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Actividad del cuerpo lúteo y fertilidad en vacas Carora

Activity of the corpus luteum and fertility in Carora cows

Recibido el 18-06-1997 l Aceptado el 15-09-1997
1. Decanato de Ciencias Veterinarias, Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado "UCLA". Apartado 846. Barquisimeto. Venezuela.

Resumen

Se evaluaron los efectos de las estaciones de sequía (S) y de lluvias (LL) sobre las relaciones entre la la fertilidad, y la actividad del cuerpo lúteo después del primer servicio (49 ± 6 d posparto) en vacas tipo Carora en el estado Lara, Venezuela. Las vacas fueron agrupadas retrospectivamente de acuerdo a su estado de preñez. Se utilizó un modelo de parcelas divididas con medidas repetidas sobre los días 5, 7, 10, 14 y 15 después de la in-seminación, para analizar los efectos de la estación, estado de preñez y sus interacciones involucrando el día sobre : 1) concentraciones séricas de progesterona en 4 tratamientos: vacas preñadas LL (n =26), no preñadas LL (n=24), preñadas S (n=24) y no preñadas S (n= 20); La fertilidad durante la estación de sequía disminuyó Rata de concepción al primer servicio disminuyó ( P<0,05 y aumentó los días en servicio (P<0,01). Además, la estación de sequía disminuyó (P<0,05) los porcentajes de vacas con intervalos interestruales normales (20-22 d), expresión del estro, y (P<0,01) progesterona de la fase luteal; pero S aumentó (P<0,05) los porcentajes de ciclos estruales cortos y largos, estros anovulatorios y de vacas repetidoras. La concentración sérica promedio de progesterona fue más baja (P<0,05) en los días 10, 14, y 15 en las vacas no preñadas S y preñadas S, y más bajas durante la la fase luteal (P<0,05) en las vacas no preñadas S que en las vacas no preñadas LL. Las concentraciones séricas de cortisol fueron mayores (P<0,05) en los días 10,14 y 16 en las vacas no preñadas S que en las vacas preñadas S. Se encontró una correlación negativa (r = -0,78) significativa (P<0,05) entre las concentraciones séricas de progesterona y cortisol dentro de las vacas no preñadas S. Los resultados indican que las concentraciones elevadas de cortisol asociadas con la estación de sequía pudieran disminuir la progesterona secretada por el cuerpo lúteo y por consiguiente mediar el efecto negativo de la estación de sequía sobre la fertilidadad.Se presentan y discuten otros resultados de distintos experimentos.
Palabras clave: cuerpo lúteo, época seca, fertilidad, vacas lecheras.

Abstract

Introducción

El ganado lechero Carora, originado en una cálida región centroccidental de Venezuela con bajo régimen de lluvias, como resultado del cruzamiento del Pardo Suizo con vacas nativas, ha registrado muy satisfactoria productividad (1). Puesto que el estrés ambiental afecta la función reproductiva en vacas (8), este concepto requiere investigación en las vacas Carora porque algunas razas se adaptan mejor que otras a las condiciones tropicales (10).

El estrés puede actuar a través del eje hipotálamo-pituitario-adrenal-ovárico (25, 27).El cortisol es un componente importante en las situaciones de estrés, y su secreción es aumentada por las interacciones entre los animales y su ambiente (27), lo cual pudiera afectar los ritmos del cortisol en el ganado lechero (24, 26, 37).

Los perfiles de progesterona durante el ciclo estrual y la preñez temprana han sido determinados en vacas lecheras bajo condiciones tropicales, pero los resultados han sido controversiales con respecto a las concentraciones de progesterona en las vacas preñadas y no preñadas (11, 18). En regiones templadas, los niveles de progesterona en el día 6 post-ovulación fueron más altas en vacas no repetidoras que en las vacas repetidoras de servicio (16) y los niveles de progesterona plasmáticos se correlacionaron positivamente con la preñez antes de efectuarse el reconocimiento maternal de la preñez (28). En otras especies, se han reportado relaciones entre el cortisol y la actividad luteal. En perras, la alta producción endógena de cortisol disminuye con la secreción de progesterona durante la fase luteal temprana (22). No hay información disponible que compare las concentraciones séricas de cortisol y de progesterona, fertilidad y actividad ovárica entre las estaciones tropicales LL y S en vacas lecheras. Por consiguiente, los objetivos de este estudio fueron analizar lainfluencia de las estaciones LL y S sobre : 1) fertilidad; 2) actividad ovárica y secreción de progesterona hasta 45 días postinseminación; y 3) la secreción de cortisol alrededor del día cuando se establece el reconocimiento maternal de la preñez (13), en vacas Carora inseminadas con éxito y sin éxito (no preñadas), bajo condiciones de trópico.

