Estro: implicações para fertilidade - Parte 4

Este texto é a parte da palestra apresentada pelo Dr. Ronaldo Cerri, da Universidade da Columbia Britânica do Canadá, no XXII Curso Novos Enfoques na Produção e Reprodução de Bovinos, realizado em Uberlândia de 22 e 23 de março de 2018.

Por que a ausência do estro ou a baixa intensidade resultam em baixa fertilidade?

Folículos ovarianos e estradiol

Foi mencionado em artigos anteriores que o diâmetro do folículo pré-ovulatório não era diferente entre as categorias de intensidade de pico, mas isso não implica que a duração do proestrus ou da dominância era semelhante, pois não havia controle de emergência folicular nos estudos relatados. Portanto, a duração do proestros e da dominância (Bleach et al., 2004; Cerri et al., 2009) não podem ser excluídas como possíveis causas relacionadas com a fertilidade reduzida observada.

A correlação entre o diâmetro do folículo pré-ovulatório e a concentração de estradiol no plasma tende a ser fraca (Silper et al., 2015c; r = 0,17) e está de acordo com valores relatados por outros pesquisadores (Sartori et al., 2004; Walker et al., 2008). Embora estudos tenham relatado que um folículo maior está associado com maior concentração de estradiol no plasma (Cerri et al., 2004), está claro a partir dos estudos mais recentes que o número de lactações, ECC (estado de condição corporal) e, finalmente, a produção de leite, são os fatores com o maior impacto sobre a concentração circulante de estradiol.

As vacas classificadas como tendo alta atividade tiveram diâmetro de folículo pré-ovulatório similar, mas ao mesmo tempo, uma concentração ligeiramente maior de estradiol no plasma do que vacas classificadas como de baixa atividade (Madureira et al., 2015). Apesar das diferenças nas concentrações de estradiol encontradas, quando as vacas foram divididas em categorias por atividade de estro, a intensidade máxima medida por diferentes sistemas de MAA (monitoramento automático de atividade) foi fracamente correlacionada com a concentração de estradiol no plasma, demonstrando uma variação maior do que a esperada.

Um estudo recente de Aungier et al. (2015) não observou nenhuma correlação entre os grupos de atividade medidos por MAA e FSH, LH e estradiol. No entanto, um maior pico de concentração de estradiol no plasma foi associado a comportamentos em pé e outros comportamentos relacionados com o estro. A ovulação de folículos pré-ovulatórios com diâmetro similar entre as intensidades de estro altas e baixas sugerem pouca mudança nas concentrações da progesterona após a IA, mas os resultados mostrados mais adiante neste manuscrito sugerem que as concentrações de progesterona no momento da IA e pós-IA são as mais prováveis causas das diferenças na P/IA (prenhez por IA) e na perda de gestação.

Taxa de ovulação e momento

Um outro fator possível que influencia a P/IA é o perfil da ovulação das vacas com diferente intensidade de pico de atividade no estro. Em um estudo mais recente usando vacas lactantes (Burnett et al., 2018), os autores encontraram uma maior variação nos tempos de ovulação e uma maior prevalência de vacas ovulando antes do tempo ideal esperado após o início do estro.

Embora esta observação certamente seja importante para explicar essas observações, é limitado a vacas expressando intensidade de pico muito baixo durante estro - como o limiar de divisão das categorias de alta e baixa intensidade, que foi de mais de 300% de aumento relativo nesse estudo. É importante salientar que em um dos estudos mencionados foi utilizado ECP (Cipionato de Estradiol) para induzir estro e ovulação, aumentando, portanto, as concentrações de estradiol circulante. Apesar disso, a intensidade do pico medida por um sistema de pedômetro ainda afeta significativamente os resultados P/IA (Madureira et al., 2018).

Madureira et al. (2018) e Burnett et al. (2018) observaram, usando diferentes sistemas de MAA, uma maior falha na taxa de ovulação em vacas que exibiram estro de baixa intensidade. Em geral, de todos os episódios de estro detectados por diferentes MAA, cerca de 5-7% falham em ovular. Entretanto, quase toda essa falha é associada com as vacas que expressam baixa intensidade de estro.

