Utilizzo dei dati relativi alla concentrazione di progesterone nel latte in linea per caratterizzare i parametri dell’attività luteale e la loro associazione con la fertilità nelle vacche Holstein

INTRODUZIONE

L’efficienza riproduttiva è uno degli aspetti principali che influenzano la redditività derivante dalla produzione del latte. Un aumento della proporzione di vacche che concepiscono subito dopo il periodo volontario d’attesa, diminuirà la proporzione di vacche con lattazioni lunghe. Tali vacche sono poi meno redditizie nelle fasi successive della lattazione (Ribeiro et al., 2012). L’aumento del potenziale genetico per la produzione di latte negli ultimi decenni è stato associato ad un calo generale delle prestazioni riproduttive delle vacche da latte (Lucy, 2001). Sebbene l’aumento della produzione di latte di per sé non sia necessariamente dannoso per la fertilità (LeBlanc, 2013), l’aumento dell’ingestione (DMI) e del flusso ematico epatico e, di conseguenza, il maggiore tasso di clearance metabolica nelle vacche ad alto livello di produzione, è associato a concentrazioni periferiche ridotte di ormoni steroidei (Sangsritavong et al., 2002). Concentrazioni ridotte di ormoni come estradiolo e progesterone (P4) influiscono sull’asse ipotalamo-ipofisi-ovaie (Wiltbank et al., 2006) e sulla fisiologia uterina della vacca (Geisert et al., 1992). Ad esempio, l’elevata produzione di latte è associata a concentrazioni ridotte di estradiolo circolante e a una minore durata dell’estro (Lopez et al., 2004). Questi fattori possono, almeno in parte, spiegare la scarsa performance riproduttiva riportata nelle moderne mandrie da latte nel Nord America.

Per migliorare le cattive prestazioni e la gestione riproduttiva delle mandrie da latte sono stati sviluppati: protocolli per la sincronizzazione dell’ovulazione e la fecondazione artificiale (AI) temporizzata (Pursley et al., 1995), monitoraggio dell’attività dell’estro (Valenza et al., 2012 ) e, più recentemente, un sistema di analisi del progesterone (P4) del latte in linea, ossia durante la mungitura (Friggens e Chagunda, 2005 ; DeLaval International, 2011). Il sistema di analisi del latte in linea (IMAS) è uno strumento elettronico che campiona e quantifica automaticamente le concentrazioni di P4 del latte (P4c), in media ogni 2 giorni, utilizzando una tecnologia basata sui biosensori. Sulla base delle variazioni nel latte di P4c, l’IMAS identifica sia l’esordio che la fine delle fasi luteiniche, determinando l’estro e lo stato della gravidanza. Sebbene il biomodello utilizzato dall’IMAS sia stato principalmente progettato per identificare l’insorgenza dell’estro (Friggens et al., 2008, DeLaval International, 2011), il frequente campionamento del latte che inizia circa 3 settimane dopo il parto e continua fino alla gravidanza (approssimativamente 50 giorni dopo la fecondazione), offre l’opportunità di caratterizzare l’attività luteale in singole vacche e valutare la sua associazione con la fertilità.

Usando tali dati, il gruppo di ricerca ha esaminato le associazioni tra l’attività luteale postpartum precoce ( Bruinjé et al., 2017a ) e i profili P4c pre e post-AI ( Bruinjé et al., 2017b ) con gravidanza e fertilità. Parametri come l’inizio ritardato dell’attività luteale postpartum e l’insorgenza di fasi luteali anormali prima della prima IA sono noti per essere associati negativamente alla fertilità (Lamming and Darwash, 1998; Ranasinghe et al., 2011; Bruinjé et al., 2017). Tuttavia, le relazioni tra specifiche variabili della funzione luteinica ottenute da un IMAS automatico (come la lunghezza della fase luteale che precede l’estro, l’intervallo tra le variazioni di P4c e AI e P4c in diversi momenti) e la fertilità non erano state studiate.

Pertanto, gli obiettivi sono stati caratterizzare e valutare le variabili dell’attività luteale e le loro associazioni con la fertilità nelle vacche Holstein basandosi sui dati del P4c del latte ottenuti prima e dopo l’inseminazione artificiale. Nello specifico, abbiamo esaminato le associazioni tra (1) lunghezza della fase luteale che precede l’AI, (2) l’intervallo tra il calo di P4c e AI, (3) l’intervallo tra l’IA e l’inizio della successiva fase luteale e (4) il P4c in punti diversi, prima e dopo l’inseminazione artificiale, e la probabilità di gravidanza.

