Verfijning van protocollen verhoogt dierenwelzijn en reproductieve prestaties
Synchronisatieprotocollen zijn geëvolueerd van rudimentaire hormoonbehandelingen tot sterk gecoördineerde systemen voor kunstmatige inseminatie op vaste tijdstippen. Een overzicht.
Oestrussynchronisatieprotocollen bij rundvee zijn ontworpen om de voortplantingscyclus van zowel koeien als vaarzen te controleren of te manipuleren. Ze maken gebruik van hormonale behandelingen om de bronst en ovulatie van meerdere dieren in een koppel op elkaar af te stemmen. Daardoor kan kunstmatige inseminatie efficiënter worden toegepast. Reproductieve efficiëntie vormt immers de basis van een winstgevende veehouderij. In de afgelopen decennia is de wetenschap rond voortplantingsmanagement, met name kunstmatige inseminatie (KI) en oestrussynchronisatie, aanzienlijk geëvolueerd. Daarbij is de manier waarop veehouders hun fokmanagement uitvoeren duidelijk veranderd.
De beginjaren van oestrussynchronisatie (voor 1960)
Vooraleer synchronisatieprotocollen hun intrede deden, waren veehouders volledig aangewezen op visuele detectie van de bronst. Deze methode was echter arbeidsintensief, tijdrovend en vaak onnauwkeurig. Vooral op steeds groter wordende bedrijven, waar het hoge aantal dieren het moeilijk maakte om elk individu goed te observeren, werd het steeds minder haalbaar om uitsluitend op visuele bronstdetectie te vertrouwen. Ook zijn de uiterlijke tekenen van bronst bij hoogproductieve melkkoeien steeds minder uitgesproken, wat de detectie nog verder bemoeilijkte.
Tot halverwege de 20ste eeuw was de kennis over de voortplanting bij rundvee beperkt, en stond oestrussynchronisatie in de kinderschoenen. De introductie van hormonale manipulatie in de jaren 1930 en 1940 vormde de eerste aanzet tot de ontwikkeling van moderne synchronisatieprotocollen. Het belangrijkste doel in deze pioniersfase was het verkrijgen van fundamenteel inzicht in hoe de cyclus van de koe hormonaal gestuurd wordt en in hoe die kennis kon worden ingezet om bronst te beheersen.
In de jaren 1950 begonnen de eerste wetenschappelijke studies die nagingen hoe hormonale sturing de voortplanting bij runderen kon verbeteren. Gaandeweg werd steeds duidelijker welke rol hormonen zoals progesteron en oestrogeen spelen in de regulatie van de cyclus. Baanbrekend onderzoek aan de Universiteit van Wisconsin toonde aan dat oestrus en ovulatie effectief gestuurd konden worden met progesteron.
Ontwikkeling van hormonale protocollen (jaren 1960–1980)
Hoewel hormonale manipulatie van de voortplanting begon in de jaren 1950, kregen gestructureerde oestrussynchronisatieprotocollen pas echt vorm in de jaren 1960 en 1970. In deze periode werd gebruikgemaakt van exogene hormonen om het tijdstip van de bronst te beheersen. De ontwikkeling van synthetische hormonen en een beter begrip van de cyclus bij runderen leidden tot de eerste formele studies.
De ontwikkeling van hormonale behandelingen, zoals prostaglandine F2α (PGF₂α) en kortwerkende vormen van progesteron of synthetische progestagenen, heeft geleid tot 2 fundamentele strategieën voor het beheersen van de oestruscyclus:
• Het verkorten van de cyclus door het opwekken van luteolyse, het afbreken van het gele lichaam. Dit wordt bereikt met PGF₂α of zijn ana-logen.
• Het verlengen van de luteale fase, waarbij het gele lichaam kunstmatig wordt ondersteund via de toediening van progesteron of progestagenen.
