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Respostas comportamentais e end¨®crinas ao estradiol-17¦Â em vacas holandesas

POR RICARDA MARIA DOS SANTOS

E JOSÉ LUIZ MORAES VASCONCELOS

JOSÉ LUIZ M.VASCONCELOS E RICARDA MARIA DOS SANTOS

EM 25/05/2011

11 MIN DE LEITURA

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Este texto ¨¦ parte da palestra apresentada por William J. Silvia (Universidade do Kentucky, EUA), no XV Curso Novos Enfoques na Produção e Reprodução de Bovinos, realizado em Uberlândia de 17 a 18 de março de 2011.

Escopo do problema. O desempenho reprodutivo das vacas leiteiras vem caindo ao longo dos ¨²ltimos 40 anos. Isso pode ser conclu¨ªdo atrav¨¦s do n¨²mero de dias em aberto e de serviços por concepção (Figura 1). Consequentemente, o desempenho reprodutivo se tornou um dos maiores problemas de manejo para produtores de leite. Um dos fatores contribuindo para esse decl¨ªnio ¨¦ a redução na efici¨ºncia da detecção de cio.



Figura 1. Mudanças nos dias em aberto e no n¨²mero de serviços por concepção em 73 vacas holandesas de rebanhos no Kentucky (EUA) de 1972 a 1996.

Em 1994, a efici¨ºncia m¨¦dia de detecção de cio para 4550 rebanhos nos estados inclu¨ªdos no Raleigh Dairy Records Processing Center foi de apenas 38%. Em 2002, a efici¨ºncia na detecção de cio nos registros do DHIA de Kentucky foi de 34%. Essas estimativas são baseadas nas datas de inseminação relatadas e nas estimativas atuais de fertilidade para cada rebanho. Embora haja uma tend¨ºncia para que esses c¨¢lculos subestimem a inefici¨ºncia, ¨¦ certo que pelo menos 50% dos potenciais cios não são detectados. Em 1994, Senger estimou que detecções de cio ineficientes ou incorretas custavam US$ 300 milhões por ano. Dadas as dificuldades envolvidas na detecção de cio e o custo elevado dos cios perdidos, não ¨¦ de se estranhar que produtores estejam usando programas de inseminação a tempo fixo que não se baseiam na observação de estro (Ovsynch e variações). Embora essa abordagem esteja sendo usada com sucesso no campo por alguns produtores, o custo das injeções e o manejo intensivo necess¨¢rio para o sucesso fazem com que essa alternativa não seja considerada uma boa opção para todos. Como alternativa, alguns produtores estão optando pela monta natural, ¨¤s custas do melhoramento gen¨¦tico proporcionado pela inseminação artificial. Claramente, procedimentos para facilitar a detecção do comportamento de estro de vacas leiteiras seriam extremamente ben¨¦ficos para muitos produtores de leite.

Por que houve redução na efici¨ºncia da detecção de cio? Sem d¨²vida, tanto fatores biol¨®gicos quanto de manejo contribu¨ªram para o decl¨ªnio na efici¨ºncia da detecção de estro. Do lado do manejo, a tend¨ºncia para rebanhos cada vez maiores tornou mais dif¨ªcil para os produtores passarem tempo com seus animais. O tempo dedicado ¨¤ observação de cio diminuiu. Conhecer cada vaca individualmente e saber como cada uma delas demonstra o estro tamb¨¦m são coisas dif¨ªceis hoje em dia. Muitos rebanhos grandes são mantidos em instalações com piso de concreto, uma superf¨ªcie que inibe a expressão do comportamento de estro.

Do lado biol¨®gico, tem havido uma progressiva e alarmante redução na duração e na intensidade do comportamento de estro ao longo do tempo (Figura 2). Em 1927, John Hammond relatou que a duração do estro de vacas leiteiras era de 19,3 h. Estimativas compar¨¢veis foram relatadas em estudos posteriores no in¨ªcio da d¨¦cada de 1960. No entanto, experimentos mais recentes relatam um decl¨ªnio acentuado na duração do estro. Uma publicação recente mostrou dados de que o comportamento de estro caiu para apenas 7,1h (n=2055 vacas).



Figura 2. Mudanças na duração do estro nos ¨²ltimos 80 anos.

