פעילות שחלתית בפרות חלב אחר המלטה
דו"ח סופי לתכנית מחקר מספר 352-0072-03
בראב-טל רות, קאים משה, ברוקנטל ישראל, ובור אמיר
מינהל המחקר החקלאי, מרכז וולקני,
המכון לחקר בעלי חיים, בית דגן
תאור הבעיה ורקע מדעי
כידוע ההתעברות אחר ההמלטה נמוכה בעדר הבקר לחלב בארץ. לאחרונה הראנו כי כניסה מאוחרת למחזוריות מהווה גורם חשוב המשפיע על הירידה בהתעברות של פרות חלב מהזרעה ראשונה (1).
כשבועיים-שלושה אחר המלטה מתפתח זקיק דומיננטי אצל רוב הפרות וזה ללא כל קשר למצב הגופני נמצאת בו הפרה. לעומת זאת, היכולת של הזקיק הדומיננטי מן הגל הראשון לבייץ שונה מפרה לפרה ומושפע כנראה במידה רבה מהמאזן האנרגטי (2). למועד הביוץ הראשון ומספר הביוצים עד ההזרעה השפעה רבה על היכולת של הפרה להתעבר. במחקר קודם הראנו כי הסיכוי להתעבר אחר ההזרעה ראשונה גבוה יותר בפרות אשר בייצו מוקדם יותר אחר ההמלטה ( פחות מ21 יום), והיו להן 2-3 מחזורים תקינים עד המועד ההזרעה. בפרות אשר הביוץ הראשון הופיע מאוחר יותר (מעל 40 יום) תופעות של מחזורים לא תקינים והתפתחות של ציסטות שחלתיות היו נפוצות יותר, ובסופו של דבר גרמו להתעברות נמוכה (2,1).
IGF-I, IGF-II) Insulin-like growth factors ) הם פוליפפטידים הומולוגיים לפרו-אינסולין.
הם מיוצרים על-ידי רקמות רבות בגוף אך בעיקר על-ידי הכבד. ל IGF-I ישנה השפעה רבה
על גדילה והתמיינות של הזקיק הפראובולטורי, דרך קולטנים הנמצאים על תאי גרנולוזה (3). בזקיק IGF-I קשור לחלבונים IGFBPs-, להם חשיבות רבה בויסות רמות IGF-I חופשי. שיחרור IGF-I מ- IGFBPs בזקיק פראובולטורי מתרחש בעזרת פרוטאזות ספציפיות. (4) שחלה של פרה, בניגוד למכרסמים ופרימטים, מסנטזת כמויות קטנות של IGF-I והמקור העיקרי הוא הכבד ולכן ההשפעה של IGF-I על השחלה היא בעיקר אנדוקרינית (4). הפרשה של IGF-I מהכבד נמצא תחת בקרה של הורמון הגדילה (GH) אשר מושפע מהמאזן האנרגטי של הפרה. התבטאות של הגן ל- IGF-I יורדת במצב של רעב או מאזן אנרגטי שלילי. בפרות שהיו במאזן אנרגטי שלילי אחר ההמלטה נמצאו רמות נמוכות יותר של IGF בפלסמה בהשוואה לפרות במאזן אנרגטי חיובי. ידוע כי קיים קשר בין המאזן האנרגטי בחודש הראשון אחר המלטה לבין פרק הזמן עד הביוץ הראשון (2). לאחרונה, נמצא קשר בין רמות של IGF-I אחר המלטה והיכולת של זקיק מן הגל הראשון אחר המלטה לבייץ. כמו כן נמצא קשר חיובי בין רמות ה- IGF-I ואסטראדיול בפלסמה (5).
חשיבות כלכלית
בהתאם להנחת העבודה של הצעת המחקר הנוכחית, פרות שאינן מביצות עד 20 יום אחר ההמלטה, פוריותן תהיה נמוכה. משמעות הנחה זו היא, כי פרות אלו תהיינה בעיה לא רק בממשק רביה המבוסס בהתחלת הזרעות 60 יום לאחר ההמלטה אלא גם בממשק רביה המבוסס על מועד מאוחר יותר. בתנאי ייצור של משק תחרותי וחשיפה לשוק הבינלאומי, חשיבות להתייעלות מרבית בכל מרכיב של הייצור. האפשרות כי פרות שיאניות ויעילות בייצור תורחקנה מהעדר בגלל פוריות נמוכה עשויה להביא לנזק כלכלי ניכר. הבנת המכניזם הביולוגי המעורב בהחזרת הפרות למחזוריות תקינה עשוי למנוע נזק זה.
