Start de toekomst van betere koeien al in de baarmoeder?

Het creëren van een melkkoe die veel melk produceert, een goede vruchtbaarheid heeft en gezond blijft, is een grote uitdaging. De voorbije jaren werd er steeds meer aandacht besteed aan de opfok van jongvee. Toch zou de sleutel tot vooruitgang kunnen liggen in een concept dat begint lang voordat het kalf voor het eerst ademhaalt. Het is al lang bekend dat genetica en selectie een belangrijke rol spelen. Meer recent is ook steeds meer onderzoek gericht op het milieu in de baarmoeder, en daarmee op embryonale ontwikkelingsprogrammering. Dit onderwerp wint snel aan belangstelling.

Wat is embryonale ontwikkelingsprogrammering?

Embryonale ontwikkelingsprogrammering, ook foetale programmering genoemd, is een nieuw concept gebaseerd op het idee dat verschillende omstandigheden in de baarmoeder invloed hebben op de ontwikkeling van het embryo, en dat die effecten ervan zichtbaar blijven gedurende het hele leven van het dier. Deze functies lijken te worden veroorzaakt door epigenetische (niet-genetische) invloeden op genexpressie in het embryo, wat leidt tot verdere veranderingen in de foetale ontwikkeling. Het is bijvoorbeeld bekend dat roken tijdens de zwangerschap een negatieve invloed heeft op de foetale ontwikkeling bij de mens. Baby’s van rokende moeders zijn kleiner en hebben later in het leven meer kans op ziekten. Koeien roken uiteraard niet, maar melkkoeien zijn wel unieke drachtige dieren. De meeste dieren stoppen met lacteren voor ze weer drachtig worden. Bij melkkoeien is het echter wenselijk dat ze opnieuw drachtig worden terwijl ze zich nog in de piek van de lactatie bevinden.

Concurrentie voor voedingsstoffen

In de eerste weken van de dracht ontwikkelt het kalf zijn bloedsomloop (rond 25 dagen), gevolgd door de placenta en de organen. Bij mannelijke kalveren start de ontwikkeling van de testikels rond dag 45. Bij vrouwelijke foetussen begint de eierstokontwikkeling rond dag 50. In deze periode ontwikkelt ook de placenta zich, die bepaalt hoe de voedingsstoffen naar het embryo worden overgedragen.

Koeien zijn ware atleten, maar in deze periode is er toch concurrentie om voedingsstoffen tussen de baarmoeder en de uier. Naast melkproductie spelen factoren zoals voeding, leeftijd van de koe, het aantal kalvingen dat ze al heeft gehad en milieuomstandigheden – vooral hittestress – een belangrijke rol in de embryonale programmering.

Voeding tijdens de dracht

De voedingsstatus van de koe tijdens de dracht is ook een belangrijke factor. Meestal wordt de nadruk gelegd op ondervoeding, die in verband wordt gebracht met groeibeperkingen van de foetus. Koeien kunnen ondervoed zijn in de vroege lactatie vanwege hoge melkproductie, bij overbevolking in stallen of weilanden, tijdens hittestress of als ze nog jonge, groeiende vaarzen zijn. Voedingstekorten tijdens de dracht leiden tot een hogere kalversterfte, tot darm- en ademhalingsproblemen, stofwisselingsziekten, tot een verminderde groeisnelheid na de geboorte en tot een lagere vleeskwaliteit. Anderzijds is er het ‘vettekoesyndroom’, waarbij overvette drachtige koeien een verhoogd risico op stofwisselingsstoornissen doorgeven aan hun dochters.

Bij vleesrassen is bekend dat ondervoeding van de moeder vroeg in de dracht leidt tot verminderde eierstokcapaciteit bij haar dochters. Vaarzen waarvan de moeder in het midden van de dracht te weinig voeding kreeg, hebben meer vruchtbaarheidsproblemen, en stieren vertonen verminderde vruchtbaarheid. Tot slot: als vleeskoeien aan het eind van de dracht ondervoed zijn, zien we een lager speengewicht, een kleiner karkasgewicht en een slechtere marmering van het vlees.

Gevolgen van hittestress

In de afgelopen jaren is er veel onderzoek gedaan naar hittestress en naar het effect ervan op de dracht. Koeien die laat in de dracht worden blootgesteld aan hitte, krijgen kalveren met een significant lager geboortegewicht. Hittestress zorgt ervoor dat koeien minder eten, wat de voeding van de foetus beperkt. Bovendien verstoort hitte de ontwikkeling van de placenta. Dergelijke koeien kalven gemiddeld 2-4 dagen eerder dan koeien in koelere omstandigheden. De vroegere kalving leidt tot een lager geboortegewicht en heeft negatieve effecten op hart, lever, nieren en het immuunsysteem van het kalf.

Geboortegewicht als toekomstvoorspeller

De effecten van ontwikkelingsprogrammering uiten zich in verschillen in groei, immuniteit, stofwisseling en vruchtbaarheid van het nageslacht. Deze factoren leiden tot fysiologische aanpassingen, die de gezondheid en productiviteit van het dier gedurende zijn hele leven kunnen beïnvloeden.

Een van de meest zichtbare effecten van ontwikkelingsprogrammering is het geboortegewicht. Interessant is dat topsporters bij de mens vaak geboren worden met een gemiddeld of bovengemiddeld geboortegewicht. Naast goede genetica wijst dit ook op een ideaal baarmoedermilieu.