Materiales y métodos

Estos experimentos fueron conducidos en la Hacienda Montevideo situada en el Estado Lara, Venezuela. La región está clasificada como una área tropical seca caracterizada por precipitación anual y temperatura promedio < 750 mm y 27 Cº, respectivamente. Las vacas estuvieron semiestabuladas y pastoreando Panicum maximun 5 h/d. Durante los períodos de estabulación y de ordeño matutino y vespertino, las vacas recibieron 2.5 kg/d de un concentrado comercial conteniendo 18% de proteína cruda y silage de sorgo para cubrir los requerimientos de la National Research Council (9). La tasa de conversión del concentrado fue 540 g/kg de leche. Se suministró NaCl ad libitum y las vacas recibieron una inyección de Vitamina A, D3 y E en el día 30 postparto.

Experimento 1: Actividad Ovárica y Fertilidad. El efecto de la estación sobre la función reproductiva fue evaluado seleccionando 84 vacas durante la LL (Abril-Junio) y 98 vacas durante la S (Julio-Septiembre). Estas vacas fueron inseminadas por primera vez después del parto, el cual fue observado durante las primeras dos semanas de Abril y Julio.

Los requerimientos para seleccionar las vacas tanto en las estaciones LL o la S se basaron en los siguientes criterios: último parto normal; un intervalo parto-primer servicio similar (49 ± 6 d); dos o tres partos, similar buena condición corporal (3,5 sobre la escala de 5 puntos); peso corporal de 426 ± 31 kg; y similar producción de leche (2450 ± 560 kg de leche durante la lactancia anterior).

El intervalo parto-primer estro fue 30 ± 5 d. Se realizaron dos inspecciones visuales diarias para detectar el comportamiento de estro en el área de espera antes del ordeño. La inseminación artificial se efectuó 12h después de observarse la aceptación de la vaca por dejarse montar y todos los animales fueron palpados rectalmente al momento del servicio para verificar el folículo preovulatorio. Las muestras sanguíneas fueron obtenidas para medir progesterona en los días 0 (se requirieron concentraciones por debajo de 0,5 ng/mL para confirmar el estro (5, 27, 26, 18, 13, 29) (para comparar con las concentraciones de progesterona reportadas como controversiales previamente (11, 18, 16, 28) en las vacas preñadas y no preñadas), y luego diariamente desde los días 16 al 22 y en el día 27 (para definir el intervalo interestrual mediante el comportamiento de estro y el perfil de la progesterona), y en los días 35 y 45 para detectar la muerte embrionaria (5) cuando la preñez había sido confirmada. Las vacas fueron agrupadas retrospectivamente en vacas preñadas LL (n=26), no preñadas LL (n=24), preñadas S (n=24) y no preñadas S (n=20) después de determinar los perfiles de progesterona (figura 1). A las vacas no preñadas se les exigió registrar un ciclo estrual de 22 días para ser incluidas en los grupos experimentales.

Las muestras fueron colectadas entre 0800 y 0900 horas mediante punción de la vena yugular, usando tubos al vacío sin anticoagulante . La sangre se centrifugó dentro de las dos horas siguientes a 2,000 × g durante 15 min y el suero fue congelado a -20°C hasta ser sometido al RIA. La progesterona fue medida mediante radioinmunoanálisis (RIA) de fase sólida sin extracción, previamente validado (34) usando kits suministrados por la Agencia Internacional de Energía Atómica de Viena. El coeficiente de variación interensayo fue 12,4%.

La fertilidad fue evaluada usando 5 variables reproductivas (18) señaladas a continuación: 1) Tasa de concepción al primer, segundo y tercer servicio; 2) Intervalo desde el primer servicio hasta la concepción (días en servicio); 3) Número de servicios por concepción; 4) tasa de preñez al final del estudio; 5) Porcentaje de vacas repetidoras de servicio (vacas mostrando al menos 3 servicios infértiles) (5).

