Particularidades da fisiologia da reprodução em vacas de leite. Roberto Sartori

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1 Particularidades da fisiologia da reprodução em vacas de leite Roberto Sartori

2 Introdução Índices reprodutivos Função reprodutiva no pós-parto de vacas em lactação Função reprodutiva durante o ciclo estral de vacas e novilhas Ingestão de matéria seca/energia e reprodução Alterações na expressão de estro da vaca leiteira Fecundação e desenvolvimento embrionário em vacas e novilhas Fatores associados a morte embrionária/fetal em bovinos

3 Índices reprodutivos em rebanhos leiteiros de alta produção Taxa de concepção: Vacas lactantes: < 40% Novilhas: > 50% *40 anos atrás: 60-70% para ambos

4 Taxa de concepção (%) TAXA DE CONCEPÇÃO (%) A Vacas Novilhas MÊS Cedido por Profa. Ricarda Santos, ref. CIA AGRÍCOLA NOVA AMERICA

5 Produção de leite (kg) Taxa de concepção (%) Produção de leite e taxa de concepção em 532 rebanhos de vacas Holandesas e 29 rebanhos de vacas Jersey Jersey Anos Holstein Fonte: S. P. Washburn et al Trends in reproductive performance in southeastern Holstein and Jersey DHI herds. J. Dairy Sci. 85: Norman et al. (2009)

6 Diferenças entre vacas mestiças e puras Fazenda Santa Luzia Mestiça Holandesa Persistência de lactação < 275 d > 305 d Taxa de detecção de cio Anestro após PVE Taxa de concepção

7 Função reprodutiva pós-parto Agropecuária Palma

8 Primeira ovulação pós-parto Dia da 1 a ovulação pós-parto em vacas leiteiras Vacas holandesas de alta produção Média (n) Variação 35 d 9 a 166 d Vacas mestiças 50 a 70 d 10 a >200 d

9 Balanço energético e anestro pós parto

10 Valores relativos Balanço energético Produção de leite BEN máximo IMS Semanas pós-parto

11 CMS (kg/d) Relação entre CMS e primeira ovulação pós-parto < 22 d 22 to 42 d > 42 d Semanas pós-parto Staples et al., 1990

12 Vacas anovulatorias (%) Anestro, % Relação entre ECC e anestro em vacas Santos, ,25 2,5 2,75 3 3,25 3,5 3,75 ECC ao 70 dias Wiltbank et al., 2004 Condição corporal 60 d

13 Função reprodutiva durante o ciclo estral de vacas e novilhas Lenda e Fábula da Embrapa

14 Tamanho folicular Ciclo estral e ondas foliculares Ovulação Estro Dias do ciclo estral

15 Ovário Folículo - Estrógeno, Ovócito Corpo Lúteo Progesterona Corpo Lúteo Progesterona

16 Taxa de concepção (%) Função ovariana em novilhas e vacas lactantes da raça Holandesa - 31 vacas lactantes - >20 d pós-parto - Produção = 46 kg/d - 29 novilhas - 10 a 16 meses de idade Vacas Novilhas MÊS Sartori et al. (JDS, 2004)

17 Folículo (mm) Ovulação única ou dupla OV OV Estro Estro Dias do ciclo estral Estradiol

18 Progesterona (ng/ml) 20 Dias entre luteólise e ovulação Volume do CL Progesterona OV Dias do ciclo estral Volume luteal (mm 3 )

19 Porcentagem de fêmeas Número de ondas foliculares no ciclo 80 n=11 Novilhas Vacas 60 n=15 40 n=9 20 n=2 n=3 n=1 0 2 ondas 3 ondas 4 ondas

20 Folículo ovulatório (mm) Folículo ovulatório Novilhas Vacas P < 0, Dias em relação à ovulação 16,8±0,5 mm 14,9±0,2 mm

21 Folículo ovulatório (mm) Concentração Folículo ovulatório sérica de estradiol Novilhas Vacas P < 0,05 * * * P < 0, Estradiol (pg/ml) Dias em relação à ovulação

22 Correlação entre volume do folículo ovulatório e volume luteal subseqüente (Sartori et al., 2002)

23 Volume luteal (mm 3 ) Volume luteal Novilhas Vacas P < 0, Dias do ciclo estral

24 Volume luteal (mm 3 ) Volume luteal Novilhas Vacas P < Concentração sérica de progesterona Dias do ciclo estral P < 0, Progesterona (ng/ml)

