Ripristino dell’attività ovarica nella bovina in post-partum Carlo Tamanini Università di Bologna 18 Marzo 2017

GnRH e liberazione di LH Fase luteinica Fase follicolare Picco di LH GnRH LH

Theca Externa Theca Interna Antrum Cumulus Oophorus Granulosa Cells Cavity contains follicular fluid - serum like Cumulus Oophorus Granulosa Cells Zona Pellucida (2N) Primary Oocyte

Ruolo del follicolo • produce estradiolo • libera l’oocita al momento dell’ovulazione • dopo la rottura dà luogo al CL

Sistema Insulin-like Growth Factor (IGF) • stimola la proliferazione delle cellule della granulosa • sensibilizza le cellule della granulosa all’FSH • svolge un ruolo nella transizione da follicoli di 2-4 mm a follicoli della fase FSH-dipendente (>5mm) • svolge un ruolo chiave nella selezione del FD • scarsità di IGF nei follicoli atresici

• biodisponibilità di IGF determinata dai livelli di BP IGF-BPs • biodisponibilità di IGF determinata dai livelli di BP • BP 2, 4, 5 (basso pm; locali) • BPs 3 (elevato pm; sistemica)

Accrescimento del follicolo: 3-4 mesi (fasi gonadotropina-indipendente e gonadotropina-dipendente) Fase gonadotropina-dipendente: (foll. antrale) - il follicolo diventa FSH-dipendente - l’FSH stimola la formazione dell’antro - il follicolo produce E2 L’accrescimento follicolare si verifica ad ondate

Coorte di follicoli in accrescimento Emergenza • l’aumento dell’FSH dà luogo ad una coorte di follicoli che producono E2 • fase di accrescimento comune ma il futuro FD emerge prima (gerarchia di sviluppo) • “deviazione” nell’accrescimento a 8-9 mm - il FD continua a crescere - lo sviluppo dei subordinati cessa

Selezione del follicolo • Diminuzione dell’FSH, selezione della “quota” ovulatoria (aumento dell’LH, recettori nelle cellule della granulosa, elevate quantità di E2 e IGF-I nel FF) FSH elevato FSH – FD multipli basso FSH – unico FD 1 3 5 Giorni del ciclo

Il FD impedisce l’accrescimento di altri follicoli Follicoli emergenti FD selezionato 1 2 3 4 5 Giorno del ciclo FSH Follicoli atresici Il FD impedisce l’accrescimento di altri follicoli  FSH LH 6

Destino del follicolo Sviluppo del FD 8 h giorni giorni 8 h Pulsatilità dell’LH Sviluppo del FD Turnover + Atresia LH 8 h diam FD giorni maturazione finale + ovulazione diam FD giorni LH 8 h

Cicli con 2 ondate =G0 Giorno del ciclo FSH o P4 Estro 5 10 15 20

Cicli con 3 ondate LH LH 8 h 8 h LH 8 h Estro =G0 5 10 15 20 Giorno del ciclo FSH o P4

Durata della Dominanza Due ondate Tre ondate Lunghezza del ciclo (gg) 21.2 ± 0.5 24.5 ± 0.7 Diam del foll ov (mm) 17.2 ± 0.3 16.0 ± 0.5 Età del foll ov (gg) 6.7 ± 0.3 5.2 ± 0.4 % di gravidanza 63% 81% % di vacche 68% 30% (Townson et al., 2002)

FSH, LH, P4 e ondate follicolari 5 10 15 Giorno del ciclo 2 4 Diametro follicolare (mm) 6 8 12 LH 14 16 18 Concentrazione di FSH o P4

• Durante i primi due trimestri di gravidanza l’accrescimento follicolare continua a intervalli di 7-10 giorni • Nelle fasi finali della gravidanza, il potente feedback negativo di P4 ed E2 sopprime l’aumento transitorio dell’FSH che stimola l’accrescimento follicolare; durante gli ultimi 20-25 giorni di gravidanza le ovaie sono quiescenti.

