaki yatay konumunu,
• y_t, aynı noktanın düşey konumunu ifade eder.

Bu kareler zaman boyunca birleştirildiğinde eklem ve bacak hareketlerinin yörüngesi elde edilir.

Atlar nasıl filme alındı?

Toplam 133 özel mülkiyetteki yetişkin spor atı çalışmaya alınmıştır. Atların yaşı 3 ile 26 arasında, ortalama yaş 9,6 ± 5,5 yıldır.

Cinsiyet dağılımı:

• 94 iğdiş edilmiş erkek,
• 35 kısrak,
• 4 aygır.

Atlar 22 farklı hafif spor atı ırkı veya kayıt grubundan gelmiş, analiz için üç ana grupta birleştirilmiştir:

Atlar kendi çiftliklerinde, yular ve ip ile doğal tırıs yaparken filme alınmıştır. Dört trafik konisiyle 12–20 metre uzunluğunda düz bir hat oluşturulmuştur.

Kamera özellikleri:

• Sony α6400,
• 1080 × 720 piksel,
• saniyede 120 kare,
• 18 mm lens,
• f/11 diyafram,
• tripod üzerinde sabit çekim,
• hareket hattına 90° açı.

Her at için ortalama iki ile altı arasında açıkça görülebilen tırıs adımı analiz edilmiştir.

Sekiz kinematik değişken

Destek fazı oranı nasıl anlaşılmalıdır?

Destek fazı oranı, bir ayağın bir adım döngüsünün ne kadarında yerde kaldığını gösterir.

Temel ilişki:

\[ \text{Duty Factor} = \frac{t_{\mathrm{temas}}}{t_{\mathrm{adım}}} \]

Burada:

• t_temas, ayağın yerde kaldığı süreyi,
• t_adım, bir tam adım döngüsünün süresini ifade eder.

Örneğin değer 0,30 ise ayağın adım döngüsünün yaklaşık %30’unda yerde olduğu anlaşılır.

Taşıyıcılarda medyan değer 0,293, normal genotipli atlarda 0,269’dur. Mutlak fark küçük görünse de yürüyüş biyomekaniğinde zamanlama farklılıkları milisaniye düzeyinde anlam taşıyabilir.

Arka bacak geriye çekilme oranı nasıl hesaplandı?

Araştırmacılar bu çalışma için “retraction ratio” adlı yeni bir ölçüm eklemiştir.

Temel ilişki:

\[ R = \frac{D_{\min}}{D_{\max}} \]

Burada:

• D_min, ayağın gövdeye en yakın olduğu maksimum geriye çekilme anındaki mesafeyi,
• D_max, ayağın gövdeden en uzak olduğu maksimum uzama anındaki mesafeyi,
• R, geriye çekilme oranını ifade eder.

Arka bacak için gövde referansı olarak sağrı bölgesi, ön bacak için omuz-gövde bölgesi kullanılmıştır.

Bu oran, atın boyutundan ve hızından bağımsız biçimde ayağın uçuş yörüngesini açıklamayı amaçlar.

Neden ölçümler metatars uzunluğuna göre ölçeklendirildi?

Farklı atların vücut büyüklükleri farklıdır. Büyük bir atın doğal adım uzunluğu, küçük bir attan daha uzun olabilir. Bu fark genotipten değil yalnızca vücut boyutundan kaynaklanabilir.

Araştırmacılar üçüncü metatars kemiği uzunluğunu, yani MT3’ü bir vücut ölçeği olarak kullanmıştır.

Örneğin ölçeklendirilmiş adım uzunluğu açıklama amacıyla şöyle gösterilebilir:

\[ L_{\mathrm{ölçekli}} = \frac{L_{\mathrm{adım}}}{L_{\mathrm{MT3}}} \]

Bu sayede iskelet büyüklüğü etkisi azaltılarak hareket yapısındaki göreli farklar karşılaştırılmıştır.

Genotipleme nasıl yapıldı?

Her attan 10 kıl kökü alınmıştır. DNA, QIAGEN Puregene Tissue Kit protokolüyle çıkarılmış ve 25 ng/µL çalışma yoğunluğuna seyreltilmiştir.

FFS varyantı PCR-RFLP yöntemiyle incelenmiştir.

İlk aşamada PLOD1 bölgesinden 166 baz çifti uzunluğunda PCR ürünü çoğaltılmıştır.

