Fertilità al top con i collari: cosa fa la differenza

Il tema di cui ci occupiamo in queste pagine è importante per la ricerca attuale e futura nel settore della vacca da latte, alla frontiera dell'applicazione delle moderne tecnologie anche nel campo della gestione riproduttiva della mandria: parliamo di Monitoraggio automatico dell'attività (Maa) e di altre moderne misurazioni applicabili alla rilevazione dell'estro.
Da sempre, gli indicatori principali di calore sono considerati il "montare" e "farsi montare", ma l'espressione di tali comportamenti è diminuita progressivamente nel tempo all'aumentare del livello produttivo delle bovine. Gli ostacoli principali al riconoscimento del calore dipendono oggi dalla presenza di vacche anovulatorie e di ovulazioni silenti, dall'attenuazione della durata dell'estro e delle sue manifestazioni secondarie, nonché dalla stabulazione in spazi confinati e su pavimentazioni dure. Le tecnologie oggi più comunemente usate si differenziano per la varietà di caratteristiche dell'attività fisica che sono in grado di rilevare (accelerometri, podometri, applicati al collo, agli arti, all'orecchio) ed è ormai consolidata la loro superiore affidabilità nell'identificare i calori rispetto alla semplice osservazione da parte della manodopera aziendale.
 

Maa, limiti e potenzialità

Il sistema di monitoraggio ideale deve fornire una continua osservazione dei singoli animali e deve predire accuratamente il momento dell'ovulazione con un intervento minimo da parte dell'operatore (Senger, 1994). Le manifestazioni comportamentali dell'estro si verificano nel momento in cui i livelli di estradiolo nel sangue proveniente dal follicolo dominante superano una certa soglia; ulteriori aumenti di estradiolo sopra tale livello non accentuano la risposta comportamentale e pertanto nella bovina il calore è stato descritto come un fenomeno del tipo "tutto o nulla" (Alrich, 1994). Lo standing estrus, definito come il periodo in cui la vacca non si sottrae alla monta, è il segno primario di calore nella vacca (Hurnik et al., 1975).

Innanzitutto, quindi, va notato che i sistemi Maa non rilevano il segno principale dell'estro, bensì l'aumento dell'attività fisica che è uno dei vari segni secondari di calore, ritenuti in verità oggi ancor più significativi per il riconoscimento di questa fase fondamentale del ciclo della bovina. Tuttavia, a differenza dei pedometri che rilevano semplicemente la variazione nel numero di passi compiuti per unità di tempo come indice dell'attività fisica, altri strumenti sono in grado di misurarla in modo più preciso e costante grazie all'applicazione di accelerometri o processori elettromeccanici che rilevano in continuo le forze di accelerazione gravitazionale in tre dimensioni.

Ottimizzare l'intervallo di tempo tra l'inseminazione e l'ovulazione è cruciale per il successo della fertilità nella bovina per consentire capacitazione e trasporto dello sperma nel sito di fertilizzazione dell'oocita, che ha un'emivita breve.
La grande variabilità di questo periodo costituisce il vero limite dell'applicazione della rilevazione dei calori con sistemi automatici. Vari studi con applicazione di protocolli e apparecchiature diverse (pedometri, collari, sensori di pressione, ecc.) hanno complessivamente riportato un intervallo costante di circa 27-30 ore tra l'inizio dell'estro e l'ovulazione facendo supporre che questi strumenti possano predire abbastanza correttamente il momento ottimale per l'inseminazione (Roelofs e van Erp, 2015).

Come regola generale la fase ideale per compiere la fecondazione è stata individuata tra le 24 e le 12 ore prima dell'ovulazione, e in particolare tra le 5 e le 17 ore dopo l'inizio dell'attività e quindi del calore misurati da pedometri, collari e altri sensori di pressione. Numerosi studi americani hanno inoltre evidenziato che una proporzione significativa, in media dal 20 al 30% delle bovine al termine del periodo di attesa volontario tra i 50 e i 75 Dim, sono animali anovulatori e che pertanto non possono essere riconosciuti in calore da nessun tipo di sistema di rilevazione dell'estro (Fricke et al., 2014; Bamber et al., 2009). Una frazione leggermente inferiore invece, intorno al 10% sul totale degli animali alla prima fecondazione, va incontro ad ovulazione ma non viene identificata in calore dai sistemi di monitoraggio: si tratta del 35% delle bovine non identificate in calore secondo Valenza et al. nel 2012 (nel caso di calori sincronizzati utilizzando GnRh seguito 7 giorni più tardi da prostaglandina).
 