25 Outros resultados Vacas Novilhas Duração do ciclo estral (d) 22,9 = 22,0 Ciclos com 2 ondas (%) 78,6 = 55,6 Ovulação dupla (%) 17,9 >> 1,9 Emergência da 2 a onda (d) 11,1 > 8,9 Emerg. última onda e ov. (d) 10,9 = 10,1 Dia da luteólise 18,9 = 18,5 Dias entre luteólise e ovulação 5,2 > 4,6

26 Porcentagem de fêmeas Tempo após a PGF 2 (D 7) para detecção de ovulação em vacas lactantes e novilhas holandesas Sartori et al. (2002) Journal of Dairy Science Novilhas Vacas lactantes Dias entre PGF e ovulação Não ovularam

27 Porcentagem de fêmeas Tempo após a PGF 2 (D 7) para detecção de ovulação em vacas secas e lactantes Sartori et al. (2002) Journal of Dairy Science Vacas secas Vacas lactantes Dias entre PGF e ovulação Não ovularam

28 Ingestão de matéria seca/energia e reprodução Ingestão de matéria seca e função reprodutiva

29 Metabolismo de esteróides 53.0 Mcal/d vs Mcal/d Tam. do CL 1600 L/h vs. 750 L/h Tamanho do folículo Tempo luteólise-ovulação ovulações múltiplas Estradiol Progesterona

30 Fonte: Santos (2005) Influência da IMS/energia na [P4] plasmática em vacas holandesas não lactantes (n = 7 por grupo)

31 Função ovariana e concentrações séricas de hormônios esteróides e metabólicos em novilhas Nelore submetidas à baixa ou alta ingestão alimentar Mollo, Sartori e colaboradores (2007)

32 Animais: novilhas Nelore Material e métodos GRUPOS: Alta Ingestão (n = 20) ad libitum ~1,7 M Baixa Ingestão (n = 19) 0,7 M

33 *Boião PPU (Integral Produbom, Goiânia, GO). Composição de MS e PB da dieta dos animais que estavam recebendo dietas de baixa ou alta ingestão Kg/cab/d % MS Total Kg MS/d % PB Total proteína (Kg) % PB Baixa ingestão Feno de Coast-cross 2,1 85 1, ,23 Silagem de milho 9,1 25 2,28 9 0,2 Suplemento energético/protéico* 0,35 9 0, ,07 Total 11,55 4,38 0,5 11,5 % do peso vivo 1,08 Alta ingestão Feno coast-cross 5,4 85 4, ,6 Silagem milho 23,4 25 5,85 9 0,52 Suplemento energético/protéico* 0,9 9 0, ,18 Total 29,7 11,25 1,3 11,5 % do peso vivo 2,78

34 Escore de condição corporal Peso corporal (kg) Peso e ECC 480,0 460,0 Baixa ingestão Alta ingestão Grupo A: +4,1 kg por semana 440,0 * 420,0 400,0 380,0 360, Semanas em relação ao início dos tratamentos Grupo B: -1,8 kg por semana *Em crescimento 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4 Baixa ingestão Alta ingestão Grupo A: ECC de 3,7 a 4,2 * 3,2 3,0 2, Semanas em relação ao início dos tratamentos Grupo B: ECC de 3,6 a 2,7

35 Diâmetro folicular Folículo ovulatório 1,22 ± 0,05 mm/d Baixa ingestão Alta ingestão (n=16) (n=18) 14,0±0,2 mm = 1437 mm 3 11,8±0,2 mm = 860 mm P < 0,05 0,90 ± 0,06 mm/d Dias em relação à ovulação

36 Diâmetro folicular Estradiol sérico (pg/ml) Folículo ovulatório Pico de estradiol 14 Baixa ingestão (n=16) Baixa ingestão (n = 30) Alta ingestão (n = 29) 13 Alta ingestão (n=18) P < 0, Dias em relação à ovulação 0 Pico pré-ovulatório P > 0,10