Termal döngü koşulları:

• 94°C’de 30 saniye başlangıç,
• 94°C’de 15 saniye,
• 59,3°C’de 15 saniye,
• 68°C’de 15 saniye,
• toplam 40 döngü,
• 68°C’de 5 dakika son uzama.

Ardından PCR ürünü FAUI restriksiyon enzimiyle kesilmiştir.

Normal G aleli kesildiğinde:

• 102 baz çiftlik,
• 64 baz çiftlik iki parça oluşmuştur.

Mutant A aleli kesilmemiş ve 166 baz çiftlik parça halinde kalmıştır.

Bütün genotipler ayrıca Sanger dizilemeyle bağımsız olarak doğrulanmıştır.

Kalite kontrolü nasıl yapıldı?

Yapay zekâ tabanlı işaretleme sistemlerinde bazen:

• Atın eklemi yerine insanın bacağının işaretlenmesi,
• anatomik noktanın yanlış tanınması,
• kamera hareketinin biyolojik hareket sanılması,
• koordinat sıçramaları oluşabilir.

Araştırmacılar her değişken için z-skoru hesaplamıştır:

\[ z = \frac{x-\bar{x}}{s} \]

Burada:

• x, bireysel ölçümü,
• x̄, örneklem ortalamasını,
• s, standart sapmayı gösterir.

Mutlak z-skoru 4’ten büyük olan fiziksel olarak olası görünmeyen değerler veri işleme hatası kabul edilmiştir. Beş at bu nedenle çıkarılmış ve tam kinematik analiz 128 at üzerinden yürütülmüştür.

Irk grupları arasında hangi fark bulundu?

128 atlık genel örneklemde sekiz kinematik değişken karşılaştırılmıştır.

Çoklu test düzeltmesinden sonra anlamlı kalan tek değişken ölçeklendirilmiş hızdır:

• Thoroughbred medyanı: 0,051 MT3/kare,
• Warmblood medyanı: 0,055 MT3/kare,
• P_BH = 0,020.

Warmblood atlar, Thoroughbred atlardan yaklaşık 0,25 m/s daha hızlı tırıs yapmıştır.

Warmbloodlarda ayrıca:

• Daha uzun adım,
• Daha düşük destek fazı oranı eğilimi görülmüştür.

Ancak bu iki değişken FDR düzeltmesinden sonra anlamlı değildir: P_BH = 0,081.

Şekil 1 ne gösteriyor?

Çalışmanın 29 ve 36. sayfalarında yer alan çok panelli violin grafikler, 128 atın sekiz yürüyüş değişkenini Thoroughbred, Warmblood ve diğer ırklar arasında karşılaştırmaktadır.

Grafiklerde:

• Her nokta bir atı,
• violin şeklinin genişliği veri yoğunluğunu,
• kutu medyan ve çeyrekler arası aralığı göstermektedir.

Ölçeklendirilmiş hız panelinde Warmblood dağılımı Thoroughbred grubuna göre daha yüksek değerlere kaymıştır. Diğer panellerde gruplar önemli ölçüde örtüşmektedir.

Taşıyıcılık sıklığı ne bulundu?

Genotiplenen 133 at içinde:

• 8 heterozigot taşıyıcı,
• 125 normal genotipli at,
• 0 homozygous FFS at bulunmuştur.

Genel taşıyıcılık oranı:

\[ \frac{8}{133} \times 100 = 6{,}02\% \]

Taşıyıcıların dördü Thoroughbred, dördü Warmblood’dur.

Thoroughbred grubundaki %7,02’lik oran, daha önce bildirilen %1,97’lik orandan anlamlı biçimde yüksektir:

\[ OR = 3.75,\quad p = 0.036 \]

Warmblood grubundaki %5,71’lik oran ise önceki %11,0 tahmininden düşük olmasına rağmen anlamlı biçimde farklı değildir:

\[ OR = 0.49,\quad p = 0.234 \]

Thoroughbred taşıyıcılık oranı neden yüksek çıkmış olabilir?

Çalışmadaki Thoroughbred atlar rastgele popülasyon örneği değildir. Aktif olarak dresaj, engel atlama veya üç günlük yarışma gibi spor disiplinlerinde çalışan atlardır.

Araştırmacılar, önceki popülasyonların:

• damızlık,
• yarıştan emekli,
• rekreasyon amaçlı,
• refakat hayvanı olarak kullanılan atları da içermiş olabileceğini belirtmektedir.