Progesterona

Em um estudo conduzido por Bisinotto et al. (2015), os autores visavam modificar as concentrações de progesterona durante o crescimento do folículo pré-ovulatório comparando a primeiro com a segunda onda folicular. Os principais resultados descreveram a importância fundamental e como a progesterona exógena (2 dispositivos intravaginais) é capaz de "resgatar" um folículo pré-ovulatório da primeira onda folicular para resultar na fertilidade ideal. Um achado interessante deste estudo relativo ao estro é que as vacas que ovularam folículos da primeira onda folicular que cresce em concentrações baixas da progesterona no plasma (pior cenário possível neste estudo), mas que expressaram estro na IA, tiveram P/IA semelhante aos melhores tratamentos.

Um estudo de Madureira et al., (inédito), se destinava a determinar o impacto da expressão de estro, detectado por um monitor de atividade automatizada, em concentrações de progesterona na IA (665 eventos) e pós-IA (171 eventos de estro). Os animais tiveram seus ovários escaneados por ultrassom para confirmação de estruturas ovarianas. Os animais com baixa atividade tiveram maior concentração de progesterona e menor concentração de estradiol após a detecção de estro quando comparados com animais com alta atividade (1,0 ± 0,2 ng/ml vs 0,3 ± 0,2 ng/ml; P < 0,1 e 4,6 ± 0,3 pg/ml vs 6,7 ± 0,2 pg/mL; P < 0,1).

O diâmetro do folículo não diferiu entre animais com alto ou baixo pico de atividade (P = 0,41), mas concentrações muito mais elevadas de progesterona nos dias 7, 14 e 21 pós-IA foram encontradas em animais com expressão de estro mais intensa (7D-alta: 3,4 ± 0,2 pg/mL vs baixo: 2,7 ± 0,2 pg/mL P < 0, 5; 14D-alta: 4,9 ± 0,4 pg/mL vs baixo: 2,9 ± 0,4 pg/mL; P < 0, 1 e 21d – alta: 6,8 ± 0,3 pg/ml vs baixo; 5,4 ± 0,3 pg/ml; P < 0,). O tamanho do corpo lúteo nos dias 7, 14 e 21d pós-IA não difere entre os animais que expressaram alta ou baixa atividade de estro. Em conclusão, os animais que tinham maior expressão de estro tinham maior P/IA, perfil P4 na IA e pós-IA normalmente associadas com melhor desenvolvimento embrionário precoce.

Ambiente endometrial

Vários estudos têm mostrado o efeito dominante da pré e pós-exposição a progesterona em relação a IA, duração do proestro ou concentração de estradiol em tecidos reprodutivos, particularmente no endométrio e no concepto nas várias fases do desenvolvimento precoce.

Estudos que modificaram o período de dominância folicular (Cerri et al., 2009), concentrações de progesterona durante diestro (Cerri et al., 2011), duração do proestro e exposição ao estradiol (Mussard et al., 2003; Pontes et al., 2005), parâmetros de produção (por exemplo, lactação e idade; Sartori et al., 2002) e mais recente a saúde da vaca (Ribeiro et al., 2016), descreveram estes efeitos sobre a fertilização, a qualidade do embrião e o ambiente uterino.

No entanto, apesar dos efeitos marcantes relacionados com as modificações acima referidas do ciclo estral, não foi colocada muita ênfase no efeito isolado ou aditivo da expressão de estro nos tecidos reprodutivos. A fim de responder a algumas dessas questões, se visou investigar a associação de expressão do estro no momento da IA com a expressão de genes críticos no endométrio, corpo lúteo e embrião durante o período de pré-implantação, mais especificamente no dia 19 de gestação (Davoodi et al., 2016).

Além disso, a diferença na expressão do estro foi avaliada para parâmetros reprodutivos como o volume de corpo lúteo, tamanho do concepto, concentração de progesterona no plasma e diâmetro do folículo. Evidências deste estudo apoiam a hipótese de que a expressão do estro influencia positivamente a expressão de genes-alvo importantes para a sobrevivência do embrião. Vacas que expressaram comportamento de estro perto da IA tiveram uma melhoria significativa no perfil da expressão gênica no endométrio crítica para suprimir o sistema imunológico materno local e - provavelmente - melhora da adesão entre células epiteliais do endométrio e do concepto, bem como, inibição parcial da maquinaria do mRNA para a síntese do prostaglandina.