Gebruik van prostaglandines
Begin jaren 1970 werd ontdekt dat prostaglandines luteolyse veroorzaken, wat een belangrijke vooruitgang betekende. Prostaglandines zijn natuurlijke hormonen die een cruciale rol spelen in de regulatie van de oestrische cyclus. De introductie van synthetische prostaglandines maakte het mogelijk om oestrus te synchroniseren door het gele lichaam af te breken. Daarbij daalt de progesteronspiegel snel en stelt dezede koe in staat om sneller een nieuwe oestruscyclus te beginnen, waarbij bronst kan worden waargenomen.
Tegen het einde van de jaren 1970 en het begin van de jaren 1980 ontwikkelden onderzoekers een eenvoudig prostaglandineprotocol (figuur 1a), waarbij koeien een injectie met PGF2α kregen, die regressie van het gele lichaam veroorzaakte bij dieren in de luteale fase. Na toediening van PGF2α vertoonden koeien meestal binnen 48-72 uur oestrus. Met het tweefasen-prostaglandineprotocol (figuur 1b), waarbij een interval van 9-13 dagen tussen de doses werd gehanteerd, werd verzekerd dat alle dieren bij de tweede injectie een gevoelig
Protocollen op basis van progesteron
Hoewel prostaglandines een aanzienlijke vooruitgang betekenden, hadden ze beperkingen. Zo werkten deze behandelingen alleen bij dieren die zich in de luteale fase bevonden, wat de toepasbaarheid beperkte. Daarom begonnen onderzoekers in de jaren 1980 het gebruik van exogeen progesteron te verkennen. Progesteron of progestagenen bootsen een natuurlijke hoge progesteronspiegel na, waardoor de cyclus tijdelijk onderdrukt wordt. Bij het stopzetten van de behandeling daalt de progesteronconcentratie, wat leidt tot het hervatten van de cyclus en het optreden van oestrus op een voorspelbaar moment.
Zo werden de CIDR’s (Controlled Internal Drug Release) ontwikkeld. Deze werden vaginaal ingebracht en gaven geleidelijk progesteron af, waardoor de bronst werd onderdrukt. Bij verwijdering van de CIDR trad binnen enkele dagen oestrus op. Dit maakte de cyclus aanzienlijk beter controleerbaar en voorspelbaar.
Verdere ontwikkelingen (jaren 1990–2000)
De jaren 1990 en 2000 stonden in het teken van optimalisatie van de protocollen. Een van de meest belangrijke ontwikkelingen in deze periode was het ontstaan van gecombineerde protocollen, waarin prostaglandines én progesteron geïntegreerd werden.
De introductie van een echografie tijdens deze periode leidde tot beter inzicht in de dynamiek van de eicellen in de eierstokken (ovaria). Deze dynamiek bestaat uit een proces van groei en daaropvolgende regressie van de follikels, met als gevolg de ontwikkeling van een preovulatoire follikel. Dit verloop vindt plaats in golven. Om dit te bereiken, werd gonadotropine releasing hormone (GnRH) opgenomen in synchronisatieprotocollen, voornamelijk vanwege zijn vermogen om:
• Ovulatie te induceren of dominante follikels te luteïniseren;
• Follikelgolven te synchroniseren en zo ovulatie beter te timen.
Daarom is het huidige doel: zowel de luteale (= geel lichaam) als de folliculaire (= eicel) fase controleren. Dit verbreedt het synchronisatievenster en verhoogt de kans op dracht.
Combinatieprotocollen
Een veelgebruikt gecombineerd protocol is het Ovsynch-protocol, geïntroduceerd in de jaren 1990. Hierbij wordt GnRH toegediend om ovulatie (eisprong) te stimuleren, gevolgd door PGF2α om luteolyse te induceren, en nogmaals GnRH om de dominante follikel te doen ovuleren. Dit protocol duurt ongeveer 10 dagen en maakt geplande kunstmatige inseminatie mogelijk zonder bronstdetectie (figuur 2).
