Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Transrectal ovarian ultrasonography and hormone measurements were used to study ovarian antral follicular dynamics and development of luteal structures during the middle portion of the breeding season in non-prolific cross-bred Western white-faced ewes and prolific Finn sheep. Studies were also done on ovarian activity in Western white-faced ewes during the transition to seasonal anoestrus and at the onset of the breeding season. Lastly, two experiments were carried out to examine ovulatory responses and subsequent luteal function in Western white-faced ewes treated with luteolysin (PgF 2á) and progestogen (medroxyprogesterone acetate-MAP) during the luteal phase of the oestrous cycle and after ovulation induction with gonadotrophin-releasing hormone (GnRH) in mid-anoestrus. The results of the present experiments showed that the growth of ovine antral follicles reaching ovulatory sizes of >=5 mm in diameter occurred in a wave-like pattern throughout the oestrous cycle in both breeds of sheep under study. There were typically 3 or 4 waves of follicle production throughout the 17-day interovulatory period. Ovarian follicular emergence, or beginning of growth from the pool of 3-mm follicles, appeared to be primarily controlled by changes in circulating concentrations of follicle-stimulating hormone (FSH). In cyclic ewes, the largest ovarian follicles acquired the ability to secrete oestradiol from the day of emergence and a peak of oestradiol secretion occurred about the time they reached their maximum diameter. The high ovulation rate in prolific Finn sheep appeared to be achieved mainly by the ovulation of follicles emerging in the last two waves of the interovulatory interval. Interestingly, prolific Finn ewes produced more but smaller corpora lutea (CL) and had lower serum concentrations of progesterone during the luteal phase of the oestrous cycle as compared to non-prolific Western white-faced ewes. During the transition into seasonal anoestrus in Western white-faced ewes, FSH secretion resembled that during the breeding season but the pattern of emergence of sequential follicular waves was dissociated from FSH and oestradiol secretion. Prior to the first ovulation of the breeding season, there was a distinct elevation in circulating concentrations of progesterone produced by luteinized unovulated follicles and/or interstitial tissue of unknown origin. This increase in serum levels of progesterone, heralding the resumption of ovulatory cycles, did not alter the rhythmic pattern FSH secretion or follicular wave emergence. Treatment of non-prolific Western white-faced ewes with PgF2á and MAP applied late in the oestrous cycle changed follicular dynamics and increased ovulation rate to resemble that in prolific Finn sheep. Effects of MAP on the recruitment and growth of ovulatory follicles in Western white-faced ewes did not have a clear gonadotrophic dependancy, suggesting a possible local regulation of ovarian activity by progestins in ewes. Following the induction of ovulation with GnRH in anoestrous Western white-faced ewes, an array of ovarian responses were detected with ultrasonography, including failure of ovulation of large antral follicles, normal (fall-lifespan) and short-lived CL post-ovulation, and luteinized cystic-like follicles. The normal luteinization of ovulated follicles appeared to be related to the amplitude of episodic elevations in daily serum FSH concentrations before induction of ovulation and characteristics of the preovulatory LH surge.

