La gestione della riproduzione è il presupposto per l’allevamento animale e pertanto rappresenta il principale aspetto di ottimizzazione aziendale. Inoltre, l’efficienza riproduttiva è strettamente associata al benessere animale ed è stato più volte dimostrato che i problemi di tipo riproduttivo rappresentano una delle principali cause di riforma del bestiame.
L’efficienza riproduttiva è raggiunta quando, nel rispetto del benessere animale e della produttività aziendale, si minimizza l’intervallo fra il parto e il concepimento per la vacca o l’età al concepimento per la manza.
Scopo della presente nota è la presentazione dei principali aspetti che entrano nel determinismo dell’efficienza riproduttiva, senza pretesa di completezza, ma con l’intenzione di caratterizzare la complessità della corretta gestione riproduttiva.
La nota si inserisce nelle azioni divulgative previste dal progetto “NEW4REP - Tecnologie innovative nella riproduzione bovina e suina per una nuova redditività dell’allevamento lombardo: azioni informative e dimostrative”, finanziato dalla Regione Lombardia nell’ambito del Psr 2014-2020, Misura 1, Sottomisura 1.2, Operazione 1.2.01. Il progetto è stato realizzato dal Crea - Centro di ricerca Zootecnia e Acquacoltura di Lodi, in partenariato con l’Istituto Sperimentale Italiano Lazzaro Spallanzani di Rivolta d’Adda (Cr), con la collaborazione dell’Associazione regionale allevatori della Lombardia (Aral) di Crema.
Produzione e fertilità
È stata più volte indicata una associazione negativa fra produzione di latte e fertilità, ma tale associazione non deriva dall’alta produzione in quanto tale, ma dal fenomeno del bilancio energetico negativo, che si istaura nella prima fase di lattazione, quando le esigenze energetiche della (alta) produzione di latte non riescono ad essere sostenute dall’alimentazione (l’animale non riesce ad assumere la quantità di sostanza secca necessaria a coprire i fabbisogni di mantenimento e produzione).
In questi casi, per sopperire alla riduzione del glucosio disponibile derivante dalla gluconeogenesi, gli animali usano fonti energetiche alternative, accedendo e mobilizzando le riserve adipose. Questo comporta un rilascio eccessivo di acidi grassi non esterificati (NEFA) e corpi chetonici (acetone, acetoacetato e beta-idrossibutirrato BHB) nel sangue e in misura ridotta nel latte.
Si creano le condizioni della chetosi, patologia subdola perché spesso non sintomatica (subclinica), che determina la riduzione della produzione di latte e dell’efficienza riproduttiva, data dal ritardo della ripresa dell’attività ovarica, dalla diminuzione della manifestazioni estrali e dalle maggiore probabilità di endometriti. La prevalenza della chetosi subclinica varia fra allevamenti, stimandosi intorno al 20%.
È molto importante tenere sotto controllo la chetosi subclinica e questo è possibile valutando il rapporto del grasso su proteine, che nelle prime settimane dopo il parto deve mantenersi inferiore a 1,4 e il BHB che deve mantenersi sotto un valore soglia di 0,15 (mmol/L).
Le misure necessarie (grasso, proteine e BHB) per il controllo della chetosi subclinica, nei primi 60 giorni dopo il parto, sono fornite dai controlli funzionali a cura del sistema allevatori.
Ciclo estrale
Il ciclo estrale è l’attività ciclica caratterizzata da modificazioni morfologiche dell’apparato genitale femminile e da modificazioni comportamentali degli animali. Il ciclo estrale, con una durata media di 21 giorni, è governato da un complesso sistema endocrino che determina la maturazione di diversi follicoli ovarici (onda follicolare) e l’ovulazione del follicolo dominante, con la successiva formazione del corpo luteo.
Le ghiandole endocrine coinvolte sono l’ipotalamo (che produce GnRH), l’ipofisi (che produce l’ormone follicolostimolante FSH e quello luteinizzante LH) e l’ovaio che con i follicoli produce estradiolo e con il corpo luteo produce progesterone. In caso di non gravidanza il corpo luteo regredisce (a causa dell’attività luteolitica della prostaglandina F2α prodotta dall’utero) e si riparte con la maturazione follicolare, mentre in caso di gravidanza l’utero concorre nella produzione di progesterone, garantendo il mantenimento della gravidanza. Per una sintesi semplificata degli ormoni coinvolti nel ciclo estrale si veda l’apposita tabella.
Il classico comportamento estrale delle bovine, con l’aumento dell’attività motoria (con tendenza a montare le altre bovine o a essere montata), fino a raggiungere l’immobilizzazione quando montata da altri animali, è determinato dall’aumento della produzione di estrogeni che avviene durante la fase finale della maturazione follicolare.