Usando una modificación del método reportado por Waterman y col., 1993 (19), se evaluó la actividad ovárica de las vacas no preñadas LL y S durante 45 días después de la primera inseminación, utilizando las siguientes variables: 1) Intervalo interestrual; 2) Expresión del estro; 3) Concentraciones de progesterona de la fase luteal; 4) Anestro y 5) Porcentaje de estros anovulatorios.

Experimento 2: Secreción de Cortisol. Después de determinados los perfiles de progesterona las vacas se agruparon también en 4 grupos: preñadas LL (n=9), preñadas S (n=6), no preñadas LL (n=7) y no preñadas S (n=8). El cortisol se determinó en los días 0, 10, 14,15 y 16 en las muestras tomadas en el experimento 1. El cortisol se midió mediante RIA usando un método sin extracción de fase sólida (Diagnostic Products Co.), validado previamente (4), pero las soluciones estandar (5O µL) de hidrocortisona (cat.# H-2755, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) fueron preparadas en PBS y sus concentraciones fueron 0,1, 0,4, 0,8, 1,5, 3,0, 6,0 y 8,0 µg/dL, sobre la base de las concentraciones de cortisol reportadas por otros autores (24).

Análisis Estadísticos: Los datos proporcionales (tasa de concepción, tasa de preñez, vacas repetidoras, expresión del estro, etc) se analizaron mediante la prueba del Chi-cuadrado comparando las respuestas de las vacas LL y S. Las variables reproductivas continuas (servicios/ concepción, días en servicio y el promedio de la progesterona luteal) se analizaron mediante un análisis simple de varianza utilizando la estación como la variable independiente.Las diferencias en las concentraciones séricas de progesterona y cortisol fueron analizadas en un modelo de parcelas divididas para medidas repetidas (14) con la parcela principal de la estación, estado de preñez y la interacción estado de preñez × estación, utilizando como el término de error la variación de la vaca dentro de la interacción estado de preñez × estación. Cuando se observaron interacciones significativas involucrando el día del ciclo estrual, las diferencias dentro del mismo día se analizaron usando la prueba de Bonferroni (15). También se calcularon las correlaciones entre las concentraciones de progesterona y cortisol en los días del ciclo analizados.

Resultados y discusión

En general, la fertilidad fue mayor en las vacas de la estación LL que en la S, como se demuestra en las variables reproductivas presentadas en el cuadro 1. Igualmente, las variables reproductivas mostradas en la tabla 2 indican que el comportamiento reproductivo, mediante la evaluación de la actividad ovárica durante los primeros 45 días posteriores a la primera inseminación, de las vacas no preñadas fue mejor durante la estación LL que durante la S.

Interacciones significativas (P<0,01) entre la estación y el estado de preñez se detectaron en las concentraciones séricas de progesterona. Durante la estación LL (figura 1A), la progesterona fue mayor (P<0,05) en los días 14 y 17 del ciclo en las vacas preñadas que en las no preñadas. Las concentraciones séricas promedio de progesterona en las vacas no preñadas (cuadro 2) fue mayor (P<0,01) durante las LL que durante la S.

Interacciones significativas (P<0,01) entre la estación y el estado de preñez se detectaron en las concentraciones séricas de cortisol. Durante la S (figura 1B), el cortisol fue mayor (P<0,05) en los días 10, 14 y 16 postinseminación en las vacas no preñadas que en las preñadas. Se encontró una correlación negativa (r= -0,78) significativa (P<0,05) entre las concentraciones séricas de progesterona y cortisol en las vacas no preñadas de la estación S.

El presente estudio es el primero sobre la relación entre la respuesta de la secreción de cortisol y la actividad del cuerpo lúteo en vacas en lactación (raza Carora de Venezuela), durante una estación LL y S en el trópico. Debe enfatizarse que todas las vacas presentaron condición corporal similar (3,5 sobre una escala de 5) durante las dos estaciones, habían sido detectadas en estro al menos una vez (intervalo parto-primer estro fue de 30 ± 5 d), lo cual fue contrastante con la tendencia a presentar ciclicidad silente postparto en razas cruzadas con Holstein en condiciones tropicales (24), y la precisión de la detección del estro fue 100%, basada en el análisis de progesterona.

Cuadro 1. Efecto de la estación sobre la fertillidad en vacas caroreñas.

Valores con diferentes superíndices dentro de líneas difieren significantemente. ^{a, b} P<0,05; ^c,d (P<0,01). ^e Calculado al final del estudio (45 d después del primer servicio).