Intrauterine Bälle („small uterine device“; IUDs) sind aus Glas, Plastik oder Metall und wer-den vaginal in den Uterus eingeführt. Bei Stuten werden IUDs im Turniersport zur Unterdrü-ckung der unerwünschten Verhaltensänderungen während der Rosse eingesetzt. Der Einsatz ist einfach, günstig und minimal invasiv. Der Effekt wird durch eine Verlängerung der primären lutealen Phase erzielt, wobei jedoch der exakte Ablauf des Wirkmechanismus bisher ungeklärt ist. Hypothesen wie eine Scheinträchtigkeit, ein Placeboeffekt bei den Besitzern und eine chronische Endometritis werden in der Literatur diskutiert. Für die Untersuchung wurden 30 Stuten in vier Gruppen (G) eingeteilt: G1: KB (künstlich besamt) und tragend (n=8); G2: KB, nicht-tragend (zyklisch; n=7); G3: IUD, verlängerte luteale Phase (n=7) IUD-P (IUD-Positiv); G4: IUD, reguläre luteale Phase (n=8) IUD-N (IUD-Negativ). Die Uterusbiospien wurden am Tag 15 post ovulationem entnommen. Das Ziel der Studie war, mittels immunhistologischer Untersuchungen die Expression des Enzyms Cyclooxygenase 2 (COX2), verschiedener uteriner Proteine (Uteroglobin, Uterofer-rin, Uterokalin), Hormonrezeptoren (Östrogen-, Progesteronrezeptor) und des Proliferations-markers Ki-67 Antigen in endometrialen Biopsien bei IUD-Stuten darzustellen sowie die erhobenen Befunde mit den Ergebnissen am equinen Endometrium künstlich besamter Stuten zu vergleichen. Weiter wurde in den Endometriumbioptaten das Auftreten von Entzündungszellen analysiert (neutrophile und eosinophile Granulozyten, Mastzellen, Lymphozyten, Plasmazellen und Makrophagen). Die statistische Auswertung erfolgte mittels SPSS (SPSS Software-GmbH München). Hinsichtlich der Altersverteilung sind die Stuten der Gruppe 1 (KB/tragend) jünger als Tiere der Gruppe 2 (KB/nicht-tragend). Ein entsprechendes Ergebnis kann für die Stuten der Grup-pe 3 (IUD-P) im Vergleich zu den Tieren der Gruppe 4 (IUD-N) erhoben werden. Darüber hinaus sind Angiopathien bei den Pferden der Gruppe 1 bzw. 3 geringer ausgeprägt als bei den Stuten der Gruppe 2 bzw. 4. Immunhistologisch sind die endometrialen Drüsenzellen der Tiere aus Gruppe 1 durch eine maximale Uterokalin-(UK)-Expression gekennzeichnet, wohingegen Uteroferrin (UF) ledig-lich schwach exprimiert wird. Eine COX2-Expression kann bei diesen Stuten nicht beobachtet werden. Im Vergleich zu den graviden Pferden (Gruppe 1) zeigen künstlich besamte, nicht-tragende Stuten (Gruppe 2) zwar eine ausgeprägte UF- und COX2-Expression, UK wird dagegen lediglich gering exprimiert. Die KB-tragenden (Gruppe 1) und nicht-tragenden (Gruppe 2) Tiere sind somit durch eine ihrem Reproduktionszyklus entsprechende Expression der genannten Marker gekennzeichnet. Die IUD-Stuten (Gruppe 3 und 4) dagegen zeigen eine variable COX2, UF- und UK-Expression. Keine statistisch signifikanten Unterschiede sind zwischen allen Gruppen in der UG- und der Ki-67 Antigen-Expression nachweisbar. Stuten mit einer verlängerten lutealen Phase (Gruppe 1 und 3) und hohen Progesteronwerten im Serum besitzen eine geringere ER- und PR-Expression als die Versuchstiere mit einer regulären lutealen Phase (Gruppe 2 und 4) und einer Östrogendominanz. Die Auszählung der Entzündungszellen zeigt keine statistisch signifikanten Unterschiede hinsichtlich der Anzahl von neutrophilen und eosinophilen Granulozyten, Mastzellen, Plasmazellen sowie Lymphozyten zwischen den Gruppen. Im Stratum compactum ist die Zahl der Makrophagen in Gruppe 1 (tragend) signifikant höher als in Gruppe 2 (zyklisch), ebenfalls zeigt sich ein Anstieg dieser Zellen von der Gruppe 4 zu 3, allerdings ist diese Erhöhung nicht statistisch signifikant. Ein Placeboeffekt bei den Besitzern kann nahezu ausgeschlossen werden, da die Expression der Proteine (UF, UK) und COX2 in den IUD-Stuten, im Vergleich zu den KB-Stuten, signi-fikante Unterschiede aufweist. Da im eigenen Untersuchungsgut zwischen den tragenden Stuten (Gruppe 1) und den IUD-Stuten der Gruppe 3 (vlP)/“Scheinträchtigkeit“ ein signifikant unterschiedliches Expressionsverhalten hinsichtlich des Enzyms COX2 und des Proteins UF besteht, kann die Hypothese einer Scheinträchtigkeit ebenso als unwahrscheinlich eingestuft werden. Bei keiner der IUD-Stuten konnte eine chronische Endometritis nachgewiesen werden, somit ist auch diese Hypothese als Ursache des IUD-Effektes eher unwahrscheinlich. Die erhöhte Anzahl an Makrophagen in der Gruppe 3 könnte jedoch hinweisend auf einen lokalen Effekt der IUDs im Sinne einer Fremdkörperreaktion sein. Da hinsichtlich des Auftretens einer Endometritis zwischen resistenten