Parâmetros produtivos e reprodutivos associados ao comportamento de estro - Parte 4 - Radar Técnico - Reprodução - MilkPoint
Alguns métodos de detecção de estro são observação visual, marcação da base da cauda com giz, detectores de pressão, pedômetros e sensores (Caraviello et al., 2006). A observação visual do estro exige maior intensidade de mão de obra e tem geralmente baixa eficiência (At-Taras e Spahr, 2001). IATF após manipulação hormonal do ciclo estral tem sido usada como alternativa para atingir metas reprodutivas sem necessidade de detecção de estro (Pursley et al., 1995) e resulta em maiores taxas de prenhez pelo maior número de vacas inseminadas.
Não houve grande melhora em taxa de concepção com IATF (Santos et al., 2009), embora os protocolos mais recentes de sincronização que incluem uma pré-sincronização intensiva (Double-ovsynch; Souza et al., 2008) e duplas injeções de PG antes da IA para garantir luteólise completa (Wiltbank et al., 2015) podem chegar a 50% de taxa de concepção ao primeiro serviço pós-parto.
Existem inúmeros sistemas no mercado, mas é necessário avaliar melhor os sistemas de MAA (detectores eletrônicos de monta e monitores automáticos de atividade). Alguns sistemas dispõem de recursos como limiares ajustáveis por fazenda leiteira ou por grupos de vacas, mas estes não parecem estar sendo utilizados extensivamente. Por exemplo, ajustes poderiam ser feitos de acordo com a estação do ano ou nível de produção de leite. Além disso, a possibilidade de ajustes agrega complexidade aos sensores e exige uma curva de aprendizado para seu uso adequado. Mesmo o MAA mais simples provavelmente exige tempo e paciência para que os funcionários aprendam a usá-lo e se familiarize com o software dos sensores.
Detecção de estro e monitores de atividade
Sistemas automatizados usam parâmetros variados (contagem de passos, aceleração de movimento, tempo/frequência de ruminação, tempo de descanso/atividade) para análise dos resultados. Alguns exemplos são o ALPRO (DeLaval; Suécia), SmartDairy Activity (Boumatic, EUA), AfiTag (Afimilk, Israel), VacaAlert (IceRobotics, Inglaterra) e HR Tag (SCR Engineers, Israel).
Estes MAAs são comprovadamente eficientes na detecção de estro. Usando o Heatime, Valenza et al. (2012) detectaram 71% das fases pré-ovulatórias, mas deixaram de identificar 13% das ovulações. Com o mesmo sensor, Aungier et al. (2012) identificaram corretamente 72% das fases pré-ovulatórias, mas tiveram 32% de falso-positivos. É possível que alguns destes falso-positivos não ocorreram, pois o ponto de corte usado para determinar altos níveis de progesterona (estro falso-positivo) era extremamente baixo (progesterona >0,6 ng/mL). Sabe-se que progesterona no leite de 3 ng/mL ou mais indica presença de um CL ativo. Além disso, um estudo da Dinamarca (Løvendahl e Chagunda, 2010) usou sensores de atividade e obteve 74,6% de taxa de detecção e 1,3% de taxa diária de erro ao usar o algoritmo mais eficiente calculado pelos autores. O estudo demonstra o grande potencial desta tecnologia para resolver o problema da detecção de estro em rebanhos leiteiros comerciais.
A ruminação é outro parâmetro que pode ser usado para detecção automatizada do estro. Variações em comportamento alimentar, alinhadas à maior atividade física e inquietação típicas do estro, resultam em menor tempo de ruminação durante o estro. Pahl et al. (2015) demonstraram redução do período de alimentação e ruminação nos dias -1 e 0 em relação à IA. A redução do tempo gasto em cada visita ao cocho poderia ser outro indicador de inquietação.