Genes relacionados ao sistema imunológico e grupo de adesão no endométrio também foram significativamente afetados pela concentração de progesterona no plasma no dia 7. Resultados da análise genética do corpo lúteo também confirmaram a regulação das vias celulares associadas com a apoptose e síntese de prostaglandina, que favorece a manutenção do corpo lúteo e a secreção de progesterona, ambos chave para sustentar a gestação (Davoodi et Al., 2016).

Além disso, as vacas que exibiram estro produziram conceptos mais longos, que podem ser associados com melhores chances de sobrevivência. Os efeitos da expressão de estro parecem interagir com a concentração de progesterona no dia 7 do ciclo estral de uma forma que influencia positivamente a receptividade do endométrio e o desenvolvimento do embrião. As causas específicas que levam à presença ou ausência de expressão do estro são desconhecidas com base nos dados coletados neste estudo (Davoodi et al., 2016) e garantem a necessidade de novas investigações.

A expressão de estro pode indicar o estado de sensibilidade do hipotálamo ao estradiol e talvez o melhor momento para a função ideal de todos os outros tecidos reprodutivos relacionados com a sobrevivência inicial do embrião.

Um estudo ainda mais recente (Povoas et al., não publicado) seguiu um projeto experimental similar ao do estudo anterior, mas agora usando um dia diferente da gestação (dia 15). Sem surpresa, os resultados também mostraram tendência semelhante para um concepto mais desenvolvido, quase o dobro do comprimento comparado com aqueles provenientes de vacas que não exibiram estro. Mais importante ainda, o transcriptoma do endométrio no dia 15 de gestação foi diferentemente expresso. Nenhum gene relacionado a morfogênese ou ao reconhecimento maternal da gestação foram expressos diferentemente entre as vacas que expressaram ou não estro.

Estes resultados evidenciam que a expressão genética diferencial no endométrio aos 15 dias de gestação de acordo com a manifestação do estro na IATF, potencialmente suportam a manutenção da gestação por mecanismos de inibição da luteólise, adesão aprimorada e redução de padrões WNT que têm efeitos negativos, favorecendo o desenvolvimento dos embriões. Um ambiente uterino mais favorável em associação com estro foi evidenciado por um concepto com comprimento significativamente maior.

Programas reprodutivos

Programas reprodutivos com uso intensivo de protocolos IATF ainda são padrão ouro para melhorar as taxas de prenhez. Em recentes estudos de campo foram comparados diferentes graus de combinação de IATF e IA após a detecção de estro usando MAA. O risco da concepção (30% vs. 31%) e os dias em aberto (137 e 122 d) não foram diferentes entre as vacas inseminadas por IATF ou IA após a detecção de estro usando MAA (Neves et al., 2012). Outros estudos têm comparado diferentes combinações de uso do MAA e IATF (Valenza et al., 2012; Stevenson et al., 2014; Fricke et al., 2014; Burnett et al., 2017; Denis-Robichaud et al., 2018). Os resultados indicaram que é possível alcançar taxas de prenhez similares em programas com detecção de estro mais intensiva.

Coletivamente, esses grandes estudos de campo visavam modificar vários fatores que são fundamentais para a resposta do programa de reprodução de vacas leiteiras, particularmente na primeira IA. Por exemplo, o período de espera voluntário variou de 50 a 100 DPP dependendo do tratamento. O uso de protocolos da pré-sincronização que podem focar na indução do estro (baseado em tratamento com prostaglandina) ou na ciclicidade e na sincronização da ovulação (baseada em tratamento com GnRH) foram testados.