und empfänglichen Tieren unterschieden wird, könnte somit die erhöhte Anzahl an Makrophagen in der Gruppe 3 möglicherweise als Hinweis auf „Endometritis empfängliche Stuten“ gewertet werden und dies eine Ursache für die variierende Wirksamkeit der Rosseunterdrückung mittels IUDs darstellen. Die eigenen Untersuchungen zeigen ferner, dass die IUD-Stuten mit verlängerter lutealer Phase (IUD-positive Wirkung, Gruppe 3) jünger sind im Vergleich zu den Tieren, die trotz IUD eine Luteolyse (IUD-negative Wirkung, Gruppe 4) aufweisen. Zudem weisen die IUD-P Tiere geringere An-giopathien auf. Möglicherweise sind zudem das Alter und die Perfusion des Uterus bedeutend für die Wirksamkeit der IUDs in Equiden. Abschließend kann somit der Wirkmechanismus der IUDs auch mittels der durchgeführten Untersuchungen nicht endgültig geklärt werden. Unter Berücksichtigung der erhobenen Be-funde sollten zukünftige Studien insbesondere Untersuchungen zu Entzündungsmediatoren, wie z.B. Zytokine, beinhalten.:INHALTSVERZEICHNIS I ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VI 1 EINLEITUNG 1 2 LITERATURÜBERSICHT 2 2.1 Rosseunterdrückung bei Pferden 2 2.2 Sexualzyklus und Gravidität der Stute 3 2.2.1 Der Sexualzyklus der Stute 3 2.2.2 Die equine Gravidität 3 2.2.3 Endokrine Regulation des Sexualzyklus und der frühen Trächtigkeit 6 2.2.3.1 Luteolyse und maternale Trächtigkeitserkennung 7 2.2.4 Immunhistologische Untersuchungen des Endometriums im Zyklusverlauf und während der Gravidität 9 2.2.4.1 Östrogen- und Progesteronrezeptoren 9 2.2.4.2 Ki-67 Antigen 10 2.2.4.3 Cyclooxygenase 2 10 2.3 Sekretorische Aktivität des Uterus 11 2.3.1.1 Uterokalin 11 2.3.1.2 Uteroferrin 12 2.3.1.3 Uteroglobin 13 2.4 Pathologie des equinen Endometriums 14 2.4.1 Histopathologische Veränderungen 14 2.4.1.1 Endometrose 14 2.4.1.2 Endometritis 16 2.4.2 Zelluläre Infiltrationen 17 2.4.2.1 Neutrophile Granulozyten 17 2.4.2.2 Makrophagen 18 2.4.2.3 Lymphozyten und Plasmazellen 18 2.4.2.4 Mastzellen 19 2.4.2.5 Eosinophile Granulozyten 19 2.4.3 Endometriumbiopsie als diagnostisches Mittel 20 2.5 Rosseunterdrückung bei Pferden 22 2.5.1 Methoden zur Rosseunterdrückung 22 2.5.2 Intrauterine devices (IUDs) 23 2.5.2.1 Allgemeine Betrachtung 23 2.5.3 IUDs zur Rosseunterdrückung bei Pferden 24 2.6 Fazit aus der Literatur bezogen auf die initiale Fragestellung dieser Arbeit 30 3 TIERE, MATERIAL UND METHODEN 31 3.1 Tiergut, Material und Probenherkunft 31 3.2 Nähere Charakterisierung des Tiergutes 31 3.3 Methoden 32 3.3.1 Probenentnahme und Probenaufbereitung 32 3.3.2 Anfertigung und Färbung der Schnitte 34 3.3.3 Lichtmikroskopische Auswertung und Kategorisierung 34 3.4 Histologische Spezialfärbungen 36 3.4.1 Unna-Pappenheim-Färbung (Methylgrün-Pyronin-Färbung) zur Identifizierung von Plasmazellen 36 3.4.2 Panoptische Färbung nach Pappenheim (kombinierte May-Grünwald-Giemsa-Färbung) zur Identifizierung von neutrophilen und eosinophilen Granulozyten sowie Mastzellen 36 3.5 Immunhistologische Methoden 37 3.5.1 Immunhistologische Kontrollen 37 3.5.2 Auswertung der immunhistologischen Untersuchung 37 3.6 Statistische Untersuchung 39 4 ERGEBNISSE 40 4.1 Anamnestische Untersuchungsbefunde 40 4.1.1 Zusammensetzung der Gruppen 40 4.1.2 Altersverteilung 41 4.2 Histopathologische Untersuchungsbefunde am Endometrium 41 4.2.1 Prävalenz der Endometritis im Untersuchungsgut 42 4.2.2 Prävalenz der Endometrose im Untersuchungsgut 43 4.2.3 Prävalenz der Angiosklerose im Untersuchungsgut 44 4.2.4 Kategorisierung 45 4.3 Immunhistologische Untersuchungen der Cyclooxygenase 2 46 4.3.1 Ergebnisse im Gruppenvergleich 47 4.4 Immunhistologische Untersuchungen zum Nachweis der endometrial synthetisierten Proteine 48 4.4.1 Uteroferrin (UF) 48 4.4.1.1 Uteroferrin-Expression im luminalen Epithel und den Zellen der Ausführungsgänge 49 4.4.1.2 Uteroferrin-Expression in den Drüsenzellen 49 4.4.1.3 Gesamtscore der Uteroferrin-Expression 50 4.4.1.4 Ergebnisse im Gruppenvergleich 51 4.4.1.5 Graduelle Abweichung des Ssc in der Endometrose 53 4.4.2 Uterokalin (UK) 53 4.4.2.1 Uterokalin-Expression im