37 IGF-I total sérico (ng/ml) Insulina sérica (μui/ml) IGF-I Insulina Baixa ingestão (n=19) Alta ingestão (n=20) Baixa ingestão (n=19) Alta ingestão (n=20) * D0 do ciclo estral 0 D0 do ciclo estral P > 0,20 *P < 0,05

38 Volume luteal (mm 3 ) Volume luteal Alta ingestão (n = 20) Baixa ingestão (n = 19) P < 0, Dias do ciclo estral

39 Volume luteal (mm 3 ) Progesterona sérica (ng/ml) Volume luteal Alta ingestão (n = 20) Baixa ingestão (n = 19) Concentração sérica de progesterona , P < 0,05 3,5 3 2,5 2 1,5 P > 0, , Dias do ciclo estral

40 Porcentagem Ingestão de matéria seca/energia e número de ondas Baixa ingestão (n=16) Alta ingestão (n=18) Número de ondas no ciclo estral

41 Porcentagem Ingestão de matéria seca/energia e número de ondas Baixa ingestão (n=16) Alta ingestão (n=18) Padrão de ondas similar em vacas mestiças Número de ondas no ciclo estral

42 Alterações na expressão de estro da vaca leiteira

43 DEL na 1ª IA Distribuição dos DEL na 1ª IA: Fazenda 1 Vacas recebendo 1 ª IA após 100 DEL 100 DEL Junho, 2000 vacas recebendo 1 ª IA antes 100 DEL Junho, 2001 Dia do Parto Paul Fricke (com. Pessoal)

44 Aceites de montas em vacas holandesas Frequência < 3 4 a 7 8 a 14 > 14 Número de aceites de montas Nebel et al. (1997)

45 Distribuição da duração do estro em vacas holandesas Frequência % 8h <4 4 a 8 8 a 10 >10 Nebel et al. (1997) Horas

46 Características do estro em vacas e novilhas holandesas e Jersey monitoradas pelo HeatWath Vacas Períodos de estros Aceites de monta Duração do estro --(n)-- --(n) (h)---- Hol ,9 7,3 Jerseys 420 9,5 8,8 Novilhas Hol ,0 10,7 Jerseys ,5 12,7 Nebel et al. (1997)

47 Manifestação de cio em vacas holandesas em piso de terra ou concreto Britt et al Terra Concreto Horas em cio 13,8 9,4 N o de montas 7,0 3,2

48 Duração do cio (h) Duração do estro em relação à ,7 n=25 produção de leite Lopez et al., 2004 (An Reprod Sci) ,6 n=65 6,3 n=94 4,8 n=73 5,1 n=56 2,8 n= Produção de leite (kg/d)

49 > Produção n = 31 < Produção n = 40 Produção de leite, kg/d 46,8 1,0 32,3 0,6 Duração, h 7,0 1,1 a 11,9 1,4 b Aceites de monta, n 6,5 0,9 a 9,8 1,0 b Diâmetro folicular, mm 18,6 0,3 a 17,4 0,2 b Estradiol, pg/ml 6,8 0,5 a 8,6 0,5 b a,b P < 0,05 Duração do estro em relação à produção de leite Lopez et al., 2004 (An Reprod Sci)

50 Expressão de estro em vacas mestiças

51 Eficiência (ou melhor, INEFICIÊNCIA) na detecção de estro em mestiças Taxa de detecção de estro em vacas mestiças a pasto Meneghetti et al., 2003 Janeiro Fevereiro Média Detecção correta, % 56,6 40,0 51,4 Falha na detecção, % 36,8 48,6 40,5 Detecção incorreta, % 6,6 11,4 8,1

52 Comportamento estral em novilhas Nelore submetidas à baixa ou alta ingestão alimentar Mollo, Sartori e colaboradores (2007)

53 Duração e intensidade do estro em relação à ingestão alimentar Baixa ingestão n = 10 Alta ingestão n = 14 Duração, h 17,1 2,5 A 10,7 2,2 B Aceites de monta, n 29,8 5,1 a 8,9 1,9 b Montas, n 35,8 6,5 a 11,8 2,7 b a,b Diferença entre grupos; P < 0,01 A,B Diferença entre grupos; P = 0,07