Ook bij runderen zoeken we naar toppresteerders. Holstein-Friesian-kalveren bijvoorbeeld, hebben een breed geboortegewichtbereik tussen 24 en 55 kg. Studies tonen aan dat zowel een laag als een hoog geboortegewicht risico’s met zich meebrengt.

Kalveren met een laag geboortegewicht lijken soms gezond en kunnen zelfs een inhaalslag maken in de eerste levensmaanden. Uiteindelijk bereiken ze hetzelfde gewicht als hun leeftijdsgenoten. Toch kan snelle groei leiden tot stofwisselingsproblemen, zoals insulineresistentie en obesitas op latere leeftijd. Kalveren met een laag geboortegewicht hebben vaker groeiproblemen, een zwakker immuunsysteem en een hoger risico op ziekte. Als ze nauw worden gevolgd, blijkt hun latere melkproductie lager en worden ze sneller afgevoerd uit de veestapel. Door geboortegewicht en groeisnelheid goed bij te houden, kunnen boeren de selectie van vervangingsvaarzen verbeteren. Een te laag geboortegewicht is een serieuze risicogroep!

Geassisteerde voortplantingstechnieken

Technieken zoals superovulatie, embryotransplantatie en in-vitrofertilisatie (IVF) leiden vaak tot kalveren met een te hoog geboortegewicht, vergeleken met kunstmatige inseminatie. Dit komt door manipulatie van het embryo en door epigenetische veranderingen die de genexpressie beïnvloeden en een correcte ontwikkeling verstoren. Deze kalveren kunnen variëren van iets zwaarder tot gevaarlijk zwaar, wat tot geboortecomplicaties kan leiden.

Vruchtbaarheid en voortplantingsprestaties

Ontwikkelingsprogrammering beïnvloedt ook de vruchtbaarheid. Onderzoek toont aan dat IVF-kalveren er als volwassen koe gemiddeld 3,06 tot 4,44 dagen langer over doen om drachtig te worden,, vergeleken met koeien die via kunstmatige inseminatie (KI) zijn verwekt.

Vaarzen vertegenwoordigen de nieuwste genetica in de veestapel. Om vrouwelijke nakomelingen te maximaliseren, gebruiken boeren vaak gesekst sperma. Het baarmoedermilieu van een vaars (die geen melk produceert) is echter heel anders dan die van een melkgevende koe. Of vaarzen geboren uit vaarzen vruchtbaarder zijn dan die geboren uit koeien, is nog onderwerp van debat. Onderzoeken geven uiteenlopende resultaten.

Hittestress is uitgebreid onderzocht in verband met prenatale effecten op vruchtbaarheid en op melkproductie. Onderzoek toont aan dat het seizoen van conceptie invloed heeft op de vruchtbaarheid. Koeien die in de winter zijn verwekt, zijn vruchtbaarder dan zomerconcepties. Dieren verwekt in de zomer doen er langer over om drachtig te worden of hebben een lagere vruchtbaarheid. Dit heeft directe gevolgen voor de productiviteit.

Tot slot kunnen hormonale verstorende stoffen tijdens de dracht ook de toekomstige vruchtbaarheid van het embryo beïnvloeden. Dit is nog weinig onderzocht bij runderen. Recent onderzoek toont aan dat pasgeboren kalveren sporen van isoflavonen kunnen bevatten. Koeien nemen deze stof op via voedermiddelen zoals soja, koolzaad, lijnzaad, rode klaver of luzerne. Isoflavonen zijn fyto-oestrogenen die hormonale systemen kunnen beïnvloeden, al zijn directe effecten nog niet goed begrepen.

Melkproductie

Zoals eerder gezegd, beïnvloedt de baarmoeder-omgeving de toekomstige melkproductie. Vaarzen van hoogproductieve of door hittestress getroffen moeders hebben vaak een lagere melkproductie tijdens hun eerste lactatie dan hun moeder. Voor een optimale ontwikkeling van de uier is het belangrijk dat drachtige koeien niet ondervoed zijn, maar anderzijds ook niet te vet. Dit verklaart het fenomeen dat zogenaamd best presterende koeien in de stal er vaak niet in slagen om vaarzen voort te brengen die uitblinken in melkproductie. Ondanks dat ze uitzonderlijke genetica doorgeven, geven deze koeien soms zoveel prioriteit aan melkproductie dat dit ten koste gaat van de baarmoeder-omgeving van het toekomstige ‘topkalf’.

Drie belangrijke adviezen

Embryonale ontwikkelingsprogrammering is een nieuw concept dat onderzoekt hoe de baarmoeder omgeving de toekomst van de koe vormgeeft. Door de principes van deze programmering te begrijpen en toe te passen, kunnen Belgische melk- of vleesveehouders de gezondheid, productiviteit en levensduur van hun veestapel verbeteren en kunnen ze bijdragen aan een winstgevender en duurzamer bedrijf. Daarom 3 belangrijke adviezen:

• Hittestress heeft langdurige effecten. Zorg voor koelsystemen tijdens warme maanden. De effecten zijn merkbaar, zowel bij de moeder als bij de vaarzen die op dat moment nog in de baarmoeder zitten.

• Monitor en registreer het geboortegewicht en de groeisnelheid van kalveren. Dit helpt bij het verbeteren van de selectie van vervangingsvaarzen. Een te laag geboortegewicht vormt een risicogroep!

• Voeding van de koe tijdens de dracht is cruciaal! Vermijd zowel ondervoeding als overvoeding.

Barbara Beci (UGent)