Com essa queda dram¨¢tica na duração do cio, as recomendações tradicionais de observação de cio duas vezes por dia são claramente inadequadas. Tamb¨¦m ¨¦ interessante observar que em um relat¨®rio recente, as vacas tinham em m¨¦dia 6 montas em cada per¨ªodo de estro, e cada monta durando apenas 3,3 segundos. Lopez et al. viram que a intensidade do estro era menor em vacas de alta produção. Essas observações foram baseadas naqueles per¨ªodos de estro nos quais ¨¦ detectada pelo menos uma monta. Algumas vacas podem ovular, mas não demonstram nenhum comportamento de monta. Esse fenômeno foi descrito tanto na Europa quanto nos Estados Unidos. Apenas 37% dos potenciais per¨ªodos de cio foram observados apesar de as vacas estarem sendo observadas visualmente para detecção de cio em intervalos de 2 a 4 horas. Considerando todos esses problemas ¨¦ surpreendente que se consiga detectar 30% dos per¨ªodos de cio.

Uma poss¨ªvel associação com a produção de leite. Não temos uma boa explicação biol¨®gica para a redução na duração ou na intensidade da expressão de estro observada nos ¨²ltimos 40 anos, mas isso coincide com a r¨¢pida aceleração na taxa anual de aumento na produção de leite por vaca. É interessante notar que essa relação inversa entre o n¨ªvel de produção de leite e a duração do estro tamb¨¦m tem sido observada dentro do grupo de vacas holandesas modernas. Lopez et al. dividiram seu rebanho de vacas holandesas em dois grupos com base na produção de leite e observaram que a duração m¨¦dia do estro nas vacas de alta produção (46,4 kg leite/dia, n=146) era de apenas 6,2 h, 4,7 h menos do que a duração do estro no grupo de vacas com produção mais baixa (33,5 kg/dia, n=177).

Existem diversos mecanismos poss¨ªveis atrav¨¦s dos quais alta produção de leite e expressão de estro menor podem estar associados. Primeiro, os alelos codificando para alta produção de leite podem ser os mesmos ou podem estar associados aos que codificam para uma expressão de estro menos intensa. Embora a herdabilidade da maior parte das caracter¨ªsticas reprodutivas seja baixa, a da expressão de estro ¨¦ relativamente alta. Isso significa que a seleção pode ser usada para aumentar a intensidade da expressão de estro, se o gen¨®tipo dos pais potenciais pudesse ser determinado com certa precisão. Segundo, as conseq¨¹¨ºncias metab¨®licas da alta produção de leite podem interferir com mecanismos fisiol¨®gicos que controlam a expressão do estro. Vacas leiteiras modernas não conseguem consumir uma quantidade suficiente de calorias para atender ¨¤ demanda da alta produção de leite durante o primeiro m¨ºs da lactação ou at¨¦ um pouco mais. Como resultado elas entram em balanço energ¨¦tico negativo e perdem peso. Em hamsters, a restrição na disponibilidade energ¨¦tica suprime a manifestação do comportamento de estro. A alteração do estado metab¨®lico atrav¨¦s da administração aguda de bST a novilhas ovariectomizadas reduz a intensidade da expressão do estro.

A regulação end¨®crina do estro. O estradiol ¨¦ o hormônio end¨®geno que induz o comportamento de estro. Al¨¦m disso, sabemos muito pouco. Por exemplo, não conhecemos a concentração m¨ªnima de estradiol circulante ou a duração da exposição ao estradiol necess¨¢ria para desencadear o estro. Em alguns experimentos pesquisadores relataram que as vacas deveriam atingir um limiar de estradiol para que o cio começasse. Quando esse limiar fosse alcançado, iniciar-se-ia o estro. A adição de mais estradiol não aumentou a intensidade ou a duração do estro. Em outros experimentos a duração e a intensidade do estro pareciam estar relacionadas com a quantidade de estradiol circulante. Para resolver essa questão foi feito um experimento no qual 5 vacas ovariectomizadas foram repetidamente tratadas com 5 doses diferentes de estradiol. É claro que as vacas não demonstraram estro quando não receberam estradiol ou quando receberam uma dose bem baixa do hormônio (3 pg/ml - Figura 3). J¨¢ com doses de 6 pg/ml algumas manifestaram cio. Das vacas que expressaram estro, a duração do estro foi menor para aquelas recebendo 6 pg/ml (8,8 h) quando comparadas com as vacas que receberam 12pg/ml (17,1 h; P<0,05). Vacas recebendo 9 pg/ml foram intermedi¨¢rias (12,0 h). Isso mostra claramente que a duração do estro depende da concentração de estradiol no sistema.



Figura 3. Efeito da dose de estradiol sobre a duração do estro em vacas holandesas ovariectomizadas.