54 Modelo resumindo possíveis efeitos da ingestão de matéria seca/energia na fisiologia reprodutiva da fêmea bovina.

55 Progesterona Vaca de produção Vaca de produção Pico LH Pico de LH mais cedo Ovulação de folículo menor Cio mais longo Folículo pré-ovulatório Pico de LH atrasado Ovulação de folículo maior Cio mais curto Estradiol Dias em relação à luteólise

56 Fecundação e desenvolvimento embrionário em vacas e novilhas Falhas de fecundação são comuns em vacas de leite?

57 Taxa de fecundação em vacas leiteiras pós parto Fecundação, % (n/n) Cerri et al. (2004) 80,2% (69/86) Tanabe et al. (1994) 87,0% (87/100) Wiebold (1988) 100,0% (25/25) Hawk e Tanabe (1986) - 1 o serviço 97,6% (41/42) Hawk e Tanabe (1986) - Repetidoras 88,5% (23/26) O Farrell et al. (1983) - Repetidoras 72,0% (13/18) Ryan et al. (1993) - Inverno 85,9% (73/85) Ryan et al. (1993) - Verão 84,9% (90/106) Média 86,3% (421/488)

58 Fecundação em vacas e novilhas holandesas Sartori et al., 2002 (J Dairy Sci) - Vacas lactantes (46 kg/d de leite) - Novilhas (12 a 16 meses) Detecção de cio Estro IA Ov Coleta de embrião/ovócito PGF 2 Detecção de cio Estro Dias em relação ao estro

59 Porcentagem Fecundação em fêmeas holandesas Verão 32/ % Novilhas P < 0,05 21/38 Vacas lactantes Taxa de fecundação * 55% * 80% das estruturas não clivadas possuíam espermatozóide acessório na zona pelúcida.

60

61 Temperatura corporal ( o C) Novilhas holandesas Vacas holandesas (86) (77) (28) (16) (19) (27) (22) (2) (24) (10) (13) (43) (26) (90) (44) (24) (38) (79) (99) (56) (52) (46) (97) (44) (43) (47) (32) (45) Temperatura ambiente ( o C)

62 Fecundação em vacas lactantes e secas no inverno - Vacas lactantes (46 kg/d de leite) - Vacas secas ( repetidoras quando lactantes) Detecção de cio Estro IA Ov Coleta de embrião/ovócito PGF 2 Detecção de cio Estro Dias em relação ao estro

63 Porcentagem Fecundação em fêmeas holandesas Inverno /41 34/38 88% 89% Vacas lactantes Vacas secas Taxa de fecundação

64 Porcentagem Fecundação em fêmeas holandesas Verão Inverno /32 100% Novilhas P < 0,05 21/38 55% Vacas lactantes Vacas lactantes Taxa de fecundação 36/41 34/38 84% 89% Vacas secas

65 Sobrevivência embrionária até Dia 6 ou 7

66 Porcentagem Embriões viáveis ( 7 dias) coletados de vacas leiteiras pós parto (lactantes) /41 16/31 12/25 52% Ryan et al. (1993) Inverno P > 0,10 59% Ryan et al. (1993) Verão 48% Wiebold (1980) 43/69 Cerri et al. (2004) 95/166 62% 57% Média Embriões viáveis

67 Desenvolvimento embrionário em fêmeas da raça holandesa - Verão: Vacas lactantes X novilhas - Inverno: Vacas lactantes X vacas secas Detecção de cio Estro IA Ov Coleta de embrião/ovócito PGF 2 Detecção de cio Estro Dias em relação ao estro

68 Porcentagem Embriões viáveis coletados de Verão fêmeas holandesas /32 72% Novilhas P < 0,05 7/21 33% Vacas lactantes Embriões viáveis

69 Porcentagem Embriões viáveis coletados de fêmeas holandesas Verão Inverno /32 72% Novilhas P < 0,05 7/21 33% Vacas lactantes 19/36 53% Vacas lactantes Embriões viáveis P < 0,05 28/34 82% Vacas secas

70 Resumo Vacas leiteiras com alta produção de leite Verão Fecundação (55% fec.) Qualidade embrionária (33% viabil.) Inverno Fecundação (88% fec.) Qualidade embrionária (53% viabil.)