Bu nedenle spor amaçlı seçilmiş Thoroughbred alt popülasyonunda FFS alelinin daha sık görülmesi, olası performans seçilimiyle ilişkili olabilir. Ancak yalnızca dört taşıyıcı bulunduğu için bu sonuç kesin değildir.

Neden 20 atlık eşleştirilmiş alt grup oluşturuldu?

Genel örneklemde yalnızca sekiz taşıyıcıya karşılık 125 normal genotipli at bulunması, istatistiksel dengesizlik yaratmıştır.

Araştırmacılar her taşıyıcıyı:

• Aynı çiftlikte çekilmiş,
• Aynı spor disiplininde çalışan,
• Mümkün olduğunda aynı ırk grubundan,
• En fazla iki normal genotipli atla eşleştirmiştir.

Son alt grup:

• 8 taşıyıcı,
• 12 normal genotipli,
• toplam 20 attan oluşmuştur.

Bu atların tamamı FEI CCI1–CCI3 düzeyi üç günlük yarışmalarda başarılı biçimde yer almıştır.

Çekim yeri neden modele dahil edildi?

Atların çekildiği çiftlikler arasında şu farklar bulunabilir:

• Zemin tipi,
• kum, çakıl veya çim yapısı,
• eğitim programı,
• atın motivasyonu,
• at bakıcısı veya yönlendirici,
• çekim hattının uzunluğu.

Destek fazı oranında çekim yeri de anlamlı bulunmuştur:

[ p = 0.002 ]

Bu nedenle genotip analizinde çekim yeri blok değişkeni olarak modele eklenmiştir.

OLS modeli nasıl kuruldu?

Her kinematik değişken için ayrı doğrusal model uygulanmıştır:

\[ Y_i = \beta_0 + \beta_1 G_i + \sum_{j=1}^{k-1}\gamma_j L_{ij} + \varepsilon_i \]

Burada:

• Y_i, ilgili kinematik değişkeni,
• G_i, genotipi; taşıyıcı = 1, normal = 0,
• L_ij, çekim yeri kategorilerini,
• β₁, taşıyıcılıkla ilişkili tahmini farkı,
• ε_i, modelin açıklayamadığı hatayı temsil eder.

Bu, çalışmada tarif edilen OLS modelinin matematiksel gösterimidir.

Neden Benjamini-Hochberg düzeltmesi kullanıldı?

Aynı anda sekiz farklı yürüyüş değişkeni test edildiğinde, yalnızca şans eseri anlamlı sonuç bulma olasılığı artar.

Benjamini-Hochberg prosedürü, yanlış keşif oranını kontrol eder.

Sıralanmış p değerleri için temel karşılaştırma şöyledir:

\[ p_{(i)} \leq \frac{i}{m}Q \]

Burada:

• p_(i), küçükten büyüğe sıralanmış i’inci p değerini,
• i, sıralamadaki konumu,
• m, toplam test sayısını; bu çalışmada 8’i,
• Q, hedeflenen yanlış keşif oranını ifade eder.

Çalışmada düzeltilmiş P_BH < 0,05 istatistiksel anlamlı kabul edilmiştir.

En önemli sonuç: destek fazı oranı

Model sonucu:

\[ \beta = 0.036,\quad SE = 0.010 \]

\[ P_{\mathrm{raw}} = 0.003,\quad P_{\mathrm{BH}} = 0.021 \]

Taşıyıcı atlar sağ arka ayağı adım döngüsünde daha uzun süre yerde tutmuştur.

Bu farkın biyomekanik anlamı nedir?

Daha yüksek destek fazı oranı, ayağın havada daha az, yerde daha fazla süre geçirmesi anlamına gelir.

Bu durum farklı bağlamlarda görülebilir:

• Ağrılı bacağa yüklenmeyi azaltan telafi hareketinde,
• eklem kararlılığını artırmak için daha temkinli yürüyüşte,
• bağ ve tendon esnekliğine karşı proprioseptif düzenlemede,
• daha yüksek bağ dokusu uyumluluğuna bağlı enerji depolama ve geri verme değişiminde.

Çalışmadaki atlar klinik olarak sağlıklı olduğundan araştırmacılar bunu doğrudan ağrı göstergesi olarak yorumlamamıştır. Olası açıklama, bağ dokusu esnekliğindeki artışa karşı stabiliteyi koruyan bir hareket stratejisidir.

Etki büyüklüğü ne kadar?