luminalen Epithel und den Zellen der Ausführungsgänge 53 4.4.2.2 Uterokalin-Expression in den Drüsenzellen 54 4.4.2.3 Gesamtscore der Uterokalin-Expression 55 4.4.2.4 Ergebnisse im Gruppenvergleich 55 4.4.2.5 Graduelle Abweichung des Ssc in der Endometrose 56 4.4.3 Uteroglobin (UG) 57 4.4.3.1 Uteroglobin-Expression in den basalen Drüsenzellen (bDr) 58 4.4.3.2 Ergebnisse im Gruppenvergleich 59 4.4.3.3 Graduelle Abweichung des Ssc in der Endometrose 60 4.4.4 Zusammenfassung Proteinexpression 61 4.5 Immunhistologische Ergebnisse zum Nachweis von Steroidhormonrezeptoren 62 4.5.1 Östrogenrezeptoren 62 4.5.1.1 Östrogenrezeptor-Expression im luminalen Epithel (LE) und den Ausführungsgängen (AS) 62 4.5.1.2 Östrogenrezeptor-Expression in den Drüsenzellen (DZ) 63 4.5.1.3 Östrogenrezeptor-Expression in den Stromazellen (SZ) 63 4.5.1.4 Ergebnisse im Gruppenvergleich 65 4.5.2 Progesteronrezeptoren 65 4.5.2.1 Progesteronrezeptor-Expression im luminalen Epithel (LE) und den Ausführungsgängen (AS) 66 4.5.2.2 Progesteronrezeptor-Expression in den Drüsenzellen (DZ) 66 4.5.2.3 Progesteronrezeptor-Expression in den Stromazellen (SZ) 66 4.5.2.4 Ergebnisse im Gruppenvergleich 67 4.6 Ki-67 Antigenexpression 67 4.7 Vergleichende histomorphologische und immunhistologische Untersuchung des Endometriums hinsichtlich des Auftretens von Entzündungszellen 68 4.7.1 T-Lymphozyten 68 4.7.1.2 Ergebnisse im Gruppenvergleich 69 4.7.2 B-Lymphozyten 70 4.7.2.1 Ergebnisse im Gruppenvergleich 71 4.7.3 Plasmazellen 72 4.7.3.1 Ergebnisse im Gruppenvergleich 73 4.7.4 Makrophagen 74 4.7.4.1 Ergebnisse im Gruppenvergleich 74 4.7.5 Neutrophile Granulozyten 76 4.7.5.1 Ergebnisse im Gruppenvergleich 77 4.7.6 Eosinophile Granulozyten 78 4.7.6.1 Ergebnisse im Gruppenvergleich 78 4.7.7 Mastzellen 79 4.7.7.1 Ergebnisse im Gruppenvergleich 80 4.7.8 Zusammenfassung der Ergebnisse hinsichtlich der Auszählung der Entzündungszellpopulationen 81 5 DISKUSSION 83 5.1 Ziel der Arbeit 83 5.2 Kritische Beurteilung des Untersuchungsmaterials und der Untersuchungsmethoden 83 5.3 Abschließende Betrachtung der Resultate 84 5.3.1 KB-Stuten 84 5.3.2 IUD-Stuten 86 6 ZUSAMMENFASSUNG 93 7 SUMMARY 95 8 LITERATURVERZEICHNIS 97 9 ANHANG 122 9.1 Charakterisierung des Tiergutes 122 9.2 Immunhistologie 123 9.2.1 Verfahrensschritte der immunhistologischen Untersuchungen 123 9.2.2 Besondere Verfahren 124 9.2.3 Antigennachweis mittels monoklonaler AK nach der Peroxidase-anti-Peroxidase-Methode (PAP) 124 9.2.4 Antigennachweis mittels polyklonaler AK nach der Peroxidase-anti-Peroxidase-Methode (PAP) 124 9.2.5 Standard zur Nachbehandlung 125 9.2.6 Verwendete Antikörper und Seren 126 9.2.7 Lösungen und Puffer 127 10 DANKSAGUNG 129

Ziel dieser Arbeit war die Analyse und Modellierung ausgewählter Verhaltensparameter von Mutterkühen im geburts- und brunstnahen Zeitraum durch sensorgestützte Systeme. Als Parameter standen die Bewegungsaktivität, die Flächennutzung und die Wasseraufnahme im Mittelpunkt der Betrachtungen. Dazu wurden bei 20 Abkalbungsereignissen und 10 Brunstereignissen die Bewegungsaktivität und die Flächennutzung in der Zeitspanne von 5 Tagen vor dem Ereignis bis 3 Tage nach dem Ereignis erfasst. Für die Ermittlung der Bewegungsaktivität mit den Variablen Schrittaktivität, Brustbeinlage und Seitenlage konnten Pedometer genutzt werden. Die Flächennutzung wurde mit dem Fernglas Leica Geovid 7*42 BDA und einem GPS-Gerät (GPSHAND Version 2.2) erfasst. Die Messungen zum Parameter Wasseraufnahme fanden für die Zeit 14 Tage vor bis 14 Tage nach dem Ereignis Abkalbung oder Brunst statt. Ein weiteres Ziel war die Bewertung der Parameter in Bezug auf ihre Aussagequalität und Effizienz bei der Erkennung von Abkalbungen und Brunstereignissen. Hier stand besonders die Einzeltieranalyse im Vordergrund. Dafür wurden aus der Zeitreihenstatistik die Lowessfunktion und die Fourieranalyse gewählt. Sowohl im geburts- als auch im brunstnahen Zeitraum erreichte der Parameter Bewegungsaktivität die beste Aussagequalität und Effizienz bezogen auf die Erkennung eines Ereignisses. Die durchschnittliche