מטרות העבודה
1. לבחון האם קיים קשר בין רמות IGF-I בסרום וכניסה מוקדמת למחזוריות אחר ההמלטה בפרות גבוהות תנובה.
2. לבדוק באיזו מידה המצב הגופני ותנובת חלב משפעים על רמות IGF-I בסרום ועל מועד ביוץ הראשון.
3. לבחון אמצעים תזונתיים המשפיעות לעליה ברמה של IGF-I בדם.
ניסוי 1
מטרות הניסוי
(א) לבחון האם קיים קשר בין רמות IGF-I בסרום וכניסה מוקדמת למחזוריות אחר ההמלטה.
(ב) לבדוק באיזו מידה המצב הגופני ותנובת חלב משפעים על רמות IGF-I בסרום ועל מועד ביוץ הראשון.
מהלך הניסוי ושיטות
(א) הניסוי נערך ברפת קיבוץ נען וכלל 63 פרות, 27 שהמליטו בחורף/אביב 2001, ו- 36 פרות שהמליטו בקיץ/סתיו 2001.
(ב) דגימות דם נלקחו 3 פעמים בשבוע החל מיום 10 ועד יום 37 אחר המלטה. סרום הופק ונשמר לבדיקות הורמונליות.
(ג) מועד הביוץ הראשון נקבע לפי מועד עליה בריכוז הפרוגסטרון בדם מעל ng/ml 1.
(ד) לפי תוצאות של פרוגסטרון נבחרו 15 פרות בהן הביוץ הראשון התרחש עד 21 יום (ביוץ "מוקדם") ו- 19 פרות בהן הביוץ הראשון התרחש 35 יום או יותר אחר ההמלטה (ביוץ "מאוחר"), ורמות של IGF-I נקבעו בין ימים 10 ו- 37 אחר המלטה.
(ה) בדיקות הורמונליות:
• רמות פרוגסטרון נקבעו בעזרת RIA (.(Coat-A-Count kit, DPC, Los Angeles
• רמות IGF-I נקבעו בעזרת RIA אשר פותח במעבדתנו.
(ו) המצב הגופני של פרות נבדק בזמן ההמלטה ומידי שבוע עד השבוע 13 לאחר ההמלטה.
(ז) נרשמה תנובת החלב הממוצעת מידי שבוע.
(ח) התוצאות נותחו על-ידי SAS-GLM.
תוצאות
1. קביעת קשר בין רמות IGF-I בסרום אחר ההמלטה ומועד הביוץ הראשון.
(א) מועדי ביוץ הראשון ברפת נען
ריכוז הפרוגסטרון נבדק ב63- פרות ,27 פרות שהמליטו בחורף ו- 36 פרות שהמליטו בקיץ.
נמצא כי ב- 27.0% מכלל הפרות הביוץ הראשון חל עד יום 21 אחר המלטה. ב- 23.8% מהפרות הביוץ הראשון התרחש לאחר 35 יום או יותר אחר ההמלטה ((איור 1)).

(ב) IGF-I ומועד הביוץ הראשון
רמות ה- IGF-I היו גבוהות יותר בפרות בהן הביוץ התרחש מוקדם בהשוואה לפרות בהן הביוץ התרחש מאוחר. ההבדל היה משמעותי ברמות ה-IGF-I במשך כל התקופה הנבדקת ((איור 2)). בשלושת השבעות הראשונים שלאחר ההמלטה הרמה הממוצעת של ההורמון הייתה 74.1 ± 11.3 ו-5.8 ± 43.4 (ממוצע ± שגיאת תקן, ng/ml) בפרות אשר בייצו מוקדם ומאוחר בהתאמה (P=0.02).
2. קביעת קשר בין המצב הגופני ותנובת חלב ומועד הביוץ הראשון
(א) הקשר בין מצב גופני ומועד הביוץ הראשון
המצב הגופני של הפרות עם מועד הביוץ המוקדם היה גבוהה יותר מהמצב הגופני של פרות עם הביוץ המאוחר, 0.05 > P ((איור 3)).