Cohen’in d değeri şöyle hesaplanır:

\[ d = \frac{\bar{x}_{\mathrm{taşıyıcı}}-\bar{x}_{\mathrm{WT}}}{s_{\mathrm{birleşik}}} \]

Burada:

• iki grubun ortalamaları arasındaki fark,
• birleştirilmiş standart sapmaya bölünür.

Destek fazı oranı için:

[ d = 0.91 ]

%95 bootstrap güven aralığı:

\[ 0.16 \text{ ile } 1.89 \]

Bu değer büyük etki büyüklüğüyle uyumludur. Ancak güven aralığı geniştir; çünkü taşıyıcı sayısı yalnızca sekizdir.

Arka bacak geriye çekilme oranı sonucu

İstatistiksel sonuç:

\[ P_{\mathrm{raw}} = 0.013 \]

\[ P_{\mathrm{BH}} = 0.051 \]

\[ d = 1.00,\quad 95\%\,GA = 0.19\text{–}2.16 \]

Ham p değeri anlamlıdır; ancak çoklu test düzeltmesinden sonra 0,05 sınırını çok az aşmıştır. Bu nedenle sonuç “anlamlı fark” olarak değil, daha büyük örneklemle doğrulanması gereken güçlü eğilim olarak yorumlanmalıdır.

Arka bacak retraction ratio neden önemli olabilir?

Arka bacağın geriye çekilmesi:

• Fleksör tendonların elastik geri tepmesi,
• askı aparatının mekanik davranışı,
• tarsal eklem kapsülü,
• kas-tendon koordinasyonu ile ilişkilidir.

Taşıyıcılarda bu oranın daha yüksek olması, uçuş fazında arka bacağın farklı biçimde kısalıp geri toplanmasıyla uyumlu olabilir.

Ancak çalışma tendon sertliğini, eklem gevşekliğini veya kollajen çapraz bağ yoğunluğunu doğrudan ölçmediği için mekanizma kesin değildir.

Şekil 2 ne gösteriyor?

Çalışmanın 30 ve 37. sayfalarındaki bölünmüş violin grafikler, sekiz taşıyıcı ile 12 normal genotipli atı sekiz kinematik değişkende karşılaştırmaktadır.

Turuncu yarım violin taşıyıcıları, mavi yarım violin normal genotipli atları gösterir.

En belirgin ayrım destek fazı oranı panelindedir. Taşıyıcı dağılımı daha yüksek değerlere kaymıştır. Arka bacak geriye çekilme oranı panelinde de taşıyıcıların değerleri daha yüksek görünür; ancak bu sonuç düzeltilmiş anlamlılık sınırını geçmemiştir.

Diğer altı değişkende iki grubun dağılımları büyük ölçüde örtüşmektedir.

Şekil 3 ne gösteriyor?

31 ve 38. sayfalardaki forest grafik, sekiz değişken için Cohen d etki büyüklüklerini ve %95 bootstrap güven aralıklarını göstermektedir.

Grafikte:

• Destek fazı oranı kırmızı renkle anlamlı,
• Arka bacak geriye çekilme oranı sarı renkle eğilim,
• Diğer altı değişken gri renkle anlamsız olarak gösterilmiştir.

Sıfır çizgisinin sağındaki değerler taşıyıcılarda daha yüksek, solundaki değerler daha düşük ölçüm anlamına gelir.

Arka bacak geriye çekilme oranı en büyük etki büyüklüğüne sahip olsa da güven aralığı geniştir ve düzeltilmiş p değeri 0,051’dir.

Diğer altı değişkende neden fark bulunmadı?

Şu değişkenlerde taşıyıcılık etkisi anlamlı değildir:

• Ölçeklendirilmiş hız,
• adım uzunluğu,
• fetlock hareket açıklığı,
• ön bacak geriye çekilme oranı,
• ön bacak salınım aralığı,
• arka bacak salınım aralığı.

Bu sonuçlar iki şekilde yorumlanabilir:

• FFS taşıyıcılığının etkisi gerçekten belirli hareket bileşenleriyle sınırlı olabilir.
• Küçük taşıyıcı örneklemi diğer farkları saptamak için yetersiz kalmış olabilir.

Çalışma, taşıyıcılığın genel olarak bütün yürüyüşü değiştirdiğini göstermemektedir.

Korelasyon matrisi ne gösteriyor?

32 ve 39. sayfalardaki korelasyon matrisleri, sekiz yürüyüş değişkeninin taşıyıcı ve normal gruplarda birbirleriyle ilişkisini göstermektedir.