O n¨ªvel de produção de leite pode afetar a concentração de estradiol? A associação entre a duração do estro e o n¨ªvel de produção de leite pode estar relacionada com as concentrações circulantes de estradiol. O estradiol em vacas leiteiras foi medido pela primeira vez no in¨ªcio da d¨¦cada de 1970. Naquela ¨¦poca, as concentrações no pico eram de 10-15 pg/ml. Essa dose ¨¦ bem parecida com a dose mais alta usada em nosso experimento. Hoje, as vacas atingem o pico com concentrações de apenas 6-9 pg/ml. Demonstrou-se que vacas de alta produção t¨ºm concentrações de pico de estradiol mais baixas durante o per¨ªodo periestral do que vacas secas. Essa diferença ¨¦ at¨¦ maior quando as vacas em lactação são comparadas com novilhas. Concentrações de pico de estradiol mais baixas em vacas de alta produção podem ser o motivo para a redução na intensidade e na duração da expressão do estro, e isso pode ser uma conseq¨¹¨ºncia do aumento na capacidade que esses animais tem de eliminar o estradiol. Isso foi muito bem demonstrado por Sangsritavong et al., tanto para estradiol quanto para progesterona. Recentemente mostramos o mesmo efeito da produção de leite sobre o clearance de progesterona. Em nosso experimento administramos progesterona a vacas em lactação, a vacas secas e a novilhas, todas usando CIDR. A concentração de progesterona mantida pelo CIDR foi mais alta nas novilhas, intermedi¨¢ria nas vacas secas e mais baixa nas vacas lactantes (Figura 4). Embora a progesterona e o estradiol sejam diferentes, ambos são hormônios ester¨®ides metabolizados atrav¨¦s de mecanismos semelhantes.



Figura 4. Concentração de progesterona por status fisiol¨®gico.

Como a lactação afeta o metabolismo do estradiol? Parece prov¨¢vel que as adaptações das v¨ªsceras para o aumento no consumo de alimento possam alterar o metabolismo dos hormônios reprodutivos como o estradiol (Figura 5). Vacas de alta produção comem mais. Elas t¨ºm uma demanda alt¨ªssima para o metabolismo hep¨¢tico dos nutrientes que consomem. O f¨ªgado aumenta de tamanho, assim como o fluxo sangu¨ªneo nesse ¨®rgão. O f¨ªgado tamb¨¦m ¨¦ o s¨ªtio prim¨¢rio para o metabolismo do estradiol. O estradiol metabolizado ¨¦ jogado do f¨ªgado para o intestino delgado. Normalmente o estradiol metabolizado ¨¦ reabsorvido do intestino e reativado. No entanto, nas vacas de alta produção a taxa de passagem do alimento atrav¨¦s do intestino tamb¨¦m aumenta, o que diminui a capacidade de o intestino reabsorver o estradiol que ¨¦ então excretado nas fezes.



Figura 5. Efeito do consumo sobre o metabolismo do estradiol. O estradiol ativo est¨¢ indicado pelos c¨ªrculos abertos e o metabolizado pelos c¨ªrculos fechados.

Quais são as consequ¨ºncias de n¨ªveis baixos de estradiol? Como j¨¢ notamos, a redução nas concentrações circulantes de estradiol podem ser respons¨¢veis pela redução na duração e na intensidade da expressão do estro observadas nesses 30 anos. Isso tamb¨¦m poderia ter alguns outros efeitos prejudiciais para a efici¨ºncia reprodutiva. Ao longo dos ¨²ltimos 20 anos houve aumento alarmante na taxa de gestações gemelares em vacas leiteiras. Esse fato pode estar relacionado com o n¨ªvel de produção de leite. É bem poss¨ªvel que o aumento na taxa de gestações gemelares seja decorrente dessas concentrações mais baixas de estradiol. Vacas que ovulam m¨²ltiplos fol¨ªculos em um determinado estro tem concentrações de estradiol mais baixas e cios mais curtos. Concentrações mais baixas de estradiol são menos eficazes em inibir a secreção de FSH pela adenohip¨®fise (hip¨®fise anterior). O FSH ¨¦ o hormônio principal na estimulação do crescimento e maturação folicular. Concentrações mais elevadas de FSH por um per¨ªodo mais longo de tempo permitem a maturação de um segundo fol¨ªculo que pode ovular.