היחס בין ירידת מצב גופני אחר ההמלטה ומועד הביוץ הראשון מוצג ב(איור 4). הייתה קוראלציה בין ירידה במצב גופני של הפרה ומועד הביוץ הראשון.
קוראלציה שלילית הייתה בין תנובת חלב וירידת מצב גופני בפרות אשר המליטו בחורף. פרות עם ירידה מתונה במצב הגופני (0.38) הניבו בממוצע1.5 kg/day 42.2 ± , פרות עם ירידה רבה במצב הגופני (1.04) הניבו בממוצע 1.2 kg/day 48.4 ± . בפרות אשר המליטו בקיץ לא נצפתה קוראלציה דומה.

(ב) הקשר בין מצב גופני ו-ריכוז IGF-I בסרום
רמות IGF-I היו גבוהות יותר בפרות שאופיינו על-ידי מצב גופני גבוה אחר ההמלטה וירידה מתונה במשך 6 שבועות אחריה, בהשוואה לפרות עם מצב גופני נמוך אחר ההמלטה וירידה גדולה לאחר מכן.

(ג) הקשר בין תנובת החלב ומועד הביוץ הראשון
לא מצאנו הבדלים מובהקים בתנובת החלב בין הפרות עם מועד הביוץ המוקדם ומאוחר:
1.3 ± 45.3 ו- 1.5± 46.1 קג\יום בהתאמה ((איור 5)).
3. ניתוח סטטיסטי
(א) הגורמים העשויים להשפיע על הסיכוי להקדמת מועד הביוץ הראשון
הגורמים העשויים להשפיע על הסיכוי להקדמת מועד הביוץ הראשון, נבחנו בניתוח של רגרסיה לוגיסטית. המודל כלל את הגורמים הבאים: תקינות מערכת הרבייה אחר ההמלטה, תקינות מטבולית, ממוצעי תנובת חלב ושיעורי העלייה בתנובת החלב בשבועות 3-1 ובשבועות 6-4, המצב הגופני בהמלטה ומידת הירידה במצב הגופני אחר ההמלטה בשבועות 3-1 ובשבועות 6-4. נמצא, שהגורמים אשר מפחיתים באופן מובהק, את הסיכוי להקדמת מועד הביוץ הראשון אחר ההמלטה, הם: אי-תקינות מערכת הרבייה, מידת הירידה במצב הגופני אחר ההמלטה (בעיקר בשלושת השבועות הראשונים של התחלובה) וכושר יצור חלב גבוה בשבועות 6-4 אחר ההמלטה.

(ב) גורמים המשפיעים על רמות IGF
נערך ניתוח שונות רב גורמי, בו נבדקה ההשפעה של הגורמים הבאים: המצב הגופני בהמלטה , שינויים במצב הגופני אחר ההמלטה, ממוצעי תנובת חלב, אי-תקינות מערכת הרבייה ואי-תקינות מטבולית אחר ההמלטה.
ניתוחי שונות נפרדים נערכו עבור כל אחת מהתקופות הבאות: 3-1 שבועות, 6-4 שבועות ועבור 6-1 שבועות אחר ההמלטה. לא נמצאו הבדלים בין שלושת ניתוחי השונות. למצב הגופני בהמלטה השפעה חיובית מובהקת על רמות ה-IGF אחר ההמלטה. מאידך, לירידה רבה במצב הגופני, אי- תקינות מטבולית אחר ההמלטה וכושר יצור חלב גבוה השפעה שלילית מובהקת על רמות ה-IGF אחר ההמלטה. מבין שלושת הגורמים הנ"ל, לכושר ייצור חלב, ההשפעה השלילית הקטנה ביותר.

(ג) סיכום ניתוח סטטיסטי – מועד ביוץ ראשון אחר ההמלטה
נערך ניתוח רגרסיה לוגיסטית, בו נבדקה ההשפעה של הגורמים הבאים, על הסיכוי להקדים את מועד הביוץ הראשון: מצב גופני בהמלטה, מידת השינוי במצב הגופני ב-3 השבועות הראשונות אחר ההמלטה ובשבועות 6-4 אחר ההמלטה, תנובת חלב ממוצעת בשבועות 3-1 ו 6-4 אחר ההמלטה, קצב העלייה של תנובת החלב בשבועות 3-1 ו 6-4 אחר ההמלטה, שכיחות מחלות רחם ומחלות מטבוליות בחודש הראשון אחר ההמלטה.
