Descrição sucinta das pesquisas com reprodução de ruminantes realizadas pelo Instituto de Zootecnia/APTA

A rentabilidade de qualquer sistema de produção animal depende, basicamente, da eficiência do desempenho produtivo, da qualidade do produto e, principalmente, da eficiência reprodutiva, uma vez que a matéria prima necessária para realizar as características produtivas é dependente do processo reprodutivo. Em razão disso, nos sistemas de produção animal, estima-se que o aumento da eficiência reprodutiva é 10 a 20 vezes mais importante do que o melhoramento da qualidade do produto (Barbosa, 2003).

A otimização da reprodução implica, por um lado, a adoção de práticas adequadas de manejo (sanitário, alimentar, etc.) e de melhoramento genético (seleção de animais com valor genético superior à média do plantel) e, por outro lado, a possibilidade de controlar os processos reprodutivos, por meios naturais, farmacológicos ou inclusive pela manipulação de gametas e embriões.

Apoiado nessa lógica, o Instituto de Zootecnia (IZ), órgão de pesquisa da Secretaria de Agricultura e Abastecimento (SAA) do Governo do Estado de São Paulo vem realizando estudos na área de reprodução animal desde sua criação oficial, em 1970 (SANTIAGO et al., 1970). É importante mencionar que as ações da SAA destinadas a fomentar a produção animal no estado remontam ao ano de 1905, com a criação do Posto Zootécnico Central na cidade de São Paulo, SP, que, para alguns, seria o marco inicial de origem do IZ (PEDREIRA, 1991). Após diversas reformas organizacionais, o IZ foi criado a partir da ampliação da Divisão de Zootecnia e Nutrição Animal do extinto Departamento de Produção Animal, do qual recebeu como herança a contribuição de excelentes pesquisadores atuando na área de reprodução animal, com destaque para os Drs Armando Chieffi e Leovigildo Pacheco Jordão os quais participaram de forma decisiva na validação e divulgação das tecnologias relacionadas com a inseminação artificial nas décadas de 60 e 70 (SANTIAGO et al., 1970).

A presente revisão objetiva descrever e analisar as pesquisas na área de reprodução de ruminantes desenvolvidas pelo IZ no período de 1970 a 2008, considerando os resultados mais relevantes, seja para o avanço do conhecimento, seja na geração e/ou validação de tecnologias reprodutivas disponíveis para o produtor.

As pesquisas do IZ têm contribuído significativamente para o conhecimento das variáveis que influenciam a fisiologia da reprodução. Em gado de corte, levantamentos realizados, inicialmente, em condições de monta não controlada, mostraram que as parições acontecem durante o ano tudo, mas existe uma concentração natural das parições no segundo semestre (DRUDI et al., 1976; BARBOSA et al., 1978). TUNDISI et al. (1974) e PACOLA et al. (1977) mostraram a viabilidade de reduzir o período da estação de monta, em gado zebu, de 5 para 3 meses. Por sua vez, SANTIAGO et al. (1983) e PACOLA e BOIN (1985) mostraram que a estação de monta no período da seca, de Abril a Julho, não reduz a fertilidade das vacas, em comparação ao período das águas, de Outubro a Janeiro, com a vantagem de aumentar a sobrevivência dos bezerros. Para não afetar a fertilidade das vacas que aleitam na seca, TEDESCHI et al. (2002) evidenciaram a necessidade de realizar manejo alimentar adequado, em conseqüência da escassa disponibilidade de alimento nesse período.

Em gado de leite, SIQUEIRA et al. (1975) estabeleceram a duração do período de gestação de vacas holandesas, de 261 a 293 dias e mostraram que o sexo das crias influencia a duração desse período em que fetos machos aumentam em um dia a gestação. PIRES et al. (1977) realizaram estudo da eficiência reprodutiva de gado europeu suíço e zebuíno guzerá e os seus cruzamentos. A idade à primeira cria da raça dos três grupamentos genéticos foi de 44,1, 43,8 e 33,1 meses (P<0,05), enquanto o intervalo entre partos foi de 455,3, 452,7 e 416,0 dias (P<0,05), respectivamente, mostrando a importância do vigor híbrido para características reprodutivas no gado de leite. Ainda, em gado de leite, ALVAREZ et al. (1989b) mostraram a viabilidade técnica do uso de testes imunoenzimáticos para diagnosticar precocemente a gestação, em condições de campo. Embora bastante preciso para detectar fêmeas vazias (>95%) e gestantes (~85%) 21 dias após a inseminação, o teste imunoenzimático da dosagem de progesterona teve como limitante o alto custo unitário. Dessa forma, pesquisas adicionais devem ser desenvolvidas para tornar viável essa tecnologia ao produtor.