Al fine di stabilire il momento migliore per la inseminazione è molto importante la determinazione dell’inizio della fase estrale, punto di riferimento per stimare il periodo dell’ovulazione che avviene circa 12 ore dopo il termine delle manifestazioni estrali.
I cicli estrali compaiono con la pubertà nelle manze e ricompaiono dopo il parto nelle vacche.
L’allevamento delle manze dovrebbe essere considerato improduttivo, almeno fintanto non partoriscono ed entrano in lattazione, possibilmente ad una età di 23-25 mesi, frutto di una inseminazione effettata a 14-16 mesi di età. Pertanto, è molto importante favorire l’attività funzionale delle ovaie con la massima attenzione all’allevamento del giovane bestiame.
L’alimentazione e la stabulazione delle manze dovrebbero essere valorizzate non meno di quelle delle vacche in produzione, dal momento che le manze rappresentano il futuro dell’azienda!
Considerando le vacche, è utile ricordare che l’attività ovarica (vedi anche tabella 1) riprende con regolarità circa 35 giorni dopo il parto e l’involuzione uterina è completata dopo ulteriori 15 giorni e a 50 giorni dal parto la vacca sana è funzionalmente pronta per una nuova gravidanza.
È fondamentale sottoporre le vacche che hanno partorito ad un programma di monitoraggio della normale involuzione uterina, al fine di intervenire precocemente in caso di patologie post partum, soprattutto se di tipo subclinico (quali le endometriti).
Rilievo dei calori
Il rilievo dell’estro è stato dimostrato essere la maggiore criticità negli allevamenti, in quanto se non ben eseguito non consente di inseminare al momento giusto l’animale e conseguentemente non è possibile ottenere un adeguato tasso di concepimento.
I rilievi del calore possono essere eseguiti visivamente e/o con supporti tecnologici nell’ambito della zootecnia di precisione.
Rilievi visivi
L’animale in calore presenta un comportamento tipico, che si estrinseca con lo scavalcamento di un altro animale, ma ancor più dall’accettazione di essere scavalcato da un’altra femmina. Tali comportamenti sono dati dall’aumento degli estrogeni in circolo prodotti dai follicoli nell’ovaio in fase pre-ovulatoria.
Per un rilievo adeguato dei comportamenti estrali sono necessari cinque momenti giornalieri di osservazione della mandria, ognuno di durata di almeno 20 minuti. Così facendo è possibile individuare il 90-95% degli animali in calore.
Se la frequenza dei rilievi e/o la loro durata diminuiscono, soprattutto per animali con alta produzione, che tende a deprimere l’intensità e la durata di tali comportamenti, la percentuale di vacche individuate in calore cala notevolmente. Infatti, con due-tre momenti di verifica, ognuno di 30 minuti, solo il 70% dei calori viene rilevato, scendendo a meno del 60% per vacche ad alta produzione.
Per quanto concerne il momento dell’inseminazione, vale la semplice regola: le vacche individuate in calore la mattina vengono inseminate la sera e le vacche individuate in calore il pomeriggio vengono inseminate la mattina dopo.
Zootecnia di precisione
L’evoluzione in corso nella zootecnia riguarda sostanzialmente la digitalizzazione e l’automazione delle misure e delle operazioni. È un percorso inarrestabile che consente un sempre maggior monitoraggio degli animali a garanzia di un allevamento nel pieno rispetto delle esigenze fisiologiche della mandria.
Nello specifico la zootecnia di precisione (Precision Livestock Farming, PLF) è in grado di dare un sostanziale supporto alla corretta individuazione dei calori, sostituendo la verifica diretta degli animali, da parte del personale di stalla, con rilievi eseguiti da specifici sensori.
In una indagine eseguita dal Crea di Lodi e dalla Associazione allevatori nella provincia di Cremona è scaturito che i sensori per la registrazione automatizzata della produzione di latte rappresentano la tecnologia più utilizzata, ma a seguire troviamo quella destinata al rilievo dell’estro, soprattutto in aziende con più di 200 capi in produzione.
Vengono utilizzati sensori di movimento fissati alle gambe (pedometri), sul collo o sull’orecchio (attivometri). I pedometri contano i passi dell’animale, mentre gli attivometri registrano gli spostamenti dell’animale sui tre assi e vengono utilizzati anche per rilevare la ruminazione, rilievo possibile anche con microfoni posizionati sul collo dell’animale. Gli animali in calore presentano un aumento dell’attività motoria, associata ad una diminuzione della ruminazione.