Poucas pesquisas foram conduzidas sobre a avaliação de descanso e movimentação para detecção de estro. Rutten et al. (2013) revisaram 48 trabalhos, mas somente dois traziam informações sobre estes parâmetros (de Mol et al., 2009; Brehme et al., 2008). Recentemente, nosso grupo analisou informações de descanso e atividade em relação ao período estral em maiores detalhes (Silper et al., 2015b; Silper et al., 2015d). Resultados destes estudos indicam grande potencial de melhora da precisão de detecção do estro, assim como uso de informações quantitativas (como variação proporcional de comportamento de descanso no dia do estro em relação ao dia anterior e posterior) dos monitores para auxiliar na tomada de decisão quanto à IA.
Somente um trabalho mais antigo (Brehme et al., 2008) descreveu a ausência de descanso por longo período (16 horas) durante o estro. Entretanto, este trabalho não fornece informações detalhadas sobre medidas ou fatores que afetam o tempo de repouso. Um sistema MAA (AfiTag, Afimilk) usa número de passos, tempo de repouso e um índice de inquietação no algoritmo de detecção de estro, mas existem poucos trabalhos na literatura avaliando sua eficiência e medidas de expressão de estro.
Dada a grande variabilidade dos relatos e baixo nível de expressão do estro em geral, parece que a combinação de vários parâmetros em um mesmo sistema é potencialmente uma alternativa para a redução de falso-negativos. A combinação de atividade e repouso do IceTags (IceRobotics) reduziu significativamente a taxa de erro (falsos alertas) e aumentou a probabilidade da detecção do estro (Jónsson et al., 2011). Peralta et al. (2005) também sugerem que combinações de sistemas são a melhor alternativa para melhorar detecção e taxa de concepção durante períodos de estresse calórico. O uso de mais de uma medida em um mesmo sensor pode aumentar a especificidade e reduzir os falso-positivos (Firk et al., 2002).
Expressão do estro e a fertilidade: programas reprodutivos
Um levantamento de rebanhos leiteiros canadenses demonstrou que programas baseados em detecção de estro através de MAA resultam em desempenho reprodutivo semelhante ao de programas de IATF (Neves e LeBlanc, 2015; Denis-Robichaud et al., 2015). Poucos estudos, normalmente grandes levantamentos, avaliaram o cenário dos programas reprodutivos na América do Norte.
Caraviello et al. (2006) demonstram que mais de 50% das fazendas leiteiras utilizam programas de IATF. No Canadá, um recente levantamento indicou amplo uso de programas de IATF, mas a detecção visual ainda é o sistema mais utilizado pelos produtores (Denis-Robichaud 2015). Este número, entretanto, varia muito entre regiões. Por exemplo, na área de Quebec, que concentra um grande número de fazendas leiteiras de sistema tie-stall com pequeno número de vacas, tende a usar menos os programas reprodutivos e outras tecnologias.
No levantamento (Denis-Robichaud et al., 2015), relatamos o resultado de 772 entrevistas, que representam 6% do número total de fazendas leiteiras do Canadá. O rebanho médio tinha 84 vacas em lactação (mediana = 60; variação interquartil = 40-95 vacas/rebanho) e representativo de todas as províncias canadenses. As vacas em lactação eram alojadas em tie-stall (55%) e free-stall (45%). Sistemas MAA eram usados em 28% das fazendas participantes (4% dos rebanhos em tie-stall, mas 59% dos rebanhos em free-stall) e eram consultados pelo menos 2x ao dia para alertas de alta atividade por quase todos os usuários (92%). Interessante que 21% dos participantes jamais confirmavam cio por observação visual antes da inseminação, enquanto 26% sempre o faziam. Os resultados deste levantamento ressaltam a variabilidade de manejo reprodutivo em rebanhos leiteiros no Canadá e este conhecimento deve ajudar a otimizar o desenvolvimento e implementação de ferramentas de manejo reprodutivo.
Os programas reprodutivos com amplo uso de protocolos de IATF ainda são o padrão ouro em relação a melhoras em taxas de prenhez. Recentes ensaios de campo compararam diferentes "graus" de combinação IATF e IA após detecção de estro usando MAA. O risco de concepção (30% vs. 31%) e dias até prenhez (137 e 122 dias) foram semelhantes entre vacas inseminadas após IATF ou detecção de estro por Heatime (Neves et al., 2012). Outros estudos recentes usaram diferentes combinações entre MAA e programas de IATF (Valenza et al., 2012; Stevenson et al., 2014; Fricke et al., 2014; Burnett et al., 2014) e os resultados indicam que é possível obter taxas de prenhez semelhantes em programas mais intensivos de detecção de estro.