Na espécie bubalina, destacam-se os estudos sobre fisiologia da reprodução, desenvolvidos nas estações experimentais do IZ localizadas em Castilho - SP e no Vale do Ribeira - SP. Em Castilho, NOGUEIRA et al. (1989) avaliaram o desempenho reprodutivo de búfalos das raças Mediterrâneo e Jafarabadi criadas exclusivamente para a produção de carne na região Noroeste do Estado de São Paulo. Os autores constataram que a fertilidade variava de 73 a 84% e a idade à primeira parição de 1169 a 1094 dias, sendo que 85% das parições acontecerem nos meses de Fevereiro a Abril, confirmando a estacionalidade reprodutiva da espécie. No Vale do Ribeira, BARUSELLI et al. (1996) estudaram a capacidade de recuperação pós-parto do útero de búfalas e observaram que a involução uterina acontece em aproximadamente 25 dias. Essa volta relativamente rápida à normalidade uterina testemunha a rusticidade e a boa capacidade reprodutiva dessa espécie. Em outro estudo, BARUSELLI et al. (1997) acompanharam, por ultra-sonografia, a dinâmica folicular durante a estação reprodutiva dos animais (outono) e concluíram que o crescimento folicular acontece em forma de ondas, semelhante ao padrão observado em outros ruminantes. Cada ciclo estral é composto de 1, 2 ou 3 ondas foliculares, sendo o mais comum o ciclo com 2 ondas. Foi evidenciado, nesse estudo, que a fase luteínica está associada ao número de ondas, que, por sua vez, condicionam a duração do ciclo estral. Essas informações estabeleceram as bases para o controle da reprodução dos bubalinos, seja para o planejamento das coberturas controladas, na estação de monta, seja na implementação de programas de inseminação artificial (IA).

Na espécie ovina, após um experimento de cinco anos, PRUCOLI e BACCARI JR. (1967) determinaram que, no estado de São Paulo, a primavera é a estação mais adequada para realizar a monta nas raças Merino, Ideal e Corriedale. Posteriormente, RODA et al. (1993) realizaram estudos para determinar a viabilidade de implantação de um sistema de acasalamento a cada oito meses de ovelhas de raça Ideal, Corriedale e Suffolk. Após 4 anos de estudos, os autores concluíram que é possível estabelecer um sistema de acasalamento nos meses de Janeiro, Setembro e Maio, o qual resulta em três parições a cada dois anos. Por outro lado, RODA e OTTO (1990) avaliaram a suplementação alimentar pré-acasalamento na prolificidade dos ovinos. Os autores demonstraram que o "flushing" aumentou a freqüência de parições gemelares em 22% na raça Corriedale e 30,5% na raça Ideal.

No início de suas atividades, o IZ teve a IA como foco principal das pesquisas com reprodução animal. Esse direcionamento específico de pesquisa foi provavelmente justificado pela importância da IA como ferramenta de difusão de material genético e controle de doenças da reprodução. Na década de 70, paises da Europa e América do Norte (EUA e Canadá) já mostravam bons resultados no aumento da produção, principalmente de leite, devido à IA com sêmen de touros submetidos a rigorosos programas de avaliação e seleção genética (ALVAREZ, 2007).

No início dos anos 70, o IZ realizava estudos para estabelecer, com precisão, a concentração de espermatozóides no sêmen utilizando o método de espectrofotometria de absorção, como alternativa ao método hematocitomêtrico (PLUT et al., 1973). Ainda nesse período, FERRAZ e GOUVEIA (1973) estudaram a fertilidade de vacas inseminadas com sêmen resfriado de diferentes touros. Os autores não observaram efeito da concentração dos espermatozóides na taxa de prenhez e constataram que determinados touros requerem um menor número de espermatozóides para conseguir uma prenhez. Atualmente, as Centrais de IA consideram o critério de fertilidade dos touros para estabelecer o número de espermatozóides por dose.