Schrittaktivität und Brustbeinlage zeigten signifikante Veränderungen im Zusammenhang mit einer Geburt oder Brunst. Die Seitenlage war nur im Zusammenhang mit Schwergeburten auffällig. Mit den entwickelten Bewertungsmodellen wurden im geburtsnahen Zeitraum zwischen 75% und 90% Sensitivität und eine Fehlerrate von 14,3-37,0% erreicht. Mit 40-70% Sensitivität und einer Fehlerrate von 10-50% war die Erkennung der Brunstereignisse geringer und weniger effizient. Die Analyse der Flächennutzung zeigte, dass Mutterkühe in den Stunden nach der Abkalbung die genutzte Fläche einschränken. Diese Verhaltensänderung war teilweise signifikant. Eine Veränderung des Flächennutzungsverhaltens im brunstnahen Zeitraum konnte nicht nachgewiesen werden. Aufgrund der geringen Datendichte wurde auf die Zeitreihenanalyse verzichtet. Innerhalb des Parameters Wasseraufnahme ermöglichten die Ergebnisse aus den Mittelwertberechnungen einen Nachweis von Veränderungen im Wasseraufnahmeverhalten in den Zeiträumen einer Abkalbung bzw. Brunst. Die Anwendung der Lowessfuntion und Fourieranalyse zeigte jedoch, dass die Erkennung von Ereignissen, auf das Einzeltier bezogen, fast nicht möglich ist. Die Hauptursache dafür liegt in der vorhandenen Unregelmäßigkeit von Tränkebesuchen und den starken Schwankungen in der täglichen Wasseraufnahme. / The investigations aimed at analysing and modelling of selected behavioural parameter in suckler cows during the calving and oestrus period via sensor based systems. The analysis were focused on the parameter movement activity, pasture using and water intake. The parameter “movement activity” and “pasture using” were measured throughout 20 parturitions and 10 cows on heat in the period from 5 days ante partum (5ap) to 3 days post partum (3pp). Pedometer were used to investigate the “movement activity” with the variables “pacing activity” as well as the time spent in “upright position” and “sideways position”. The pasture using was recorded with the binoculars Leica Geovid 7*42 BDA and a GPS receiver (GPSHAND Version 2.2). Measurements of the parameter “water intake” took place in the period 14 days before until 14 days after the occurrence of calving and oestrus. Another aim was to evaluate these parameter regarding their force of expression and efficiency for detection of parturition and oestrus. The focus was on the analysis of each animal individually. Therefore, two different approaches to time series analytics were used: Lowess-function and Fourier-analysis. During the period of calving as well as during the period of oestrus the parameter “movement activity” reached the best results in the force of expression and efficiency relating to the detection of an occurrence. The average of pacing activity and time in upright resting positions showed significant alterations in connection with a parturition or oestrus. The time in sideways positions was only conspicuous relating to difficult calving. The sensitivity of the developed models for characterising animal reactions ranged from 75 - 90% with an error rate of 24,3 - 37,0% during the calving period. With a sensitivity of 40-70% and an error rate of 10-50% the detection of oestrus was lower and less efficient. The analysis of the parameter „pasture using“ showed, that the used area of pasture were reduced by suckler cows in hours after calving directly. To some extend this behavioural change was significant. There was no significant change of the parameter “pasture using” during the period of oestrus. Due to the low density of data, the time series analysis was not realized. Within the parameter „water intake“ the results of mean-value calculation could be used for the verification of behavioural changes in water intake during the periods of calving and oestrus. Indeed the application of Lowess-function and Fourier-analysis showed, that a detection of occurrences relating to each animal individually is nearly impossible. The main reason is the present irregularity in frequenting the drinking bowl and the high fluctuation in the daily water intake.