Outro problema de n¨ªveis baixos de estradiol ¨¦ que atrasa o momento/timing do estro em relação ¨¤ ovulação. No experimento em que foi infundido estradiol em diferentes doses a vacas ovariectomizadas (Figura 3), foi visto que as vacas recebendo 6 pg/ml manifestaram cio aproximadamente 6 horas mais tarde do que as vacas recebendo 9 ou 12 pg/ml (Figura 6). Ainda assim, o pico de LH que desencadeia a ovulação ocorreu em cerca de 16 h (na Figura 6), independentemente da dose. Acredita-se que essas observações podem ser extrapoladas tamb¨¦m para vacas em lactação, ou seja, se essas vacas estivessem intactas (com seus ov¨¢rios) a ovulação deveria ocorrer aproximadamente 24 h ap¨®s o pico de LH (cerca de 40 h na Figura 6). O momento de fazer a inseminação ¨¦ calculado a partir do in¨ªcio do estro. ¡°Antigamente¡±, quando as vacas tinham um pico de estradiol com concentrações semelhantes ¨¤s do grupo que recebeu 12 pg/ml, poder¨ªa-se esperar que o estro começasse em 14 h e durasse cerca de 17 h. Com a observação de cio duas vezes por dia, poder-se-ia esperar fazer a primeira observação quando a vaca estivesse com aproximadamente 20 h e insemin¨¢-la 12 h mais tarde, cerca de 32 horas na Figura 6. Isso d¨¢ aos espermatoz¨®ides 8 horas dentro do trato reprodutivo antes da ovulação, ou seja, tempo suficiente para a capacitação e migração para o oviduto onde ocorre a fertilização. Esse ¨¦ o cen¨¢rio ideal, pois espermatoz¨®ides f¨¦rteis estão no oviduto esperando a chegada do o¨®cito (cerca de 40+ h na Figura 6). O tempo de vida f¨¦rtil do espermatoz¨®ide dentro do trato reprodutivo da f¨ºmea ¨¦ de 24-48 h, mas de apenas 12 h para o o¨®cito. Nas vacas leiteiras modernas, com concentrações de pico de estradiol semelhantes ¨¤s de nosso grupo recebendo 6 pg/ml, com um sistema de observação de cio duas vezes ao dia, poder-se-ia esperar a primeira observação quando a vaca estivesse com 26 h e inseminar 12 h mais tarde, cerca de 38 h (Figura 6). Isso d¨¢ aos espermatoz¨®ides apenas 2 h no trato reprodutivo, o que não ¨¦ tempo suficiente para a capacitação e migração at¨¦ o oviduto. O o¨®cito pode ficar esperando no oviduto a chegada dos espermatoz¨®ides f¨¦rteis. Sabe-se que a fertilidade começa a cair quando a inseminação ¨¦ atrasada em apenas 6 h.



Figura 6. Efeito da dose de estradiol (6, 9 ou 12 pg/ml) sobre o momento e a duração do estro de vacas holandesas ovariectomizadas. Tempo em relação ao in¨ªcio da administração de estradiol. As barras vermelhas representam o per¨ªodo de tempo em que a vaca demonstra o estro. Os picos de LH ocorreram consistentemente em cerca de 16 h. Pode-se esperar que a ovulação (liberação do o¨®cito pelo ov¨¢rio) ocorra em 40 h. O tempo m¨¦dio de detecção do estro (assumindo observação duas vezes por dia) ¨¦ de cerca de 6 h ap¨®s o in¨ªcio do estro e est¨¢ indicado com um *. O tempo m¨¦dio para inseminação deve ser de cerca de 12 h ap¨®s a primeira observação de cio e est¨¢ indicado com +.

Acredita-se que um fator que contribui para essa fertilidade baixa nos animais modernos, vacas de alta produção, pode ser essa assincronia entre o estro e a ovulação devido a concentrações mais baixas de estradiol.

Concluindo, vacas leiteiras modernas metabolizam o estradiol de maneira mais eficiente do que as vacas do passado devido ao maior consumo de alimento e o concomitante aumento na função hep¨¢tica. Isso resulta em concentrações mais baixas de estradiol circulante, levando a cios mais curtos, maior incid¨ºncia de gestações gemelares e assincronia entre o momento/timing do estro e a ovulação. Portanto esse ¨²nico desequil¨ªbrio hormonal pode ser um fator importante contribuindo para o desempenho reprodutivo pior observado nas vacas leiteiras modernas de alta produção.

RICARDA MARIA DOS SANTOS

Professora da Faculdade de Medicina Veterinária da Universidade Federal de Uberlândia.
Médica veterinária formada pela FMVZ-UNESP de Botucatu em 1995, com doutorado em Medicina Veterinária pela FCAV-UNESP de Jaboticabal em 2005.

JOSÉ LUIZ MORAES VASCONCELOS

Médico Veterinário e professor da FMVZ/UNESP, campus de Botucatu

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