Maa e sincronizzazione a confronto

Un'indagine canadese pubblicata sul Journal of Dairy Science nel 2014 si è occupata di comparare le performance riproduttive di mandrie che hanno implementato dei sistemi di Maa con mandrie il cui management è basato sulla sincronizzazione delle FA o su altri programmi, attraverso la valutazione di questionari sottoposti agli allevatori. In media, a 21 giorni, PR%, CR% e HDR% non differiscono tra aziende che si affidano a sistemi Maa (18, 39 e 50% rispettivamente) e programmi di sincronizzazione (17, 38 e 49%) (Neves e LeBlanc, 2014). Le aziende che hanno introdotto sistemi Maa hanno migliorato significativamente il loro PR annuale, dal 15 al 17%, e l'Hdr, dal 42 al 50%, mentre il CR% è rimasto invariato (37% e 35%), e la maggior parte delle aziende coinvolte nell'indagine ha dichiarato di eseguire le fecondazioni in due sessioni ogni giorno, con un intervallo tra l'allarme calore e la FA di 7-12 ore. Pertanto questa ricerca di campo supporta i risultati di altri studi controllati in cui si evidenzia come i programmi basati su Maa conducono a performance analoghe a quelle ottenute con piani di sincronizzazione.

Per quanto riguarda in senso stretto la prima fecondazione, molti studi sono a supporto dell'uso dei piani di sincronizzazione in associazione al rilevamento automatico dell'estro, per cui quegli animali che non sono stati identificati in attività devono essere forzatamente sottoposti ad Ovsynch piuttosto che rimanere nell'attesa di un "allarme calore".
 

Intervallo tra le ri-fecondazioni

Estremamente interessante è il lavoro di Dolecheck et al. pubblicato nel 2016 sul Journal of Dairy Science perché ha confrontato le performance di vacche inseminate usando un programma intensivo di sincronizzazione fino alla terza inseminazione (trattamento 1) con vacche della stessa azienda fecondate sulla base dell'allerta attività data da pedometri (trattamento 2) fino a 90 giorni dalla fine del periodo di attesa volontario (Vwp). Da un lato, quindi, questi risultati non possono essere direttamente estrapolati all'intera mandria perché la vacche considerate (523 in totale distribuite in tre allevamenti del Kentucky) sono state selezionate rigidamente sulla base di vari criteri, dal Bcs all'esame dell'apparato riproduttivo e all'assenza di disturbi clinici nella lattazione. Dall'altro lato, tuttavia, si mette in luce in modo più realistico quella che può essere la ripercussione pratica dell'uso dei sistemi automatici nella gestione complessiva della riproduzione della mandria, anche oltre la prima FA.

Le vacche assegnate al trattamento 1 sono state sottoposte a Presynch-Ovsynch-Resynch; le vacche assegnate al trattamento 2 e non identificate in calore dai pedometri entro 39 giorni dalla fine del Vwp sono state trattate con una singola iniezione di PGF2α o GnRH secondo l'indicazione del veterinario, e in seguito fecondate all'allerta calore. Le vacche nel trattamento 2 (Maa) hanno ottenuto un intervallo tra fecondazioni inferiore di 17,5 giorni (mediana) rispetto alle vacche sottoposte a sincronizzazione nel trattamento 1, grazie al fatto che le vacche vuote sono state rifecondate non appena il sistema Maa le "osservava" nuovamente in calore, mentre le vacche sincronizzate non sono state rifecondate fino al momento della diagnosi di gravidanza.

Infine non si sono riscontrate differenze tra gruppi di trattamento per quanto concerne la probabilità di gravidanza alla prima FA e alle FA successive (CR%), la mortalità embrionale, il PR% e la proporzione di vacche gravide a 90 giorni dalla fine del Vwp. Sulla base di questi dati, è sostenibile la pratica già in uso in molte stalle di associare da una parte la sincronizzazione alla rilevazione visiva dell'estro/ai sistemi Maa dopo la prima FA, e dall'altra di combinare i sistemi Maa e i trattamenti ormonali nelle vacche che non manifestano calore (Vedi anche Grafici 1, 2 e 3).

Nuove misurazioni per la determinazione dell'estro

C'è inoltre ancora ampio spazio di sviluppo e applicazione delle nuove tecnologie in questo campo, dove la direzione principale sarà probabilmente quella di combinare simultaneamente e in automatico la rilevazione dell'attività e di altri dati sullo stato di salute degli animali, come il tempo di ruminazione, di riposo e di alimentazione, e dei livelli di progesterone ed estradiolo nel latte. La combinazione tra tempo di riposo e numero di passi riduce ad esempio di un 10% i falsi positivi rispetto al solo numero di passi (Jònsson et al., 2011). I tempi di decubito e stazione sono stati studiati da Silper et al. (2015) su manze, evidenziando in particolare un legame tra il momento di inizio dell'estro (misurato come aumento di numero di passi) e la durata del periodo di stazione più prolungato. Si ottengono meno bovine inseminate non in estro, dunque, se associamo passi-riposo-stazione in un unico sensore.