Utilizzando il rilievo motorio, il momento ottimale per la inseminazione è fra le 9 e le 15 ore dopo l’aumento dell’attività.
C’è un altro approccio, oltre a quello dei sensori classici per la zootecnia di precisione: riguarda il dosaggio online di ormoni che caratterizzano il ciclo ovarico della bovina, in fattispecie il progesterone. La concentrazione di questo ormone nell’animale non gravido cala bruscamente, entro 18-24 giorni dalla inseminazione, mentre nell’animale gravido rimane elevata.
Attualmente esiste un solo sistema che tramite una serie di campionamenti del latte analizza in automatico la concentrazione di progesterone. Il sistema è ancora poco diffuso e consente di definire bene l’attività del corpo luteo, ricordando però che la fase follicolare può variare da 3 a 7 giorni e che questo fatto deve essere considerato per la stima del timing della IA .
Un elemento dibattuto è quando e quanto sia conveniente fare investimenti nell’ambito della zootecnia di precisione.
La risposta non può che essere trovata in una corretta gestione del bilancio aziendale, anche se diversi lavori hanno verificato che ciò che cambia maggiormente con l’attivazione di un approccio PLF in allevamento è la qualità del lavoro: meno tempo in incombenze manuali e più tempo per incombenze intellettuali, legate alla gestione dei dati ed allo sviluppo di strategie aziendali. Proprio per valorizzare tale aspetto sarebbe necessaria una maggiore interazione fra i software dei sistemi di diversi fornitori, come di una maggiore formazione circa l’utilizzo degli stessi.
Sincronizzazione dell’estro e dell’ovulazione
Per eliminare la necessità del rilievo dell’estro sono stati sviluppati metodi di sincronizzazione dell’estro e dell’ovulazione. Tali protocolli prevedono la somministrazione di ormoni riproduttivi a tempi fissi.
Gli ormoni utilizzati sono la prostaglandine F2α con attività luteolitica (su di un corpo luteo funzionante) e il GnRH, un ormone ipotalamico che induce la liberazione degli ormoni ipofisari che entrano nel determinismo dell’ovulazione.
Tramite l’utilizzo dei protocolli di sincronizzazione c’è la tendenza ad inseminare entro i 100 giorni dal parto e pertanto la somministrazione degli ormoni dovrebbe iniziare a 30-40 giorni dal parto.
È necessario ricordare che i protocolli di sincronizzazione dell’estro e dell’ovulazione funzionano meglio se applicati a tutto l’allevamento e su vacche sane a livello riproduttivo, che pertanto devono essere monitorate nel delicato periodo del post-parto.
Il protocollo più noto e usato è l’Ovsynch, descritto in tabella 2. Il protocollo Ovsynch può essere preceduto da un protocollo di pre-sincronizzazione (Presynch), descritto in tabella 3.
Il vantaggio nell’eseguire la pre-sincronizzazione prima del protocollo Ovsynch deriva dal fatto che aumenta la percentuale di ovulazione alla prima somministrazione di GnRH. Nell’Ovsynch senza pre-sincronizzazione al massimo otteniamo l’ovulazione del 85% degli animali. Se questi vengono pre-sincronizzati si supera il 95%. Il protocollo Ovsynch inizierà dopo undici giorni dalla fine del Presynch.
Con l’uso di questi protocolli sono stati registrati tassi di concepimento del 41-46%.
Per le manze e le primipare è preferito il protocollo Double-Ovsynch, che consiste in due protocolli Ovsynch separati da un intervallo di sette giorni l’uno dall’altro.
In termini di sincronizzazione degli estri e dell’ovulazione esistono anche altri approcci che prevedono il rilascio a livello vaginale di ormoni tramite appositi sistemi (“device”) intravaginali.
Aspetti negativi dei protocolli di sincronizzazione sono rappresentati dai costi e dall’impatto che potrebbero in futuro avere sul consumatore finale in un periodo di estrema attenzione verso l’uso di farmaci nell’allevamento animale, anche se gli ormoni utilizzati sono normalmente prodotti nel ciclo ovarico e il rischio di loro residui nel latte è nullo.
Componente maschile
La riproduzione viene tecnicamente gestita tramite la inseminazione artificiale (IA) il cui vincolo di successo è il corretto momento di esecuzione, al fine di rendere massima la probabilità di fecondazione che rappresenta il momento cardine dell’intera gestione riproduttiva.
La IA nei bovini ha avuto grande successo per le caratteristiche specifiche della fisiologia riproduttiva della specie bovina.
Il toro eiacula in monta naturale una grande quantità di spermatozoi (miliardi), mentre per la IA con seme congelato sono sufficienti solo 2-10 milioni di spermatozoi. Qual è il motivo?