Todos os estudos demonstraram que a combinação de métodos (IATF e MAA) é talvez o melhor programa de reprodução, uma vez que mantém altas taxas de concepção ao submeter um grande número de animais a IA, minimizando, em certa medida, o uso de tratamentos farmacológicos. É justo dizer que os protocolos de IATF são ainda necessários como um ‘protetor seguro’ para uma proporção dos animais que não são inseminados baseado na detecção de estro até 100 DPP. A pergunta de quando intervir na IATF é provavelmente uma área que poderia ainda ser respondida com pesquisas futuras.

O exemplo do trabalho realizado em Ontário (Denis-Robichaud et al., 2018) é provavelmente o mais extremo quando se compara um programa baseado apenas em IATF vs. um que permite longos períodos de detecção de estro espontânea após o final do período de espera voluntária. Em resumo, existem vários fatores que irão influenciar o resultado final do programa reprodutivo em uma fazenda específica, mas a literatura agora sugere que o MAA pode ser incorporado ao programa reprodutivo sem perda de eficiência.

Um estudo muito recente realizado na British Columbia (Burnett et al., não publicado) visava testar se é possível usar as informações do monitor de atividade para modificar uma decisão de reprodução na fazenda. Os animais foram divididos em quatro grupos com base na intensidade da expressão de estro e no tratamento com GnRH no momento da IA, sendo:

alta expressão de estro sem injeção GnRH (HighNG);
baixa expressão de estro sem injeções GnRH (LowNG);
alta expressão de estro com injeção GnRH (HighG) e;
baixa expressão de estro com injeção GnRH (LowG).

A hipótese era que, com base nos resultados anteriores mostrando maior taxa de falha da ovulação e não favorável momento da ovulação em vacas expressando estro de baixa intensidade, o grupo LowG iria apresentar melhora significativa de P/IA. O estudo ainda não foi concluído, mas os resultados até agora são positivos. O grupo LowG não só melhorou P/IA, mas apresentou resultado similares aos encontrados nos grupos com estro de alta intensidade.

Por fim, o grupo do Dr. Cerri testou o efeito da intensidade do estro no sucesso da transferência e coleta de embriões (Burnett et al., não publicado). No primeiro experimento, novilhas da raça Holandesa (10,5 a 14,5 meses) foram superovuladas (n = 69 de 51 animais) para a coleta de embriões e no dia de estro, o número total de folículos foi contado. Em seguida, os embriões foram coletados, contados e avaliados para viabilidade. No experimento 2, vacas Holandesas foram sincronizadas e 7 dias após o estro foram implantadas com um embrião (n = 1147 de 657 vacas).

Em geral, as novilhas com maior pico de atividade tiveram um número maior de embriões totais coletados (10,2 ± 1,2 vs. 6,0 ± 1,3 embriões; P = 0,1) e um percentual maior desses embriões eram viáveis (53,1 ± 5,0 vs 23,4 ± 5,1%; P < 0,1). No segundo experimento, 89,1% das vacas expressaram estro antes da transferência de embrião (TE). Os animais que expressam estro antes da TE tiveram substancialmente maior P/TE do que aquelas que não tiveram (35,8 ± 1,6 vs. 5,9 ± 4,9%; P < 0,1). Dos animais que expressaram estro, as vacas com expressão estral mais intensa tiveram o sucesso maior da TE do que aquelas com baixa expressão de estro (41,5 ± 2,3 vs. 30,6 ± 2,2%; P < 0,1).

Em conclusão, a expressão do estro é importante para ambos os períodos antes e depois de TE como visto pelo maior número de embriões viáveis e P/TE superior para os animais com maior intensidade de expressão de estro.

É muito provável que a adoção de sistemas de MAA como parte de um programa de reprodução varie de fazenda para fazenda. Os trabalhos de Neves et al. (2012), Burnett et al. (2017) e Denis-Robichaud et al., (2018) demonstraram uma grande variação entre as fazendas na adoção de IATF e da IA após detecção de estro por MAA. Outra vantagem da combinação das IATF com MAA é provavelmente a redução do uso de tratamentos farmacológicos. No entanto, ainda precisa ser demonstrado como esses programas se comportam em locais expostos a intenso estresse térmico, como o Brasil, pois a alta temperatura tende a ter um grande impacto sobre a detecção de estro e sua intensidade.

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