De introductie van Cosynch, een aangepaste versie van Ovsynch waarbij de laatste GnRH-injectie gelijktijdig met de inseminatie wordt toegediend, verkortte de behandelingsduur en het aantal behandelingen. Dit protocol is voornamelijk bij vleesvee populair. Met protocollen zoals Ovsynch en Cosynch werd geplande kunstmatige inseminatie meer en meer gebruikelijk. Veehouders waren zo in staat om genetisch superieure stieren te gebruiken en om koeien te insemineren ongeacht wanneer ze tochtig zijn. Hoewel de oorspronkelijke protocollen bedoeld waren om de arbeidsdruk te verlagen, resulteerden ze in lagere bevruchtingspercentages in vergelijking met inseminatie na tochtwaarneming. Daarom werden later verschillende presynchronisatieprotocollen ontwikkeld om een groep koeien op het juiste moment klaar te maken voor inseminatie.
Moderne benaderingen en uitdagingen
In de afgelopen jaren zijn oestrussynchronisatieprotocollen verder geëvolueerd, met een focus op het verhogen van de efficiëntie, het verlagen van de kosten en het verbeteren van het dierenwelzijn. Moderne protocollen worden vaak afgestemd op de specifieke behoeften van een veestapel en van het type runderen, of het nu om melkvee of vleesvee gaat.
Een van de belangrijkste aandachtspunten zijn re-synchronisatieprotocollen. Deze zijn bedoeld om het aantal open dagen (periode tussen kalven en volgende bevruchting) te verkorten en richten zich op het verhogen van de efficiëntie door oestrus of ovulatie te synchroniseren bij niet-drachtige koeien na een eerste FTAI (Fixed Time Artificial Insemination). De meest gebruikte methoden om de tijd tot het opnieuw insemineren van niet-drachtige koeien te verkorten zijn:
• Het Ovsynch-protocol, of variaties hierop (zoals CoSynch).
• Double Ovsynch.
• Dubbele toediening van PG met een interval van 24 uur, gevolgd door een GnRH-injectie na 56 uur en inseminatie 16 uur later.
• CIDR-gebaseerde resynchronisatie: resynchronisatie van niet-drachtige koeien met behulp van progesteron en derivaten daarvan. In tegenstelling tot melkkoeien zijn bij vleesvee vooral protocols in gebruik die klassieke Ovsynch combineren met bijvoorbeeld aanvullende progesteronondersteuning (zoals CoSynch met CIDR).
Door de jaren heen is de Europese regelgeving strenger geworden ten aanzien van het gebruik van hormonen. Het gebruik is slechts toegestaan voor specifieke reproductieve en therapeutische doeleinden onder gereguleerde omstandigheden, zoals cyclus-synchronisatie, behandeling van vruchtbaarheidsstoornissen of de beëindiging van ongewenste dracht. Dit staat in contrast met het gebruik van hormonen zoals oestradiol, wat niet toegestaan is vanwege strikte regelgeving en bezorgdheid over voedselveiligheid, ondanks dat dit hormoon goedkoper is en betere resultaten oplevert voor het heropstarten van de cyclus bij anoestruskoeien.
Als laatste punt, heeft de opkomst van artificiële intelligentie, en in het bijzonder vooral de sensorgebaseerde monitoring, in de laatste jaren geleid tot een hogere nauwkeurigheid, efficiëntie en succespercentage van bronstdetectie en kunstmatige inseminatie.
Evolutie gaat door
De ontwikkeling van oestrussynchronisatieprotocollen bij rundvee is een dynamisch proces geweest, van eenvoudige observatietechnieken tot geavanceerde hormoonbehandelingen. De voortdurende ontwikkeling van hormonale therapieën, geplande kunstmatige inseminatie en precisiefokkerij heeft de reproductieve efficiëntie aanzienlijk verhoogd, met economische en genetische voordelen wereldwijd.
Naarmate de sector zich verder ontwikkelt in genetische selectie en duurzaamheid, zal oestrussynchronisatie zich blijven verfijnen, met als doel om zowel dierenwelzijn als reproductieve prestaties te verbeteren.