Este conjunto de grandes ensaios de campo procuram modificar vários fatores que afetam a resposta ao programa reprodutivo, principalmente na primeira IA. Por exemplo, o período voluntário de espera variou entre 50 e 100 DEL, dependendo do tratamento e foram testados protocolos de pré-sincronização que focam em indução de estro (baseados em PG) ou ciclicidade e sincronização de ovulação (baseados em GnRH). Todos os estudos demonstraram que a combinação de métodos (IATF e MAA) talvez seja a melhor opção, uma vez que permite altas taxas de concepção e inseminação de grande número de vacas. Neste caso, protocolos de IATF ainda são necessários como salvaguarda para um certo número de vacas que não seriam inseminadas até 100 DEL. A questão do quando intervir com protocolos de IATF é provavelmente uma área que poderia ser melhor estudada em pesquisas futuras. É bem provável que a adoção de sistemas MAA como parte de grandes programas reprodutivos vai variar muito entre fazendas.
Os trabalhos de Neves et al. (2012) e Burnett et al. (2014) demonstraram grande variação no grau de adoção de IATF e IA baseada em alertas MAA. Outra vantagem da combinação de IATF e MAA é provavelmente a redução do uso de intervenções farmacológicas. Entretanto, ainda está para ser demonstrado como estes programas se comportariam em áreas de estresse calórico intenso, uma vez que a temperatura tende a exercer grande impacto sobre a detecção da manifestação e da intensidade do estro.
Expressão do estro e fertilidade: manifestação e intensidade peri-IA
No corrente estudo, foram avaliados fatores de risco relacionados à intensidade do pico e duração dos eventos do estro. Ainda que as novas tecnologias capturem a atividade física usando sensores e algoritmos de processamento de dados que são significativamente diferentes dos usados no passado recente, foi interessante observar a falta ou a correlação relativamente fraca entre medidas de expressão do estro, produção de leite e diâmetro do folículo pré-ovulatório.
Em uma série de estudos recentes usando diferentes sistemas MAA, diferentes fazendas, épocas variadas de estudo e localização geográfica distinta, ficou claro que houve melhora substancial na taxa de P/IA a partir de identificação de eventos de estro e alta atividade (Madureira et al., 2015a; Madureira et al., 2015b; Burnett et al., 2014) e significativa redução em períodos de repouso no dia do estro (Silper et al., 2015d).
Melhor fertilidade era esperada em vacas com maior intensidade de expressão do estro, mas a associação mais comum foi com melhora de ECC, menor rendimento leiteiro, vacas primíparas e sanidade. Na verdade, observamos maior intensidade e duração à medida que o ECC aumentou, assim como em novilhas, mas houve melhora da taxa de P/IA apesar dos fatores de risco que comprovadamente afetam a taxa de concepção. É possível que as informações já disponíveis em softwares de manejo usados em fazendas leiteiras comerciais possam ser usadas para calibrar dispositivos de MAA para que sejam consideradas condições fenotípicas da vaca. O uso de medidas de intensidade e duração de pico poderiam auxiliar na previsão da fertilidade e na tomada de decisões referentes a programas reprodutivos a partir de programas de monitoramento de atividade. Além disso, existe potencial de uso de sistemas MAA como ferramenta objetiva e precisa para selecionar animais de melhor expressão de estro, mas este tópico requer pesquisas complementares.
Vacas com alta intensidade de pico apresentaram 12 a 14% de maior P/IA que vacas com menor pico, o que representa um aumento de 35% na fertilidade (Madureira et al., 2015a; Madureira et al., 2015b). Anteriormente, Lopez-Gatius et al. (2005) relataram melhora de 1,001-vezes para cada unidade de aumento relativo no número de passos.