Her iki grupta da en güçlü ilişki ölçeklendirilmiş hız ile adım uzunluğu arasındadır:

• Taşıyıcılar: r = 0,94,
• Normal genotip: r = 0,89.

Hız ile arka bacak salınım aralığı arasındaki ilişki:

• Taşıyıcılar: r = 0,77,
• Normal genotip: r = 0,72.

Bazı ilişkiler gruplar arasında yön değiştirmiştir. Örneğin ön bacak salınım aralığı ile ön bacak geriye çekilme oranı taşıyıcılarda pozitif, normal grupta negatif korelasyon göstermiştir.

Ancak sekiz ve 12 atlık örneklerde korelasyon katsayıları kararsız olabilir. Bu farklılıklar keşifsel niteliktedir ve daha büyük örneklemde doğrulanmalıdır.

Güç analizi ne gösterdi?

Arka bacak geriye çekilme oranındaki gözlenen etkiyi %90 güçle doğrulamak için araştırmacılar en az:

• 46 eşleştirilmiş at,
• bunların 18’inin taşıyıcı olması gerektiğini hesaplamıştır.

Çalışmadaki yaklaşık taşıyıcılık oranı dikkate alındığında 18 taşıyıcı bulabilmek için tahminen 372 spor atının taranması gerekecektir.

Bu hesap, nadir genetik varyantların biyomekanik etkisini araştırmanın neden büyük tarama programları gerektirdiğini göstermektedir.

Bulgular bağ dokusu uyumluluğuyla nasıl ilişkilendiriliyor?

Araştırmacıların yorumuna göre taşıyıcılardaki daha uzun destek fazı ve olası daha yüksek arka bacak geriye çekilme oranı, artmış bağ dokusu uyumluluğuyla uyumludur.

Bağ dokusu uyumluluğu, dokunun yük altında ne kadar kolay şekil değiştirdiğini ifade eder.

Basitleştirilmiş mekanik ilişki:

\[ C = \frac{1}{K} \]

Burada:

• C, uyumluluğu,
• K, sertliği ifade eder.

Sertlik azaldıkça uyumluluk artar. Bu ilişki makalede denklem olarak verilmemiştir; mekanik kavramı açıklamak amacıyla sunulmuştur.

Daha uyumlu tendon veya bağ dokusu:

• Yük altında daha fazla uzayabilir,
• enerji depolama ve geri verme zamanlamasını değiştirebilir,
• eklem kararlılığı için farklı kas aktivasyonu gerektirebilir,
• ayağın yere temas süresini etkileyebilir.

İnsan Ehlers-Danlos sendromuyla bağlantı

İnsanlarda PLOD1 varyantları kifoskolyotik Ehlers-Danlos sendromu tip VIA ile ilişkilidir. Bu hastalıkta:

• Eklem hipermobilitesi,
• kas tonusu düşüklüğü,
• skolyoz,
• ince ve kırılgan deri görülebilir.

İnsan taşıyıcılarda belirgin klinik fenotip bulunmasa da bazı ölçümlerde lizil hidroksilaz aktivitesinin normalin %52–83’üne düşebildiği bildirilmiştir.

Çalışma insan hastalığıyla at taşıyıcılığını eşitlememektedir. Yalnızca aynı genin bağ dokusu biyolojisindeki rolü nedeniyle karşılaştırmalı mekanik bir çerçeve kurmaktadır.

PLOD1 knockout fareleri neden tartışılıyor?

PLOD1 işlevi ortadan kaldırılmış farelerde:

• Yürüyüş farklılıkları,
• olası eklem gevşekliği,
• kolajen hidroksilizin düzeyinde ciddi azalma,
• bazı bireylerde aort diseksiyonuna bağlı ölüm bildirilmiştir.

Bu bulgular, PLOD1 işlevinin yalnızca deri ve tendonları değil damar duvarı gibi başka dokuları da etkileyebileceğini göstermektedir.

Ancak mevcut at çalışması taşıyıcılarda damar hastalığı, aort riski veya ani ölüm artışı göstermemektedir. Yazarların bu alanı tartışması, doğrudan kanıt değil gelecekte araştırılması gereken güvenlik sorusudur.

Taşıyıcılık performans avantajı sağlayabilir mi?

Önceki çalışmalar FFS taşıyıcılarında:

• Daha uzun sırt, boyun ve uzuvlar,
• daha elastik görünen tırıs,
• uzuvların vücut altına daha fazla yerleşmesi,
• bazı ırk kayıt değerlendirmelerinde daha yüksek hareket puanları bildirmiştir.