Aun cuando las vacas estudiadas aquí estuvieron semiestabuladas, se evidenció que la fertilidad fue afectada por la estación S (seca) no obstante ser la raza Carora originada en la región donde este estudio se efectuó. Creemos que este efecto sobre la fertilidad fue producido por el estrés ambiental, no necesariamente por el calor puesto que la temperatura promedio fue solamente 1,5°C más alta en la estación S que en la estación lluviosa (LL). En el ganado lechero, varios autores han mostrado que el cortisol es capaz de disminuir la secreción de LH (6, 9, 25, 30), lo cual pudiera ocurrir durante la estación S en este estudio, quizás produciendo la incidencia más alta de estros anovulatorios en la estación S. Es posible que en las vacas Carora la secreción de LH aumenta y la de cortisol disminuya a medida que el intervalo postparto progresa, como ha sido demostrado en vacas de carne durante el amamantamiento (33) y que pudieran haber diferencias en esta relación entre la LH y el cortisol entre vacas Carora durante las estaciones S y LL. Benmrad y Stevenson (3) reportaron una tasa de concepción al primer servicio (42%) y número de servicios/concepción (1,8) similares a los encontrados en la estación LL en este estudio. Los resultados inusuales que 20 de 20 vacas concibieron al tercer servicio y que la tasa de concepción en este servicio fue mayor que la registrada en el primer y segundo servicio en las vacas LL, indican que en las vacas Carora la tasa de concepción es mayor a medida que el período postparto es más largo, lo cual puede ser influído por el decremento en el pico de producción de leche puesto que el balance energético negativo está siendo inhibido durante la estación LL. Las variables empleadas en este estudio para medir la fertilidad (cuadro 1) pudieran servir para evaluar el comportamiento reproductivo del ganado explotado bajo condiciones tropicales.

Cuadro 2. Actividad ovárica durante 45 días después del servicio en vacas caroreñas no preñadas. Efecto de la estación.

Valores con diferente superindices dentro de líneas, difieren significantemente. ^a,b P (<0,05). ^c,d P (<0,01). ^e Análisis de Chi-cuadrado incluyó los 4 intervalos interestruales y las dos estaciones usando 3 grados de libertad. Las otras variables usaron 1 grado de libertad. ^fProgesterona promedia entre los días 5 al 15 post-inseminación.

Este estudio reporta un porcentaje mayor de intervalos interestruales regulares(20-22 d) y de expresión del estro en la estación LL que en la S, indicando que quizás el eje hipotálamo-pituitario-ovárico fue menos inhibido por la retroalimentación negativa inducida por el cortisol (27) en la estación LL. La expresión de estro más baja en la estación S, muestra que la incidencia de ovulación sin estro en esta estación podría ser un factor importante en disminuir la eficiencia reproductiva. La detección de estro más baja podría ser causada por duración corta del estro o por procedimientos deficientes en su detección, así como también la falla presentada por la vaca en exhibir el comportamiento de estro. La eficiencia en la detección del estro en el hato utilizado en este estudio, puede ser criticado como una debilidad potencial, pero no la precisión en la detección del estro, como fue anotado previamete, Adicionalmente, durante la estación S hubo más ciclos estruales largos (23- 27 d), quizás como evidencia indirecta de la presencia de un embrión, pero estos ciclos largos pudieran también ser debidos a cuerpos lúteos con duración más larga que el promedio sin la presencia de un embrión (5).

Figura 1. Concentraciones séricas promedio de progesterona (curvas) hasta el día 27 después de la primera inseminación en vacas Carora preñadas (n = 26 vs 24) y no preñadas (n= 24 vs 20), y de cortisol en los días 0, 10, 14, 15 y 16 en vacas Carora preñadas (n = 9 vs 6) y no preñadas (n= 7 vs 8) durante las estaciones lluviosa (A) y seca (B), respectivamente. Todas las vacas no preñadas incluídas presentaron un cilo estrual de 22 días, lo cual fue determinado retrospectivamente. Medias con superíndices diferentes difieren significantemente: ^a,b P<0,05; ^c,d P<0,01. Día 0 = día de la inseminación.