Já foi mencionado que o diâmetro do folículo pré-ovulatório não variou entre as categorias de diferente intensidade de pico, mas isto não quer dizer que a duração do pró-estro ou de dominância tenha sido semelhante, uma vez que não houve controle de emergência folicular nos estudos recentes. Desta forma, duração de proestro e dominância (Bleach et al., 2004; Cerri et al., 2009) não podem ser descartadas como possíveis causas de redução da fertilidade.
Outro possível fator que influencia P/IA é a taxa de ovulação de vacas com diferente intensidade de pico no estro. Madureira et al. (2015b) observaram maior falha de ovulação em vacas que demonstraram estro com aumento relativo em intensidade de pico de 80 a 100%, o menor aumento relativo possível depois de ultrapassar o limiar do MAA usado. Embora esta observação seja importante para explicar nossos resultados, está limitada a vacas que expressam baixa intensidade de pico durante o estro, uma vez que o limiar entre intensidade de pico alta e baixa era de mais de 300% de aumento relativo no corrente estudo. É importante observar que um dos estudos mencionados usou ECP para induzir estro e ovulação, elevando os níveis de estradiol circulante até patamares bastante elevados. Apesar disto, a intensidade de pico medida por pedômetro ainda afetou significativamente os resultados de P/IA (Madureira et al., 2015b).
A manifestação do estro peri-IA (Pereira et al., 2014) foi associada à redução em perdas gestacionais. Além disso, Pereira et al. (2015) também relataram que animais que demonstram estro na IA apresentavam menor taxa de perda gestacional, independentemente do diâmetro do folículo pré-ovulatório. O estudo de Pereira et al. (2015) foi um grande ensaio de campo e um dos primeiros estudos a descrever o imenso impacto da expressão do estro sobre a redução de perdas gestacionais. Além disso, este estudo demonstrou que este efeito se aplica tanto a programas baseados em IA quanto em transferência de embriões, indicando uma possível modificação do ambiente uterino como explicação da melhor fertilidade com manifestação de estro. Este resultado prático de Pereira et al. (2015) corrobora nossos dados obtidos em vacas de corte, que demonstraram extensa modulação da expressão gênica de transcritos-chave relacionados ao sistema imune e moléculas de adesão (Davoodi et al., 2016). De maneira geral, parece que a expressão do estro tem importantes efeitos positivos sobre a manutenção da gestação (redução de perdas gestacionais 32 e 60 dias de gestação).
Em um estudo conduzido por Bisinotto et al. (2015), os autores modificaram as concentrações de progesterona durante o crescimento do folículo pré-ovulatório, comparando a primeira e a segunda onda folicular. Importantes resultados descreveram a importância e como a progesterona exógena (2 dispositivos intravaginais) "resgata" o folículo pré-ovulatório da primeira onda folicular e resulta em excelente fertilidade. Um achado interessante deste estudo relacionado ao estro é que as vacas que ovularam folículos da primeira onda folicular em baixas concentrações plasmáticas de progesterona (pior cenário possível do estudo), mas que expressaram estro na IA, apresentaram taxa de concepção e prenhez/IA semelhantes às vacas de outros tratamentos.
Uma possível explicação para correlacionar a intensidade do estro e P/IA, que ainda não foi amplamente estudada, é que vacas poderiam ter variação individual maior que a esperada de expressão de receptores de estrógeno no endométrio e, talvez mais importante, no hipotálamo. O resultado é que algumas vacas seriam mais capazes de traduzir as concentrações circulantes de estradiol em comportamentos relacionados ao estro e em um ambiente uterino mais favorável ao desenvolvimento embrionário.
Figura 1. Correlação entre produção de leite no dia da IA.
A) pico de atividade (valor índice) medido por sensor em coleira (r = 0,20, P < 0,01), e B) porcentagem de aumento relativo de atividade medido por sensor tipo pedômetro (r = 0,05, P < 0,01).
Figura 2. Distribuição de prenhez por IA (%) de acordo com atividade de pico durante o estro detectada por:
A) sensor em coleira e B) sensor em pedômetro.
Confira o artigos anteriores:
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