Mevcut çalışmada destek fazı ve arka bacak geriye çekilme örüntüsü bu gözlemlerle uyumlu olabilir.

Bununla birlikte çalışma:

• Taşıyıcıların daha başarılı olduğunu,
• daha yüksek yarış derecesine ulaştığını,
• daha iyi dresaj puanı aldığını,
• taşıyıcılığın performans için avantaj olduğunu kanıtlamamaktadır.

Performans hipotezi ancak genotip, objektif kinematik ölçüm ve uzun dönem yarış sonuçlarını birleştiren büyük popülasyon çalışmalarıyla test edilebilir.

At refahı açısından neden önemlidir?

Genetik bir varyant hareket kalitesiyle ilişkiliyse iki zıt olasılık ortaya çıkar:

• Hareket estetiği veya elastikliği nedeniyle yetiştiricilikte tercih edilebilir.
• Aynı bağ dokusu özelliği tendon, bağ veya eklem yaralanmasına yatkınlık oluşturabilir.

Bu çalışma ikinci olasılığı doğrudan test etmemiştir. Örneklem aktif yarışan sağlıklı atlardaki “başarılı sağ kalanlar”dan oluştuğu için ağır sakatlık geliştiren taşıyıcılar çalışmaya hiç girmemiş olabilir.

Dolayısıyla hareket özelliğinin performans avantajı mı, sağlık riski mi, yoksa ikisinin bir dengesi mi olduğu bilinmemektedir.

Yapay zekâ destekli video analizi yetiştiricilikte kullanılabilir mi?

Çalışma, video kinematiğinin geniş popülasyonlarda ölçülebilir fenotip üretme potansiyelini göstermektedir.

Gelecekte bu yaklaşım:

• Genom çapında ilişkilendirme çalışmalarında,
• yürüyüş kalitesi için objektif fenotip üretiminde,
• sakatlık riskinin erken izlenmesinde,
• yarış öncesi ve sonrası hareket karşılaştırmalarında,
• genetik varyantların etkisini değerlendirmede kullanılabilir.

Ancak mevcut model bir klinik tanı veya damızlık seçim aracı olarak doğrulanmamıştır.

Çalışmanın güçlü yönleri

• 133 at genotiplenmiş, 128 atın kinematiği kalite kontrolünden geçmiştir.
• Atlar yapay laboratuvar ortamı yerine kendi çiftliklerinde filme alınmıştır.
• 120 kare/saniye yüksek hızlı video kullanılmıştır.
• DeepLabCut ile 26 anatomik nokta otomatik olarak izlenmiştir.
• Sekiz farklı hareket değişkeni değerlendirilmiştir.
• Vücut büyüklüğü MT3 uzunluğuna göre normalize edilmiştir.
• Genotipleme PCR-RFLP ile yapılmış ve Sanger dizilemeyle doğrulanmıştır.
• Taşıyıcılar çekim yeri ve spor disiplini bakımından eşleştirilmiştir.
• Çekim yeri istatistiksel modelde blok değişkeni olarak kullanılmıştır.
• Çoklu testler için Benjamini-Hochberg düzeltmesi uygulanmıştır.
• Etki büyüklükleri ve 5.000 tekrarlı bootstrap güven aralıkları verilmiştir.
• Gelecek çalışmalar için güç ve örneklem büyüklüğü hesabı yapılmıştır.