Com relação à qualidade do sêmen, quando avaliadas isoladamente as características físicas do ejaculado (concentração de espermatozoides, motilidade espermática, porcentagem de vivos e aspectos morfológicos) não são suficientes para avaliar a qualidade do sêmen (RONCOLETTA et al., 1999). Dessa forma, foram iniciadas as pesquisas visando correlacionar a atividade enzimática e as características do sêmen (FERRAZ et al., 1977), as quais tiveram continuidade nos anos 80, com destaque para os estudo das enzimas transaminases (glutamato oxaloacetato transaminase e glutamato piruvato transaminase) e fosfomonoesterase (fosfatases ácida e alcalina) realizados por CASTRO et al. (1983; 1986a; 1986b). Os autores concluíram que a atividade dessas enzimas estava positivamente correlacionada com a qualidade e a congelabilidade do sêmen. Atualmente, algumas centrais de IA do Brasil utilizam a analise bioquímica do sêmen, em complementação aos métodos físicos de avaliação.

Por outro lado, estudos de coleta de sêmen de touros em condições de campo levaram SILVEIRA et al. (1978) a modificar o aparelho electoejaculador de van Rensburg e de Vos, substituindo os eletrodos em forma de anel por um cilindro plástico, adaptando-se um voltímetro e um dínamo de bicicleta, movido por uma polia à manivela. Esse equipamento possibilitou realizar coletas de sêmen de boa qualidade em propriedades sem energia elétrica. É importante mencionar que, embora atualmente seja motivo de investigação pela comunidade científica devido a seu impacto no bem estar animal, o exame andrológico dos reprodutores, utilizando a estimulação elétrica para coleta do sêmen, ainda é uma prática zootécnica recomendada para ser realizada no período próximo à estação de monta.

Os trabalhos sobre sincronização do cio, em bovinos, realizados no IZ, contribuíram para a compreensão dos mecanismos de ação das prostaglandinas e para a validação de novos protocolos para inseminar em tempo fixo, sem a necessidade de observar o cio.

Assim, uma série de experimentos realizados em Nova Odessa mostrou que metade da dose convencional de Cloprostenol (análogo de prostaglandina F2α), aplicada por via intramuscular (im) era suficiente para provocar luteólise, cio e ovulação em vacas (Alvarez et al., 1991a) e novilhas (ALVAREZ et al., 1987a; Alvarez et al., 1991b;) leiteiras. Contudo, os resultados também mostraram que, independentemente da via de aplicação, uma parte significativa (20%) dos animais tratados com um quarto da dose apresentou luteólise parcial (decréscimo dos níveis de progesterona, mas sem ultrapassar o limite de 1 ng/ml), sem ovulação. Esses estudos, posteriormente confirmados por outros autores (FERNANDES et al., 1995; MEIRA et al., 2006), tiveram o mérito de contestar a pratica de aplicar a PGF2α (ou seus análogos sintéticos) na mucosa vulvar.

Com relação à sincronização da ovulação e IA em tempo fixo, as pesquisas do IZ foram as primeiras em reproduzir, em gado de leite e bubalinos, os resultados apresentados por PURSLEY et al. (1995), da Universidade de Wisconsin, USA. Os resultados desses experimentos confirmaram que o uso do protocolo Ovsynch, baseado na aplicação de GnRH - PGF2α - GnRH, pode resultar em taxas de prenhez semelhantes às observadas no cio natural (BARUSELLI et al., 1999; BARUSELLI et al., 2001; ALVAREZ et al., 2003), sendo uma ferramenta de grande valor para facilitar a prática da IA, tanto em gado de corte como de leite.

O IZ foi uma das instituições pioneiras, no Brasil, em trabalhar com transferência de embriões (TE) nas espécies bovina, bubalina e ovina. As pesquisas TE iniciaram no IZ em 1985, devido ao interesse institucional em desenvolver tecnologias destinadas a explorar a via materna dos animais de interesse zootécnico, visando a multiplicar genótipos de maior qualidade genética para características produtivas ou adaptativas. A TE pode ser definida como o conjunto de técnicas de manipulação fisiológica (superovulação, sincronização do cio, controle da ovulação), mecânica (recuperação e transferência de gametas e embriões, micromanipulação), biológica (cultura de oócitos e embriões) e biofísica (criopreservação), capazes de otimizar diversos programas zootécnicos de produção animal (Alvarez, 1989).