La causa risiede nella anatomia e fisiologia dell’apparato riproduttivo: nella femmina la cervice uterina funge da barriera e riserva degli spermatozoi eiaculati dal toro a livello vaginale (pertanto caudalmente alla cervice). Proprio per superare la cervice è necessario che il toro eiaculi una grande quantità di spermatozoi, mentre in IA tale barriera viene superata dalla pistolet, che consente la deposizione del seme direttamente in utero, e pertanto sono sufficienti pochi milioni di spermatozoi.
Una volta depositati, dopo una rapida progressione fino alla giunzione corno-tubarica, gli spermatozoi costituiscono delle “riserve” dalle quali, ad ondate successive, partono cellule che vanno a costituire una piccolissima (poche migliaia) popolazione nell’ampolla tubarica in “attesa” dell’oocita.
Esiste comunque una associazione fra il livello di fertilità del toro ed il massimo numero utile di spermatozoi vitali della paillette nel senso che maggiore è il livello di fertilità del toro e minore è il numero di spermatozoi necessari per ottenere la massima fertilità. Raggiunto il numero massimo di spermatozoi vitali utile per paillette non è possibile incrementare la fertilità raggiungibile in campo e le differenze fra tori riguarderanno le loro caratteristiche intrinseche.
Il seme utilizzato in IA ha però subito importanti stress legati al processo tecnologico che si riassume in: raccolta, diluizione, confezionamento, congelamento e scongelamento. I danni che subiscono gli spermatozoi rimangono latenti fino al momento del loro utilizzo e pertanto è necessario garantire la miglior conservazione e manipolazione possibile alle paillette di seme congelato.
Innanzitutto, sono da evitare danni al seme durante la sua conservazione in azoto liquido in azienda. Questo significa che è necessario garantire il corretto riempimento di azoto liquido nel contenitore criogenico, effettuare le operazioni di individuazione e manipolazione del seme rapidamente e procedere allo scongelamento corretto del seme individuato. Dopodiché è necessario evitare i danni che derivano da una scorretta pratica di scongelamento.
Bisogna ricordare che durante lo scongelamento il seme si ritrova nelle stesse condizioni fisico-chimiche già passate durante la fase del congelamento. Se il congelamento è appannaggio dei centri di produzione seme e per l’allevatore non rappresenta un momento critico, lo scongelamento è invece interamente gestito in allevamento. Se questa fase non è corretta si andranno a perdere ulteriori spermatozoi limitando le probabilità di concepimento derivanti dall’uso della dose.
Lo scongelamento deve avvenire in acqua alla temperatura di 37° C per almeno 30”.
Una volta gestito e scongelato correttamente il seme, questo deve essere utilizzato nel migliore dei modi, ovvero al momento giusto e nel modo giusto.
Il momento giusto deriva dalla capacità di individuare l’inizio del calore oppure utilizzare un protocollo di sincronizzazione dei calori ed induzione dell’ovulazione. Questo perché la vita utile del seme nell’apparato genitale femminile è breve (poche ore) e per diventare fecondante il seme deve soggiornare nell’apparato genitale femminile (più precisamente nella parte di giunzione delle corna uterine con le tube) per alcune ore al fine di acquisire la capacità fecondante (processo di capacitazione).
Pertanto, la finestra utile per la fecondazione è breve e dal momento che l’ovulazione avviene dopo la fine delle manifestazioni estrali l’unico punto di riferimento è proprio l’inizio del calore!
Per quanto concerne la tecnica di inseminazione, il discorso è molto semplice, vale quanto detto da anni: il seme va depositato appena dopo la cervice, nel corpo uterino (vedi figura 2). Qualsiasi altro sito di deposizione crea svantaggi (al seme), come nel caso di deposizione in cervice, o vantaggi prevalentemente solo teorici, come nel caso della deposizione nelle corna uterine.
Se abbiamo operato correttamente avremo la certezza di avere massimizzato la probabilità di ottenere una gravidanza.
Un’ultima considerazione la merita l’utilizzo del seme congelato sessato.
Il sessaggio avviene prevalentemente tramite ulteriore diluizione, colorazione e trattamento del seme in citofluorimetria a flusso, pertanto gli spermatozoi sono ulteriormente stressati. Il citofluorimetro a flusso è uno strumento in grado di dosare la quantità di DNA di ogni singolo spermatozoo in base ad una specifica colorazione (maggiore negli spermatozoi “femmina” portatori del cromosoma X) e quindi di separarli in tempo reale (sorting).