Çalışmanın sınırlılıkları

• Hakemlik tamamlanmamıştır: Çalışma preprinttir.
• Taşıyıcı sayısı küçüktür: Yalnızca sekiz taşıyıcı değerlendirilmiştir.
• Eşleştirilmiş örneklem 20 attır: Güven aralıkları geniştir.
• Sağ arka bacağa odaklanılmıştır: Dört bacak ve sağ-sol simetrisi tam değerlendirilmemiştir.
• Her at için az sayıda adım vardır: İki ile altı açık tırıs döngüsü analiz edilmiştir.
• Çekim koşulları tam standart değildir: Zemin, pist uzunluğu ve çiftlik ortamı değişmiştir.
• Kesitsel tasarım: Aynı atların zaman içindeki değişimi izlenmemiştir.
• Tendon mekaniği doğrudan ölçülmemiştir: Ultrason elastografi, kuvvet platformu veya tendon sertliği ölçümü yoktur.
• Enzim aktivitesi ölçülmemiştir: Taşıyıcılarda lizil hidroksilaz düzeyi doğrudan belirlenmemiştir.
• Kolajen çapraz bağları ölçülmemiştir: Mekanizma genotip ve hareket örüntüsünden çıkarılmaktadır.
• Sakatlık riski değerlendirilmemiştir: Çalışma gelecekteki tendon veya eklem yaralanmalarını izlememiştir.
• Performans avantajı test edilmemiştir: Yarış puanları veya kariyer başarısı genotiple karşılaştırılmamıştır.
• Aktif spor atı örneklemi: Ağır fenotipe sahip veya kariyeri sonlanan atlar örneklem dışında kalmış olabilir.
• Irk dağılımı dengesizdir: “Diğer” ırk grubunda yalnızca beş analiz edilebilir at vardır.
• Korelasyonlar keşifseldir: Sekiz ve 12 atlık alt gruplarda korelasyon matrisi kararsız olabilir.

Çalışma ne söylüyor?

• FFS heterozigot taşıyıcısı spor atlarında yapay zekâ destekli video analiziyle ölçülebilen ince bir yürüyüş farkı bulunmuştur.
• Taşıyıcılarda sağ arka bacağın destek fazı oranı anlamlı biçimde daha yüksektir.
• Arka bacak geriye çekilme oranında güçlü fakat düzeltilmiş anlamlılık sınırını çok az farkla geçemeyen bir eğilim vardır.
• Diğer altı yürüyüş değişkeninde anlamlı taşıyıcılık etkisi bulunmamıştır.
• Aktif spor Thoroughbred örneklemindeki taşıyıcılık oranı önceki rapordan daha yüksektir.
• Çekim yeri biyomekanik sonuçları etkileyebilir.
• İşaretleyicisiz video kinematiği genetik hareket fenotiplerini saha koşullarında incelemek için kullanılabilir.

Çalışma ne söylemiyor?

• FFS taşıyıcısı atların hasta olduğunu söylemiyor.
• Taşıyıcılarda kesin eklem gevşekliği bulunduğunu kanıtlamıyor.
• Taşıyıcılığın tendon yaralanması riskini artırdığını göstermiyor.
• Taşıyıcılığın performans avantajı sağladığını kanıtlamıyor.
• Daha yüksek destek fazı oranının ağrıdan kaynaklandığını söylemiyor.
• Arka bacak geriye çekilme oranındaki farkı kesin sonuç olarak sunmuyor.
• Yapay zekâ sisteminin klinik tanı koyabileceğini göstermiyor.
• Tek video çekiminin damızlık seçimi için yeterli olduğunu söylemiyor.
• Taşıyıcı atların yarıştan çıkarılması gerektiğini önermiyor.
• İnsanlarda PLOD1 hastalığıyla at taşıyıcılığının aynı klinik tablo olduğunu söylemiyor.

Geçmiş açısından önemi

FFS literatürü uzun süre homozygous taylardaki ağır klinik tablo ve alel sıklığına odaklanmıştır. Daha sonraki çalışmalar taşıyıcıların konformasyon ve hareket puanlarında farklılık gösterebileceğini öne sürmüştür.

Bu çalışma, öznel hareket puanları yerine yapay zekâ tabanlı sayısal kinematik kullanarak taşıyıcı fenotipini ölçmeye çalışan ilk çalışmalardan biridir.

Bugün açısından önemi

Spor atı yetiştiriciliğinde genetik testler çoğunlukla ölümcül tay doğumunu önlemek için kullanılır. Bu çalışma, aynı genetik varyantların taşıyıcı erişkinlerde daha ince mekanik özelliklerle de ilişkili olabileceğini göstermektedir.

Bu bilgi şu alanlarda önemlidir:

• Taşıyıcı eşleşmelerinin önlenmesi,
• hareket fenotiplerinin daha objektif ölçülmesi,
• genetik ve biyomekanik verinin birlikte yorumlanması,
• at refahı ile performans seçilimi arasındaki dengenin araştırılması.