Os primeiros resultados dos experimentos realizados no IZ na espécie bovina foram publicados em 1986 e tiveram como objetivo comparar a eficiência dos hormônios gonadotroficos de origem humana (Human Menopausal Gonadotropin- HMG) e suína (Follicle Stimulant Hormone- FSH) para induzir superovulação em vacas zebu (ALVAREZ et al., 1986; ALVAREZ et al., 1987b). Nesses estudos foi confirmado que, da mesma forma que na espécie Bos taurus taurus, o tratamento superovulatório em vacas zebu pode ser iniciado de 8 a 12 dias após o cio, sendo os dois hormônios igualmente eficientes.

O uso da gonadotrofina coriónica de origem eqüina (eCG) foi testado em vacas holandesas de alta produção (ALVAREZ et al., 1989a). Nesse experimento foi avaliado o uso de anticorpos anti-eCG, no período da IA, para neutralizar a ação do eCG, cuja atividade biológica provoca excessiva resposta ovariana e prejudica a qualidade dos embriões. Os resultados desse trabalho mostraram que esse tratamento aumenta a qualidade dos embriões das vacas tratadas com eCG, sendo a produção de embriões comparável ao tratamento com FSH (controle). O interessante desse protocolo foi o baixo preço do eCG e a facilidade de aplicação, pois são necessárias duas injeções, eCG e antieCG, contra oito do tratamento FSH.

Um dos principais fatores que condicionam a resposta ovariana aos tratamentos de superovulação é a dominância folicular, em que o maior folículo secreta fatores inibidores do crescimento dos folículos menores. Entretanto, a presença de um grande folículo muitas vezes não resulta em diminuição da resposta ovariana, provavelmente porque o folículo iniciou o processo de atresia (ALVAREZ et al., 1995).

A dificuldade de estabelecer a dominância folicular, considerando unicamente o aspecto morfológico do folículo, levou nossa equipe a considerar a via imunológica para tentar bloquear a dominância folicular. Anticorpos contra liquido folicular bovino (AcLFb) foram produzidos em ovelhas (ALVAREZ et al., 1997a) e testados em novilhas ovariectomizadas (ALVAREZ et al., 1998b). A aplicação de LFb às novilhas castradas reduziu os níveis de FSH a concentrações basais, enquanto o LFb adicionado de AcLFb manteve inalteradas as concentrações de FSH. A estratégia de controlar a dominância folicular utilizando AcLFb foi avaliada em diversos trabalhos de superovulação e coleta de embriões em bovinos (ALVAREZ et al., 1994a; 1998a; 1998c; 1999b). A aplicação de AcLFb (imunização passiva), no momento da superovulação, não influenciou a média de embriões recuperados ou o padrão hormonal, porém, nenhum embrião foi recuperado em aproximadamente 20% dos animais controle, enquanto que todos os animais que receberam o AcLFb produziram ao menos um embrião viável.

Uma outra abordagem para diminuir a variabilidade da resposta e aumentar o número de embriões consiste em aumentar o número de folículos que respondem ao estimulo hormonal das gonadotrofinas (ALVAREZ, 1989). Para tanto, FSH puro ou acrescentado de LH foi injetado no início do ciclo ("priming") e os animais foram superovulados normalmente no meio do ciclo (CARVALHO et al., 2000). Houve diferença (P<0,10) de embriões produzidos com esse tratamento (7,5 ± 0,5) em comparação ao controle (5,3 ± 0,5). Recentemente, dados preliminares mostraram resultados animadores quando o "priming" com FSH foi substituído por eCG e a superovulação com FSH foi associada a um protocolo de sincronização da onda de crescimento folicular.

A TE foi utilizada, igualmente, para avaliar o efeito da consangüinidade na reprodução, um tema que gera controvérsia. Um rebanho do IZ, com diferentes taxas de endogamia, foi submetido à superovulação e coleta de embriões (ALVAREZ et al., 2005). O grau de endogamia, de até 20%, da doadora não afetou a quantidade de embriões recuperados, porém, o número de embriões transferíveis diminuiu em animais com mais de 9% de endogamia. Essa informação é de particular importância para o planejamento de programas de melhoramento baseados em núcleos de seleção que utilizam o método de Ovulação Múltipla e Transferência de Embriões (MOET) em que os animais podem apresentar altos níveis de endogamia.