Made available in DSpace on 2016-08-15T20:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KeillaMM_DISSERT.pdf: 1345823 bytes, checksum: a6ff218a65e6e176cd8e848fa7952f14 (MD5) Previous issue date: 2011-06-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The aim of this research was to study the estrous cycle physiology of female collared peccaries bred in captivity at Semiarid. At the first experiment, the changes in hormonal status (estrogen and progesterone), vaginal cytology and ovarian ultrasonographic patterns were described and correlated in four mature females. It was monitored 1.5 estrous cycle per animals during 45 days evaluation, with an average duration of 21 ± 5.7 days, estrogen presented a peak value of 55,57 ± 20,47 pg/mL and during the luteal phase, the peak values for progesterone were 35.3 ± 4.4 ng/mL. The diameter of the ovarian follicles was 0.23 ± 0.1 cm during the moment of the estrogen peak and corpora lutea measured 0.36 ± 0.2 cm identified during the luteal phase, through ultrasound evaluation. No relations amongst the hormonal profiles and vaginal cytology were identified during any moment of the cycle (P > 0.05), it was suggested that the second method was not accurate for estrus monitoring in the above mentioned species. In the second experiment, we tested a protocol for synchronization of estrus in five female collared peccaries, using two doses of 0.8 mL (60 μg) of the prostaglandin analogue, cloprostenol, with an interval of nine days, performing alongside the dosage of estrogen to monitor the estrous cycle. The occurrence of estrogen peak was verified in all the animals after the second application at 9.2 ± 1.1 days, with an average of 28.05 ± 10.41 pg / ml estrogen, and the external signs of estrus, as opening vulvar, vaginal mucosa hyperemic and vaginal mucus were observed in four animals (80%). Therefore, it was proved the efficiency of the application of a prostaglandin analogue, cloprostenol, on estrus synchronization in this species. / O objetivo do presente trabalho foi estudar a fisiologia do ciclo estral de fêmeas de cateto mantidas em cativeiro no semi-árido brasileiro e desenvolver um protocolo para a sincronização de estro nesta espécie. Em um primeiro experimento, buscou-se descrever e correlacionar as alterações no perfil hormonal (estrógeno e progesterona), citologia vaginal e padrão ultra-sonográfico dos ovários durante o ciclo estral de quatro fêmeas de catetos. Foram observados 1,5 ciclo estral por animal em 45 dias de avaliação, com duração média de 21 ± 5,7 dias, o estrógeno apresentou um valor de pico de 55,57 ± 20,47 pg / mL e durante a fase lútea, os valores de pico de progesterona foram de 35,3 ± 4,4 ng / mL. O diâmetro dos folículos ovarianos foi de 0,23 ± 0,1 cm no momento do pico de estrógeno e corpos lúteos mediram 0,36 ± 0,2 cm, identificados durante a fase lútea, por imagem ultrassonográfica. Não foram observadas relações significativas entre o perfil hormonal e citologia vaginal, durante nenhum momento do ciclo estral (P > 0.05), sugerindo-se que o segundo método não é exato para o monitoramento do estro na espécie. No segundo experimento, foi testado um protocolo de sincronização de estro em cinco fêmeas de cateto, utilizando duas doses de 0,8 mL (60 μg) do análogo da prostaglandina, com intervalo de nove dias, realizando-se paralelamente dosagem de estrógeno para o acompanhamento do ciclo estral. Obtendo-se ocorrência de pico de estrógeno em todos os animais após a segunda aplicação em 9,2 ± 1,1 dias, com em média, 28,05 ± 10,41 pg/mL de estrógeno, sendo observados sinais externos de estro, como abertura vulvar, mucosa vaginal hiperêmica e presença de muco vaginal em quatro animais (80%). Os resultados sugerem que a aplicação do análogo da prostaglandina, cloprostenol, foi eficiente para sincronização de estro nesta espécie.