Gelecek açısından önemi

Araştırmacılar daha büyük çalışmalarda şu soruların yanıtlanmasını önermektedir:

• Destek fazı farkı bağımsız popülasyonda tekrar ediliyor mu?
• Dört bacakta benzer veya asimetrik değişimler var mı?
• Taşıyıcılık tendon sertliği ve eklem hareket açıklığını etkiliyor mu?
• Taşıyıcı atlarda sakatlık oranı farklı mı?
• Hareket farkı dresaj, engel atlama ve üç günlük yarışmada farklı anlam taşıyor mu?
• Taşıyıcılık bazı performans özellikleri nedeniyle pozitif seçiliyor mu?
• Yaş, cinsiyet ve ırk bu fenotipi değiştiriyor mu?
• Video analizi genetik taramayla birleştirilerek uzunlamasına refah izlemi sağlayabilir mi?

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Araştırma tasarımının teknik özeti

Genel örneklemde ırk sonuçları

Genotip sıklığı

Taşıyıcı ve normal genotip karşılaştırması

Başlıca teknik bulgular

1. Taşıyıcılarda destek fazı oranı anlamlı biçimde yüksektir.
2. Etki büyüklüğü duty factor için büyüktür: d = 0,91.
3. Arka bacak geriye çekilme oranı için etki büyüklüğü d = 1,00 olmasına rağmen BH düzeltmesinden sonra p değeri 0,051’dir.
4. Diğer altı değişkende genotip etkisi gösterilmemiştir.
5. Çekim yeri destek fazı oranını anlamlı biçimde etkilemiştir.
6. Hız ve adım uzunluğu her iki genotip grubunda güçlü korelasyon göstermiştir.
7. Taşıyıcılarda saptanan örüntü artmış bağ dokusu uyumluluğuyla uyumlu, ancak mekanik olarak doğrulanmamıştır.

Gelecek doğrulama çalışması için gerekli örneklem

Kaynak ve Yöntem Notu

Bu içerik, Madelyn P. Bucci, L. Savannah Dewberry, Elizabeth A. Staiger, Kyle Allen ve Samantha A. Brooks tarafından hazırlanan “A Subclinical Biomechanical Phenotype Detected By AI-Assisted Video Gait Analysis in Horses Heterozygous for the Fragile Foal Syndrome Allele in PLOD1” başlıklı çalışmaya dayanmaktadır.

Çalışma SSRN üzerinde erişime sunulan bir özgün araştırma preprintidir. Metinde açıkça “This preprint research paper has not been peer reviewed” ifadesi bulunmaktadır. Dolayısıyla çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiştir.

Araştırma, 133 spor atında genotipleme ve saha videosu toplamış; kalite kontrolünden sonra 128 atın sekiz kinematik değişkenini incelemiştir. FFS taşıyıcılığıyla yürüyüş değişkenleri arasındaki temel karşılaştırma yalnızca sekiz taşıyıcı ve 12 normal genotipli attan oluşan eşleştirilmiş alt grupta yapılmıştır.

Çalışmanın anlamlı ana bulgusu, taşıyıcılarda sağ arka bacak destek fazı oranının daha yüksek olmasıdır. Arka bacak geriye çekilme oranındaki fark ham analizde anlamlı görünmüş, ancak Benjamini-Hochberg düzeltmesinden sonra P_BH = 0,051 ile anlamlılık eşiğini geçmemiştir.

Araştırma tendon esnekliğini, eklem gevşekliğini, lizil hidroksilaz aktivitesini, kolajen çapraz bağlarını veya sakatlık riskini doğrudan ölçmemiştir. Artmış bağ dokusu uyumluluğu, kinematik sonuçları açıklamak için önerilen biyolojik yorumdur.

Çalışma FFS taşıyıcısı atların hasta, topal, yarışmaya uygunsuz veya daha yüksek sakatlık riski taşıdığını göstermemektedir. Aynı şekilde taşıyıcılığın performans avantajı sağladığını da kanıtlamamaktadır.

Makalenin hazırlanması sırasında yazarlar Claude adlı yapay zekâ sistemini bilimsel literatür araması ile dilbilgisi ve yazım kontrolüne yardımcı olmak amacıyla kullandıklarını; çıktıları kendilerinin gözden geçirip düzenlediklerini ve içerik sorumluluğunu üstlendiklerini belirtmiştir.

Bu verianla içeriği yalnızca yüklenen PDF’deki yöntem, tablolar, grafikler, genotip sonuçları, istatistiksel analizler, yazar yorumları ve sınırlılıklar esas alınarak hazırlanmıştır. PDF’de bulunmayan klinik tanı, kesin performans üstünlüğü, sakatlık garantisi, damızlık seçim önerisi veya taşıyıcı atların kullanımına ilişkin kesin hüküm eklenmemiştir.