ABSTRACT

L’obiettivo dello studio è stato caratterizzare i parametri dell’attività luteale sulla base dei dati di concentrazione del progesterone del latte (P4c) prima e dopo l’inseminazione artificiale (AI) e di valutare la loro potenziale associazione con la fertilità nelle vacche Holstein.

Sono stati valutati record di eventi AI (n = 4.353) e di P4c nel latte (n = 158.961) ottenuti attraverso un sistema di analisi del latte in linea (Herd Navigator, DeLaval International, Tumba, Svezia) da 1891 lattazioni di 1.423 vacche Holstein. La concentrazione di P4c nel latte (ng/mL) è stata misurata ogni 2,2 ± 1,9 giorni (media ± deviazione standard) tra 23,6 ± 7,3 e 185,3 ± 56,7 giorni di lattazione. Variazioni nel latte delle concentrazioni di P4c in rilevazioni consecutive sono state utilizzate per determinare l’inizio della fase luteale (aumento di P4c da <5.0 a ≥5.0 ng/mL), la lunghezza della fase luteale (periodo, in giorni, di P4c ≥5.0 ng/mL), la cessazione della fase luteale (declino da ≥5,0 a <5,0 ng/mL, indicato come declino P4c) e la gravidanza (AI seguita da una fase luteale che è rimasta ininterrotta fino a 50 giorni dopo l’AI).

Sono stati valutati la lunghezza della fase luteale che precede l’inseminazione artificiale, il più alto P4c (picco P4c) durante la fase luteale che precede l’inseminazione artificiale, il P4c più basso che precede l’inseminazione artificiale (P4c pre-AI) che segue un declino P4c e l’intervallo tra declino del P4c e AI, così come l’intervallo tra l’inseminazione artificiale e l’esordio della fase luteale, e il P4c al diestro precoce (4,5 ± 0,6 giorni post-AI), fase centrale del diestro (10,0 ± 0,6 giorni post-AI) e tardo diestro (14,1 ± 0,6 giorni post-AI). I dati sono stati analizzati utilizzando regressioni logistiche e confronti effettuati in base a quartili e punti di taglio stabiliti dall’analisi della curva caratteristica operativa del ricevitore. La probabilità globale di gravidanza è stata del 32,0%.

 I parametri associati alla ridotta probabilità di gravidanza (rappresentati come una diminuzione in punti percentuali della probabilità di gravidanza) erano (1) lunghezza della fase luteale > 14,4 giorni (diminuzione del 7,6%), (2) picco P4c ≤ 24,7 ng/mL (riduzione del 4,5%) , (3) pre-AI P4c > 0,5 ng/mL (riduzione del 5,5%), (4) intervallo tra declino del P4c e AI > 1,6 giorni (diminuzione del 4,0%), (5) intervallo tra AI e insorgenza della fase luteale < 7 o > 11 giorni (diminuzione del 9,3 e del 12,1% rispettivamente) e (6) P4c al diestro precoce ≤ 0,7 o > 3,5 ng/mL (diminuzione del 15,2% e del 6,7%, rispettivamente), (7) P4c a metà del diestro ≤ 12,4 ng/mL (diminuzione del 12,5%) e (8) P4c a fine diestro ≤ 22,7 ng/mL (diminuzione del 9,7%).

I parametri dell’attività luteale associati ad una ridotta probabilità di gravidanza stabiliti in questa ricerca potrebbero essere utilizzati come benchmark mentre si sviluppano raccomandazioni per migliorare le prestazioni riproduttive nelle mandrie utilizzando il monitoraggio in linea del progesterone del latte.

 

 

USING IN-LINE MILK PROGESTERONE DATA TO CHARACTERIZE PARAMETERS OF LUTEAL ACTIVITY AND THEIR ASSOCIATION WITH FERTILITY IN HOLSTEIN COWS

 C. Bruinjé,1 M. G. Colazo,2 E. S. Ribeiro,3 M. Gobikrushanth,1 and D. J. Ambrose1,2*

1-Department of Agricultural, Food and Nutritional Science, University of Alberta, Edmonton, AB, Canada, T6G 2P5

2-Livestock Research and Extension Branch, Alberta Agriculture and Forestry, Edmonton, AB, Canada, T6H 5T6

3-Department of Animal Biosciences, University of Guelph, Guelph, ON, Canada, N1G 2W1

Dairy Sci. 102:780–798

https://doi.org/10.3168/jds.2018-14654

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