Alterazioni delle fasi di decubito durante il calore si sono osservate in modo analogo anche su vacche in produzione (Silper et al., 2017) dove tuttavia la frequenza di base degli intervalli di decubito è risultata maggiore e la durata dei periodi di decubito più breve. È stata inoltre messa in evidenza, come per l'attività, anche per il comportamento di decubito, la relazione tra l'intensità della variazione comportamentale di espressione dell'estro e la probabilità di successo dell'inseminazione: tanto maggiore è la riduzione della durata e della frequenza dei decubiti, tanto più alte sono la probabilità di ovulazione e il numero di gravidanze per FA (Grafici 4 e 5).
In aggiunta il calore si accompagna ad alterazioni del comportamento alimentare. A tal proposito i dati della recente letteratura scientifica appaiono discordanti, e nella maggior parte dei casi i tempi di alimentazione e ruminazione sono stati valutati separatamente. Alcuni lavori riportano un effetto positivo sull'assunzione di alimento (Lukas et al., 2008), altri un effetto negativo (Reith et al., 2014b) con calo del 20% del tempo di alimentazione e del 10% dell'ingestione di SS. Una diminuzione del tempo di ruminazione superiore al 10% durante il giorno dell'estro, identificato con osservazione visiva o Maa, è stata riscontrata in più del 70% delle bovine, mentre circa il 6% ha mostrato aumento del tempo di ruminazione il giorno del calore (Reith e Hoy, 2012): di fatto, una forte variabilità nei tassi di riduzione della ruminazione è stata evidenziata tra animali.

Pahl et al. nel 2015 hanno studiato simultaneamente i tempi di alimentazione e di ruminazione in prossimità dell'estro, valutando la coerenza tra i patterns temporali di questi due parametri, solo per inseminazioni con esito positivo alla diagnosi di gravidanza (il giorno della FA è stato dichiarato giorno 0). I valori medi giornalieri dal giorno -7/-3 prima dell'inseminazione e dal giorno +3/+7 dopo l'inseminazione sono stati calcolati, ottenendo così un "giorno di riferimento" individuale per ogni vacca, per ciascuna variabile dei tempi di alimentazione e ruminazione. Questi valori di riferimento individuali sono stati quindi comparati con ciascuno dei cinque giorni in prossimità del giorno dell'inseminazione (giorno -2, -1, 0, +1, +2).

Le caratteristiche dei tempi di alimentazione sono state calcolate per periodi di 24 ore, mentre quelle dei tempi di ruminazione per periodi di 24 e di 2 ore. Una diminuzione del 20% nei tempi di ruminazione (minuti) è stata riscontrata sia nel giorno dell'inseminazione che nel giorno precedente, mentre una diminuzione del tempo di alimentazione (minuti) del 15% circa è stata misurata il giorno precedente e del 25% il giorno stesso. L'assunzione di alimento (kg di SS) è risultata inferiore e la velocità di alimentazione (kg/min.) maggiore già il giorno prima della FA, ma entrambe apparivano alterate in modo statisticamente significativo solo il giorno stesso dell'inseminazione se confrontate con i valori di riferimento. Le differenze nei tempi di alimentazione-ruminazione erano maggiori tra il giorno prima della FA e il "giorno di riferimento" piuttosto che tra il giorno prima della FA e il giorno stesso della FA.

I cambiamenti nel comportamento alimentare in prossimità dell'estro sono generalmente più a breve termine rispetto a quanto si verifica nel caso del manifestarsi di disordini patologici (ad esempio la persistenza di un'alterazione del comportamento alimentare dura dai 3 ai 5 giorni prima di una diagnosi di chetosi, e in media 8 giorni prima di una zoppia acuta: Gonzalez et al., 2008).

Altri elementi che consentono di distinguere tra un calore e un problema di salute sono il rapporto tra il tempo di alimentazione e di ruminazione e la frequenza e la durata delle visite alla mangiatoia per alimentarsi: il giorno dell'estro le vacche in calore riducono la durata delle visite in mangiatoia, a indicare probabilmente un maggior livello di irrequietezza dell'animale. In totale, l'estensione temporale del periodo caratterizzato da riduzione della ruminazione è risultato in questo studio di 30 ore, a cominciare dalle 6 del giorno precedente la FA e fino alle 12 del giorno dell'inseminazione, senza alterazioni del ritmo circadiano dei patterns di ruminazione, che in genere sono influenzati dalla routine interna delle procedure aziendali.
In generale le due notti precedenti l'inseminazione, tra le 22 e le 4, quando gli animali riposano e ruminano per più tempo e le vacche in calore manifestano i picchi di attività più intensi, rappresentano il momento ideale per misurare le variazioni comportamentali delle bovine. Per questo motivo anche le riduzioni della ruminazione prima dell'estro in questa finestra temporale, e in particolare tra le 00 e le 6 del giorno della potenziale FA, sono le più significative al fine dell'individuazione precoce di animali in calore (Grafico 6).  

Conclusioni

L'integrazione con altre misurazioni comportamentali e fattori fisiologici associati all'estro (livello produttivo, età dell'animale, Bcs, stadio di lattazione, registrazione delle prime ovulazioni dopo il parto e delle caratteristiche dei calori precedenti, ecc.) appare davvero promettente al fine di migliorare ancora le performance dei sistemi automatici di controllo e aiutare nella scelta del momento ideale per la FA. Una prospettiva che in buona parte è già realtà e che merita la nostra attenzione: per dare all'allevatore più consapevolezza e soddisfazione nel proprio lavoro, ma anche più autonomia e libertà.