נמצאה השפעה שלילית מובהקת לגורמים הבאים: תנובת חלב ממוצעת בשבועות 6-4 אחר ההמלטה, קצב העלייה של תנובת החלב בשבועות 6-4 אחר ההמלטה ושכיחות מחלות רחם, על הסיכוי להקדים את מועד הביוץ הראשון.

(ד) סיכום ניתוח סטטיסטי – רמות IGF-I
מידת ההשפעה של גורמים שונים על רמות IGF בפלסמה, נבדקה בניתוח שונות רב-גורמי עבור כל אחת משלוש תקופות אחר ההמלטה: א. 22-10 ימים ב. 37-25 ימים ג. 37-10 ימים.
בתקופה הראשונה (22-10 ימים), המודל הסופי של ניתוח השונות הרב גורמי, כלל את הגורמים הבאים בעלי ההשפעה מובהקת: מצב גופני בהמלטה, מידת השינוי במצב הגופני ב-3 השבועות הראשונות אחר ההמלטה, תנובת החלב הממוצעת בשבועות 3-1 אחר ההמלטה ושכיחות מחלות מטבוליות בחודש הראשון אחר ההמלטה.
בתקופה השנייה (37-25 ימים), המודל הסופי של ניתוח השונות הרב גורמי, כלל את הגורמים הבאים בעלי ההשפעה מובהקת: מצב גופני בהמלטה, מידת השינוי במצב הגופני בשבועות 6-4 אחר ההמלטה, תנובת החלב הממוצעת בשבועות 6-4 אחר ההמלטה ושכיחות מחלות מטבוליות בחודש הראשון אחר ההמלטה.
המודל הסופי של ניתוח השונות הרב גורמי, עבור התקופה שכללה את שני רווחי הזמן הקודמים יחדיו, כלל את הגורמים הבאים בעלי ההשפעה מובהקת: מצב גופני בהמלטה, מידת השינוי במצב הגופני ב-6 השבועות הראשונות אחר ההמלטה, תנובת החלב הממוצעת בשבועות 6-4 אחר ההמלטה ושכיחות מחלות מטבוליות בחודש הראשון אחר ההמלטה.
בכל אחת מהתקופות, הקשר בין מצב הגופני בהמלטה ובין רמות IGF היה חיובי; מצב גופני גבוה בהמלטה מעלה את רמות ה-IGF אחר ההמלטה.
לעומת זאת, הקשרים בין הגורמים הנוספים במוד; מידת הירידה במצב הגופני אחר ההמלטה, תנובת החלב הממוצעת ושכיחות מחלות מטבוליות, ובין רמות IGF היו שליליים. ירידה גדולה במצב הגופני אחר ההמלטה, תנובת חלב גבוהה ושכיחות מחלה מטבולית מורידים את רמות IGF בפלסמה.
סיכום
כניסה מוקדמת למחזוריות שלאחר ההמלטה מלווה ב:
א. מצב גופני גבוה יותר בהמלטה ובמשך החודש הראשון שלאחר ההמלטה.
ב. ירידה מתונה יותר במצב הגופני אחר ההמלטה.
ג. רמות IGF-I גבוהות יותר בחודש הראשון שלאחר ההמלטה.
ניסוי 2
מטרת הניסוי
לבדוק את ההשפעה של הוספת גלוקוגנית- בפרופילן גליקול ( propylene glycol) למנה על רמות ה- IGF-I בדם.
מהלך הניסוי ושיטות
(א) הניסוי נערך ברפת בית דגן וכלל 17 פרות תקינות כ-70 יום לאחר המלטה.
(ב) הפרות סונכרנו עלי די הכנסת CIDR למשך 9 ימים והזרקת (PGF 2(alfa ביום 7.
(ג) התפתחות זקיק פראובולטורי וביוץ נבדק על ידי אולטראסואנד. יום הביוץ נרשם כ-יום 0 של מחזור היחום.
(ד) קבוצת בקורת (N=8) קיבלה בליל סטנדרטי וקבוצת טיפול (N=9) קיבלה תוספת של בפרופילן גליקול MPG65, CCA, France) 900g/day) מיום 0 של המחזור במשך 18 יום.