Experimentos com superovulação e produção de embriões na espécie bubalina resultaram na obtenção dos primeiros embriões dessa espécie, no Brasil (ALVAREZ et al., 1990). Foi constatada uma boa resposta ovariana aos diferentes hormônios (FSH ou eCG), mas a taxa de recuperação de embriões foi de 1,6 embriões por coleta, sendo esse índice relativamente inferior ao obtido em bovinos. Em estudo posterior, onde foram acompanhados os níveis de progesterona dos animais superovulados, foi sugerido que a baixa produção de embriões podia estar relacionada ao período de ovulação ou à velocidade de trânsito dos embriões no oviduto (ALVAREZ et al., 1994b). Trabalhos paralelos realizados na espécie bovina mostraram que embriões retidos no oviduto no momento da coleta podem explicar a baixa taxa de recuperação em alguns animais supeovulados (ALVAREZ et al., 1999a)

As primeiras pesquisas do IZ com TE na espécie ovina foram iniciadas em 1988, no Posto experimental de Ovinos e Caprinos de Itapetininga, SP (ALVAREZ e FEITOSA, 1991). Ovelhas Ideal foram superovuladas com HMG ou eCG após um tratamento de sincronização da onda folicular com esponjas vaginais impregnadas com Acetato de medroxiprogesterona, confeccionadas no IZ. A coleta de embriões foi realizada por via cirúrgica. Em média, foram recuperados 4,8 embriões, dos quais 2,1 viáveis. A transferência de um ou dois embriões em sete receptoras Suffolk, previamente sincronizadas com as doadoras, resultou em quatro gestações e os primeiros cordeiros nascidos no estado de São Paulo com o uso dessa técnica.

O número de embriões produzidos em doadoras submetidas ao processo de superovulação é restrito e altamente variável (ALVAREZ, 1989). Dessa forma, a obtenção de oócitos por punção folicular de ovários, no animal vivo ou após o abate, maturação, fecundação in vitro e posterior cultivo até o estágio da transferência (blastocisto), constitui uma alternativa extremamente interessante para a produção de embriões de interesse genético ou comercial. Em anos recentes, o IZ realizou diversos experimentos destinados a aprimorar as técnicas de produção de embriões FIV (COELHO et al., 2002), a identificar a viabilidade dos embriões utilizando métodos bioquímicos (COELHO et al., 1998a) e citogenéticos (Pires et al., 2005). Igualmente, a técnica de FIV foi empregada como uma ferramenta de avaliação da capacidade fecundante do sêmen de reprodutores destinados para IA (COELHO et al., 1998b).

O IZ desenvolveu experimentos destinados à preservação de oócitos e embriões (ALVAREZ et al., 1991c), ao aproveitamento de embriões de qualidade inferior após estratégias de cultura in vitro antes da transferência em receptoras (ALVAREZ et al., 2008), bem como à micromanipulação de embriões visando aumentar a eficiência de produção de gêmeos monozigoticos (ALVAREZ et al., 2008).

PIRES et al. (1985; 1994) estudaram a incidência de anomalias cromossômicas em raças européias, chamando a atenção para a translocação robertsoniana 1/29 e o quimerismo. No caso de gado zebuíno, PIRES et al. (1999) relataram, pela primeira vez, a presença do mosaicismo 59,X0/60, XX/61, XXX e sua implicação na eficiência reprodutiva. Atualmente, o IZ realiza avaliações periódicas dos reprodutores destinados à coleta de sêmen das principais centrais de IA do estado de São Paulo, evitando, assim, a possibilidade de difundir determinadas anomalias genéticas ao resto da população.

 

A analise retrospectiva dos produtos tecnológicos resultantes das pesquisas com reprodução das espécies ruminantes de interesse zootécnico nesses quase 40 anos de atividades, confirma o empenho da instituição em oferecer informações tecnológicas nessa área de conhecimento. As realizações no passado tornam otimistas as perspectivas para que, no futuro, o IZ possa continuar a cumprir com seu papel de Estado, isto é: gerar, validar e difundir informações e/ou tecnologias que possam ser capazes de otimizar os sistemas de produção animal, e, dessa forma, contribuir na obtenção de ganhos, econômicos e/ou logísticos, para o produtor.

 

À bibliotecária do IZ, Maria de Fátima pelo auxilio no levantamento das publicações nas revistas BIA e Zootecnia.

 

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