71 Morte embrionária tardia/fetal precoce entre 25 e 60 dias em vacas leiteiras Morte embr./fetal % (n/n) Chebel et al. (2003) 28 a 42 d 20% (38/195) Fricke et al. (2003) a 68 d 23% (67/286) Vasconcelos et al. (1997) 28 a 42 d 11% (56/512) Vasconcelos et al. (1997) 43 a 56 d 6% (29/456) Sartori et al. (2006) a d (IA) 19% (13/70) Sartori et al. (2006) a d (TE) 26% (22/84) Vasconcelos et al. (2006) 25 a 46 d (IA) 10% (8/84) Vasconcelos et al. (2006) 25 a 46 d (TE) 22% (20/91) Silke et al. (2002) 28 a 42 d (a pasto) 3% (23/705) Silke et al. (2002) 43 a 56 d (a pasto) 2% (14/682)

72 Morte embrionária tardia/fetal precoce entre 28 e 60 dias em novilhas leiteiras Morte embr./fetal % (n/n) Silke et al. (2002) 28 a 42 d (Irlanda) 1,5% (2/131) Silke et al. (2002) 43 a 56 d (Irlanda) 2,3% (3/129) Rivera et al. (2004) 30 a 70 d (EUA) 9,3% (19/205)

73 Folículos Diâmetro folicular (mm) Modelo hipotético da baixa fertilidade em vacas de alta produção de leite Não lactantes Lactantes Ovócito comprometido P 4 P4 P4 Savio et al. (1992) Novilhas Taxa de concepção (%) Ahmad et al. (1996) Vacas lactantes E Dias após luteólise Cio Dia do ciclo Cio

74 Folículos Modelo hipotético da baixa fertilidade em vacas de alta produção de leite Não lactantes Lactantes Ovócito comprometido P 4 Dias de dominância do folículo ovulatório E 2 Embriões viáveis Dias após luteólise Embriões degenerados Fecundação Fecundação e qualidade embrionária (Cerri et al., 2009)

75 Folículos Modelo hipotético da baixa fertilidade em vacas de alta produção de leite Não lactantes Lactantes Ovócito comprometido P 4 CL P 4 E Dias após luteólise 1 desenv. embrionário Dias após ovulação

76 Modelo hipotético da baixa fertilidade em vacas de alta produção de leite [P4] Área do embrião (mm 2 ) Comprimento do concepto (mm) Embriões transferidos em D7 e colhidos em D13 em receptoras superovuladas ou não (Lonergan et al., 2007) Embriões colhidos em D13 ou D16 de novilhas inseminadas e suplementadas ou não com P4 a partir do D3 (Carter et al., 2008) P4 (2 a 2,5 ng/ml) P4 (1,5 a 2 ng/ml) P4 (35ng/mL) P4 (5-10ng/mL) P4 13 P4 Dia do ciclo estral P4 16 P4

77 Fatores associados a morte embrionária/fetal em bovinos 1. Momento da IA em relação ao estro/ovulação 2. Ambiente uterino 3. Mastite 4. Estresse térmico 5. Desbalanço hormonal 6. Nutrição 7. Anovulação à IATF 8. Perda de condição corporal pós parto 9. Sêmen (Reprodutor) 10. Anomalias cromossômicas

78 Morte embrionária (%) Mastite e morte embrionária/fetal em vacas leiteiras Chebel et al., 2004 P = 0,02 0 Sem mastite Com mastite

79 Morte embrionária (%) Anovulação à IATF e morte embrionária/fetal em vacas leiteiras Santos et al., 2004 n = n = 1245 Ciclando P < 0,001 Não ciclando

80 Morte embrionária (%) Perda de condição corporal pós parto e morte embrionária/fetal em vacas leiteiras Silke et al., % Perda de CC P < ,5% 5% Manutenção de CC Aumento de CC

81 Morte embrionária (%) Efeito do macho na morte embrionária/fetal em vacas leiteiras Pursley et al., % n = % n = 116 Touro A P < 0,05 Touro B

82 Como melhorar a eficiência reprodutiva? Maximixar fecundação e minimizar perdas embrionárias 1. IA adequada com sêmen de boa qualidade 2. doenças infecciosas ou infecções localiz. 3. estresse (térmico e outros tipos) 4. Corrigir desbalanço hormonal e induzir ciclicidade antes de inseminar 5. Manejo nutricional adequado 6. Técnicas avançadas de reprodução

83 Obrigado!