(ה) דגימות דם נלקחו 3 פעמים בשבוע במשך כל הניסוי. בנוסף ביום 14 של הניסוי נלקחו דגימות דם כל שעתיים משעה 0 ועד שעה 8 מחלוקת המזון. סרום הופק ונשמר לבדיקות הורמונליות.
(ו) המצב הגופני של פרות נבדק לפני הניסוי.
(ז) נרשמה תנובת החלב הממוצעת.
(ח) בדיקות הורמונליות:
• רמות פרוגסטרון נקבעו בעזרת RIA (Coat-A-Count kit, ( DPC, Los Angeles).
• רמות IGF-I נקבעו בעזרת RIA אשר פותח במעבדתנו.
• רמות אינסולין נקבעו בעזרת RIA (.(Coat-A-Count kit, DPC, Los Angeles
תוצאות
הוספת הפרופילן גליקול (propylene glycol) למנה העלתה את ריכוז ה- IGF-I בסרום פי כ-1.3, לעומת ריכוז IGF-I לפני הטיפול ((איור 6)). לא הייתה השפעה של טיפול על ריכוזי אינסולין בדם.
מסקנות המחקר
1. תוצאות המחקר מחזקות את ההשערה של-IGF-I יש חשיבות רבה כמתווך מטבולי, בבקרת כניסה למחזוריות אחר ההמלטה בפרות חלב.
2. נתן להעלות רמות IGF-I אך לא אינסולין בדם, על ידי הוספת פרופילן גליקול למנה. נשאלת השאלה האם עליה ברמות IGF-I בדם גורמת לעליה דומה בנוזל הזקיק הפראובולטורי. ננסה לענות לשאלה הזאת במחקר הבאה במידה ונקבל ממון.
תוצאות המחקר הוצגו בכנסים
1. כנס ה-16 למדעי הבקר, ירושלים, 11-13 מאי 2004.
2. כנס בינלאומי,
ESDAR, 8th Annual Conference, September 23-25, 2004, Warsaw, Poland
Reference
1. בראב-טל ר., בן-יעקב ח., קאים מ., בור א. פעילות שחלתית בפרות חלב לאחר המלטה. הכנס ה-13 למדעי הבקר לחלב, זכרון יעקב 26-28 פברואר 2001.
2. Beam, S.W. & Butler, W.R. (1999). Effect of energy balance on follicular development and first ovulation in postpartum dairy cows. J. Reprod. Fert. (Suppl.) 54, 411.
3. Lucy, M.C. (2000). Regulation of ovarian follicular growth by somatotropin and insulin-like growth factors in cattle. J. Dairy Sci. 83, 1635.
4. Spicer, L.J. (2004). Proteolytic degradation of insulin-like growth factor binding proteins by ovarian follicles: a control mechanism for selection of dominant follicles. Biol. of Reprod. 70, 1223-1230.
5. Beam, S.W. & Butler, W.R (1997). Energy balance and ovarian follicle development prior to the first ovulation postparum in dairy cows receiving three levels of dietary fat. Biol. Reprod. 56, 133.
נספחים
איור 1. מועד הביוץ הראשון אחר המלטה בפרות חלב, בקיבוץ נען 2001 (N=63).
איור 2. ריכוז IGF-I בסרום הפרות עם המועד הביוץ הראשון מוקדם (n=29)או מאוחר (n=23) אחר ההמלטה.
איור 3. מצב גופני של הפרות עם המועד הביוץ הראשון מוקדם (n=29)או מאוחר (n=23) אחר ההמלטה. ∗ P<0.05
איור 4. השתנות המצב הגופני בפרות שבייצו מוקדם ((n=29 או מאוחר ((n=23 אחר ההמלטה.
איור 5. תנובת חלב של הפרות עם המועד הביוץ הראשון מוקדם (n=29) ומאוחר (n=23) אחר ההמלטה.
איור 6. השפעה של פרופילן גליקול על רמות IGF-I בסרום של פרות חלב.
לכל המבזקים....
office@milk.org.il פקס: 972-3-9564766 טל: 972-3-9564750 דרך החורש 4 , ת"ד 97, יהוד 5647003
מופעל באמצעות מעוף - מגוון אפקט