• Aumento transitorio di FSH (entro 3-5 gg) Eventi ormonali subito dopo il parto • Bassi livelli di P4 e E2 • Aumento transitorio di FSH (entro 3-5 gg) • Emergenza della 1a ondata foll entro 2 sett • Il FD ovula se produce sufficiente E2

La pulsatilità dell’LH è influenzata da: • produzione, BCS, assunzione di alimento • disponibilità di IGF-I, malattie (ritenzione placentare, endometrite, metrite) Le malattie uterine riducono la produzione di E2 da parte del FD e ritardano il picco di LH e l’ovulazione

Ovulazione o atresia del primo FD pp Pulsatilità dell’LH Ovulazione o atresia del primo FD pp FSH P4 Post-Partum Pre-Partum No ovulazione Parto Ovulazione E2 Vacca da latte Vacca da carne

Destino del primo FD post-partum DF in: Vacche da carne • buon BCS: FD dell’ondata 3.2 (circa 30 gg) • scarso BCS: FD dell’ondata 10.6 (70-100 gg) Vacche da latte • ovulazione (30 - 80% di bovine) • atresia (15 - 60% di bovine) • cisti (0 - 5% di bovine)

Destino del FD post partum FSH 5 10 15 20 25 FSH 30 gg pp Vacca da carne – Buon BCS: ovulazione del 2°-4° FD BCS scarso: ovulazione del 6°-12° FD

• ovulazione silente (senza estro) Prima ovulazione pp • ovulazione silente (senza estro) • elevata incidenza (> 70%) di cicli brevi (8-12 gg) • prematura liberazione di PGF2α • seconda ovulazione dopo 9 -11 gg, generalmente associata ad espressione di estro Nota: Il priming con P4 è fondamentale nei ruminanti

• le vacche da latte in pp tendono ad avere livelli di P4 inferiori a quelli delle vacche cicliche • modico aumento della pulsatilità dell’LH • prolungato accrescimento di ogni FD • maggior percentuale di vacche con una quarta ondata • il turnover del FD è correlato alla durata della dominanza di ogni FD; le bovine con una durata inferiore tendono a presentare una maggior % di concepimento L’alimentazione può influenzare la durata della dominanza del FD e il numero delle ondate follicolari

Anestro – Mancata ovulazione del FD 1) Durata dell’anestro – dipende dal BCS da latte - 5-20% di quelle ad elevata produzione da carne - BCS < 2.25 30-70% - BCS > 2.25 10-30% Il BCS deve essere monitorato da prima del parto alla prima IA cause - ridotta pulsatilità dell’LH e sensibilità ovarica all’LH - scarsi livelli di IGF-I, glucosio e insulina - scarsa produzione di E2 e P4

Cisti follicolari • Le cisti aumentano fino a >20-25 mm diam in un periodo di 10-40 gg in assenza di un CL • L’estradiolo non è in grado di indurre il picco di LH/FSH (ma la pulsatilità dell’LH è normale) • Il P4 è basso, l’E2 è elevato (comportamento estrale all’inizio della vita della ciste) • L’E2 elevato e l’inibina sopprimono i livelli di FSH: nessuna ondata follicolare fino a quando la ciste non diventa E2-inattiva • Il nuovo FD può ovulare, andare incontro ad atresia o diventare cistico

Utilizzo di ormoni per indurre l’ovulazione di un FD a) somministrazione di GnRH o hCG • il GnRH determina la liberazione di LH/FSH • l’hCG agisce come l’LH • fanno ovulare un FD se presente • assenza di estro e cicli brevi • nessun effetto prima della dominanza FD>10mm

a) Effetto del GnRH sulle ondate follicolari FSH Dipendente LH Dipendente FSH ¯ ¯ Nessun effetto del GnRH Il GnRH fa ovulare il FD

Il GnRH non ha effetto se somministrato all’emergenza: la coorte di follicoli continua tranquillamente a svilupparsi Pertanto: L’efficacia del GnRH dipende dalla presenza di un FD al momento della sua somministrazione

b) Uso di P4 per indurre l’estro e l’ovulazione • permette la coincidenza fra estro e prima ovulazione • riduce l’incidenza di cicli brevi • stimola l’utero

Sommario e Conclusioni • L’aumento dell’FSH si osserva entro 3-5 gg dal parto • Le ondate follicolari riprendono entro 2 settimane • La prima ovulazione è di solito silente ed è seguita da un ciclo breve • Il ritardo dell’ovulazione dipende da un deficit di pulsatilità dell’LH • Il ripristino dell’ovulazione viene ottimizzato da management e alimentazione appropriati prima del parto; è necessaria la sensibilizzazione con P4