Les performances de reproduction des vaches laitières se sont dégradées parallèlement à l’augmentation de leurs performances de production. L’intense sélection réalisée sur la production laitière est tenue responsable de cela. Chaque étape du processus de reproduction a été affectée : les anomalies de cyclicité ovarienne sont plus fréquentes dans la population actuelle, la durée et l’intensité des chaleurs ont diminué drastiquement, et les échecs de gestation sont plus fréquents. La littérature s’accorde sur le fait que la reproduction est affectée parce que la majeure partie des ressources est investie dans la production laitière. L’objectif de cette thèse de doctorat est d’étudier l’intérêt d’une stratégie de sélection alternative basée sur un fort potentiel génétique de taux butyreux et protéique sur la robustesse des vaches laitières.Les hypothèses testées étaient que par rapport aux vaches à fort potentiel de production laitière, celles à fort potentiel de taux butyreux et protéique (i) exportent moins d’énergie dans le lait et donc préservent leur réserves corporelles, (ii) ont de meilleures aptitudes à se reproduire. Nos résultats montrent que les vaches à fort potentiel de taux butyreux et protéique ont un retour de cyclicité plus précoce, une expression des chaleurs similaire mais plus d’échecs de gestation que celles à fort potentiel de production laitière. Ces résultats intrigants suggèrent que les étapes de la reproduction sont partiellement découplées sur le plan génétique. Sélectionner les vaches laitières sur les taux butyreux et protéique dans le but d’amé / Reproductive performance of dairy cows has been declining while their milk production was improving. The strong genetic selection that was applied on milk production is considered to be responsible for this. Each step of the reproductive process has been impacted: abnormal ovarian activity is more common in the current population, the duration and intensity of oestrus has dramatically decreased and the occurrence of pregnancy failures has increased. The consensus in the literature is that reproduction is impaired because dairy cows are investing most of their resources in milk production. The aim of this Ph.D. thesis is to explore the effect of alternative selection strategies based on milk fat and protein content on robustness of dairy cows. Our hypotheses were that at similar genetic merit for milk solids yield, compared to cows with high genetic merit for milk yield,dairy cows with high genetic merit for fat and protein contents (i) are exporting less energy in milk and are consequently safeguarding their body reserve; (ii) have better reproductive performance (earlier resumption of ovarian activity, more intense oestrus, better ability to ensure pregnancy). Our results suggest that cows selected for production through high fat and protein content instead of high milk yield would resume ovarian activity earlier, have similar oestrus intensity but more pregnancy failures. These intriguing results suggest that the steps of the reproductive process are genetically partly disentangled. Selecting dairy cows for fat and protein content is not a promising way to improve repro

Institute for Rural Development / MRDV

Plusieurs recherches ont été conduites pour déterminer les phases du cycle œstrus chez les vaches. Toutefois, peu est connue de leur microbiote vaginal. Cette étude a pour but de déterminer la composition du microbiote vaginal de vaches laitières durant les quatre phases du cycle œstrus, pour détecter son impact sur la fertilité de ces vaches. Cette information nous permettra d’un jour manipuler le microbiote vaginal d’autres vaches afin d’améliorer leur taux de fécondité. Vint-et- une vaches Holstein multipares de la même ferme ont subi l’insémination artificielle (IA) suite à la détection du début des chaleurs. Quatre frottis vaginaux ont été faits aux jours 1,3,15 et 19 du cycle. Au jour 31, une échographie a confirmé que neuf vaches étaient enceintes. Les données ont ensuite été analysées avec avec le séquençage rRNA 16S de la région hypervariable V4. Les résultats ont montré une prédominance nette de certains embranchements bactériens. Les firmicutes, bacteroidetes et protéobacteéries composait plus de 80% de la population microbiotique vaginale avec certaines fluctuations importantes. Une analyse statistique a déterminé qu’il y a eu des changements significatifs entre l’œstrus et le proestrus chez les vaches qui ne sont pas devenues enceintes de (P=0.028), et entre l’œstrus et le dioestrus chez les vaches enceintes de (P=0.043). Cette recherche est un premier pas important dans l’identification du microbiote vaginal et son impact possible sur la santé vaginale et la fertilité de vaches laitières. Cette recherche pourrait contribuer aux études futures tentant d’améliorer la fécondité bovine avec la manipulation du microbiote vaginal. / A great deal of research has been done on the four phases of the estrous cycle in cows, yet very few studies exist regarding their vaginal microbiota. This study explored the various differences in the vaginal microbiota in pregnant and non-pregnant multiparous Holstein dairy cows. This information will allow us to see what a healthy vaginal microbiota looks like in pregnant cows and to someday try to achieve similar microbiomes in other cows to aid in fertility issues on farms. The objective of this study is to investigate variations in microbiota populations during the estrous cycle and their possible association with pregnancy rates using next generation sequencing of the V4 hypervariable region of the 16S rRNA gene. Twenty-one multiparous Holstein cows on the same farm underwent artificial insemination (AI) after estrous detection. Vaginal swabs were collected four times, on days: 1 (before AI), 3, 15, and 19. Ultrasonography performed at day 31 confirmed that 9 cows became pregnant. A clear predominance of certain phyla was found, with Firmicutes, Bacteroidetes and Proteobacteria making up over 80% of the vaginal microbiota composition throughout, with notable variations between individuals. Differences in beta-diversity (community composition) that were proven statistically significant were between the estrus- proestrus phases in non-pregnant cows (P=0.028) and between the estrus and diestrus phase in pregnant cows at (P=0.043). These findings are a clear first step in identifying possible beneficial vaginal microbiota in pregnant cows that may help to determine how to proceed in manipulating other cows’ vaginal microbiota that have suffered from reproductive failure in the past.