En la presente investigación, el porcentaje de vacas repetidoras fue mayor en la estación S. Las causas de vacas repetidoras en este trabajo podrían ser: 1) ciclos estruales cortos (10-14d); 2) secreción de progesterona más baja encontrada en las vacas no preñadas de la estación S en los días 10,14 y 15, lo cual está de acuerdo con los niveles de progesterona plasmáticos correlacionados con la preñez antes del reconocimiento maternal de la preñez (28); y 3) una incidencia más alta de estros anovulatorios, aunque no tan alta (33%) como la encontrada en una región tropical del Perú (11). En efecto, nosotros reportamos recientemente una incidencia importante de ciclos estruales anovulatorios en cabras mestizas que registraron niveles bajos de LH, bajo las mismas condiciones tropicales estudiadas aquí (23). Hubiera sido interesante medir estradiol en este estudio, puesto que si el estrés ambiental durante la estración S aumentó el estradiol durante el reconocimiento maternal, esto pudiera jugar un rol en la baja fertilidad encontrada en este estudio (35). Además, concentraciones altas de cortisol secretado durante la estación S pudieran inhibir directamente los receptores de LH en las células granulosas de la vaca (20).

El hallazgo más importante de este estudio consistió en las concentraciones séricas de cortisol mayores en las vacas no preñadas que en las preñadas durante la estación S en los días 10, 14 y 16 (figura 1B). Esto sugiere que la corteza adrenal en las vacas Carora es más sensible a secretar cortisol durante la estación S, lo cual podría afectar la la preñez temprana mediante mecanismos que inducen la luteólisis temprana (12, 21). Además, factores ambientales de la estación S pueden haber perturbado la producciónde progesterona en las células luteales, quizás a través de una interacción entre la duración de la secreción de prostaglandina F_2a y la liberación de cortisol, como fue sugerido en vacas de carne (33), afectando la actividad del cuerpo lúteo mediante péptidos opiodes endógenos (7). Nosotros enfatizamos que los incrementos en las concentraciones séricas de cortisol encontrados durante la estación S en este estudio, podrían ser la causa de la disminución en la secreción de progesterona y de la incidencia mayor de intervalos interestruales cortos (10-14 d) (cuadro 2) en las vacas no preñadas de la estación S, lo cual es indicativo de la presencia de un cuerpo lúteo subfuncional (12).

Finalmente, el hallazgo en este estudio es que el cortisol está asociado con niveles bajos de progesterona, coincidiendo en primer lugar con el uso de glucocorticoides sintéticos para inducir el parto en varias especies incluyendo las vacas (19); en segundo lugar con el reciente reporte de que dosis luteolíticas de prostaglandina F2a incrementaron las concentraciones plasmáticas de cortisol en vacas en lactación (2); y finalmente con nuestro trabajo sobre hipercortisolemia crónica la cual pudiera disminuir la secreción de progesterona por el cuerpo lúteo en la perra (22).

La secreción de cortisol incrementada en la estación S encontrada en este estudio, puede indicar no necesariamente que un estado patológico se ha desarrrollado, como fue anotado por Moberg (27), sino que las vacas Carora tienen la habilidad para regular la secreción de cortisol y así realizar los cambios fisiológicos apropiados y asociados con la estación S, como fue postulado cuando los toros fueron reubicados a diferentes condiciones ambientales (4). En este sentido, fue interesante en este estudio que las concentraciones de cortisol sérico estuvieron alrededor de 1 mg/dL en el día 0 durante las dos estaciones, es decir, doblando el cortisol de los días 10, 14, 15 y 16 de la estación lluviosa, lo cual indica que la secreción de cortisol es incrementada por efecto de una situación fisiológica, en este caso, el estro (2).

En resumen, así parece que en las vacas Carora la corteza adrenal es más susceptible a secretar cortisol durante la estación seca que durante la estación lluviosa bajo las condiciones tropicales estudiadas aquí. El incremento en la secreción de cortisol sería capaz de comenzar varios mecanismos relacionados con el eje hipotálamo-pituitario-ovárico que afectarían la función del cuerpo lúteo en la producción de progesterona, lo cual causaría fases luteales cortas o disminución en la secreción de progesterona, los cuales fueron encontrados en este estudio. Se recomienda comparar estos resultados en vacas Carora con vacas no nativas, por ejemplo, Holstein, explotadas bajo las condiciones tropicales estudiadas.

Agradecimientos

Esta investigación fue financiada por el CDCHT de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado (UCLA) de Barquisimeto, Venezuela y por el Departamento de Salud y Producción Animal del Organismo Internacional de Energía Atómica de Viena (FAO/IAEA). También agradecemos al personal de la Hacienda Montevideo y al MV. S.Puzzar y a la Br. M. Arteaga por su ayuda en el centro de computación.

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