Le rese di separazione per unità di tempo sono basse e pertanto la concentrazione delle dosi sessate è bassa (1-2 milioni di spermi) e conseguentemente si abbassa la aspettativa di gravidanza. Ecco allora che questa tipologia di seme va utilizzata prevalentemente sulle manze e primipare, in allevamenti con una buona efficienza riproduttiva, ottimizzando i processi di gestione del seme, del suo scongelamento e il momento dell’inseminazione.
Diagnosi di gravidanza
La finalità ultima della riproduzione è quella di ottenere un nato vitale, pertanto la prima verifica d’interesse per l’allevatore è quella relativa allo stato gravidico della femmina.
Esistono diversi modi per la identificazione dello stato gravidico: ritorno in estro, palpazione rettale del tratto riproduttivo ed ecografia. Attualmente il metodo più preciso e diffuso è quello dell’ecografia, che consente di avere una diagnosi “certa” intorno al 28° giorno di gravidanza.
Esistono altri metodi di tipo chimico per la diagnosi di gravidanza: il dosaggio del progesterone e della glicoproteina associata alla gravidanza (Pregnancy-associated glycoproteins .PAG). In caso di mancata gravidanza la concentrazione del progesterone crolla per via della luteolisi (regressione del corpo luteo), mentre la concentrazione della PAG sarà nulla dal momento che non è presente l’embrione che con i suoi annessi (trofoblasto, per la precisione) la produce.
Il dosaggio del progesterone è una diagnosi di non gravidanza eseguibile al 21° giorno della IA, mentre il dosaggio della PAG è fattibile a 28-35 giorni dalla IA.
Tra i servizi del laboratorio dell’Aral c’è anche quello della determinazione della PAG.
Conclusioni
L’efficienza riproduttiva degli animali ben rappresenta il livello dell’efficienza gestionale dell’azienda dal momento che sono tante le criticità che concorrono nel determinismo del successo riproduttivo e che devono essere considerate e risolte da parte dell’allevatore.
Inoltre, la ripresa del ciclo ovarico dopo il parto e le modalità di espressione delle manifestazioni estrali sono indicatori di benessere animale, prima ancora che presupposti per la gestione della riproduzione aziendale.
In tale quadro tutti gli strumenti che possono aumentare la nostra capacità di monitorare gli animali risultano utili, sia per il rilievo degli estri, sia per la gestione della alimentazione, al fine di garantire il giusto momento della inseminazione; senza dimenticare che l’inseminazione prevede l’utilizzo di seme congelato che deve essere gestito al meglio.
In sintesi, gestire bene la riproduzione significa gestire bene l’intero allevamento e la sua ottimizzazione rappresenta l’obiettivo finale di ogni allevatore. I risultati saranno l‘ottimizzazione dei costi, insieme al benessere animale e alla longevità degli animali in produzione.
L’utilizzo di grandi database
La digitalizzazione è entrata prepotentemente nel quotidiano e così in zootecnia. Ma digitalizzazione non vuol dire necessariamente gestione dell’informazione. Questa si ottiene tramite l’applicazione di logiche e di algoritmi che consentono di utilizzare i dati per prendere delle decisioni.
Il sistema allevatori, e con questo l’Aral, è impegnato da tempo per valorizzare i dati acquisiti dagli o per gli allevatori nelle loro aziende, mettendo a punto strumenti e valorizzandone l’uso affinché gli allevatori possano trovare giovamento a livello manageriale dalle misurazioni che vengono effettuate nelle loro aziende tramite i controlli funzionali.
I rilievi in azienda riguardano una serie di eventi di carattere riproduttivo, quali: il parto, l’ordine di lattazione, le inseminazioni, le diagnosi di gravidanza, i giorni di lattazione; che consentono di calcolare una serie di indici molto utili per la gestione aziendale. Vengono inoltre registrate le produzioni di latte ed eseguiti dei campioni standard di latte.
Le misure sul latte, eseguite nel laboratorio Aral, consentono di avere un quadro completo non solo del livello produttivo, ma anche dello stato di salute e di benessere dell’animale: grasso, proteine, lattosio, caseina, urea, BHB, acetone, profilo degli acidi grassi, cellule somatiche. Altri parametri possono essere richiesti quali: conteggio differenziale delle cellule somatiche (DSCC) e rilievo della PAG.
I valori analitici per essere utili nella gestione aziendale devono diventare informazioni e questo viene supportato dal sistema allevatori tramite il software Sialleva che consente di avere una visione completa ed aggiornata dell’azienda. In particolare, si segnala il report “Sintetico collettivo” con i suoi indicatori di efficienza riproduttiva e di rischio di patologie subcliniche ad essa strettamente connesse (vedi tabelle 4 e 5).