La première partie de cette thèse concerne une étude expérimentale des effets de la dénutrition périnatale sur des paramètres locomoteurs chez des rates adultes étudiées aux différents stades de leur cycle ovarien. Pour constituer les groupes expérimentaux, toutes les femelles ont été séparées de leur mère, un jour après la naissance. Les femelles ont alors été aléatoirement distribuées entre les mères pour former des portées contenant 6 (portée normale) ou 12 (grande portée) petits rates ; deux groupes ont ainsi été formés : les portées normales dont les ratons étaient bien nourris puisqu'en petit nombre, groupe N (n=30), et les grandes portées qui ont engendré une sous-alimentation, formant le groupe dénutri, D (n=48). Ces groupes sont restés ainsi constitués du 1er au 21ème jour de vie postnatale. Après sevrage, au 21ème jour, les mères ont été sacrifiées et les rates sevrées ont été placées dans des cages par groupe de six. Du 1er au 21ème jour de vie postnatale plusieurs caractéristiques physiques ont été évaluées pour l'ensemble des animaux. La détermination du cycle ovarien des rates a été réalisée à travers un frottis vaginal entre le 60 et 90 ème jour d'âge. Les lames de verre avec les frottis vaginaux colorés par une coloration classique (mélange hématoxyline-éosine, H.E.) ont été analysées histologiquement. L'activité locomotrice des femelles Wistar arrivées à l'âge adulte a été analysée du 60ème au 65ème jour pendant les phases fertile et non-fertile du cycle ovarien. Ont ainsi été formés quatre groupes : nourri fertile (NF), nourri non-fertile, (NNF), dénutri fertile (DF), dénutri non-fertile (DNF). Pour vérification du développement embryonnaire, après confirmation de l'accouplement, un groupe de femelles des groupes N (n=12) et D (n=8) a été euthanasié avec quinze jours de gestation pour observer l'appareil reproducteur et compter les embryons viables. L'ensemble des paramètres mesurés fait apparaître une atteinte de l'appareil reproducteur pour les femelles du groupe dénutri. L'étude histologique révèle que les femelles du groupe dénutri présentent aux différentes phases du cycle ovarien une pénurie de cellules épithéliales, cornées et de leucocytes. L'étude de l'activité locomotrice démontre une réduction de la distance couverte, de la vitesse moyenne, et de la puissance moyenne pour les rates du groupe N. Les analyses portant sur le développement embryonnaire n'ont pas permis de dégager de différence significative pour les animaux des groupes N et D.<br /> Dans la seconde partie de cette thèse menée à l'Université de Technologie de Compiègne (UTC) - France, nous abordons les effets éventuels du cycle menstruel sur la force, l'activation volontaire et l'excitabilité réflexe du groupe musculaire triceps sural de femmes jeunes. L'étude a été menée sur une population de 9 femmes volontaires (21-38 ans) de différentes nationalités. Ces femmes, sans pathologie du membre inférieur, ont été choisies pour leur cycle menstruel régulier et le fait qu'elles n'utilisaient pas de contraceptif hormonal. Toutes les volontaires ont été soumises à un pré-test pour le réglage des dispositifs et des équipements, et pour les familiariser aux tests expérimentaux. Les expérimentations ont ensuite été réalisées à trois stades du cycle menstruel. Les phases du cycle menstruel ont été déterminées à partir du comptage des jours, phase menstruelle (1° jour des règles), phase ovulaire (15° jour après les règles) et phase lutéale (22° jour après les règles). Deux ergomètres cheville ont été utilisés dont un transportable. L'ergomètre transportable, a été utilisé pour les tests de mesure des propriétés élastiques en conditions passives en position allongée. L'ergomètre fixe est composé d'un fauteuil avec dossier inclinable, fixé sur une structure métallique montée sur rails pour avancer plus ou moins le fauteuil selon les données anthropométriques des sujets. Il permet de réaliser des efforts de flexion plantaire mesurés à l'aide d'un capteur de force. Un marteau à réflexe à commande électromagnétique est placé à l'arrière du pédalier pour la partie du protocole consistant à mesurer le réflexe tendineux. Les tests ont été réalisés dans la suivante séquence : mesures de la force passive et de l'excursion articulaire, du réflexe tendineux, du réflexe de Hoffmann et de la réponse Motrice, mesures des forces et activités du triceps sural en contractions isométriques maximale et sous maximale et des capacités d'activation à partir de la technique de la secousse interpolée. De cette étude neuromécanique, il ressort que la majorité des paramètres mesurés n'ont pas présenté de différence significative selon la phase du cycle à laquelle ils étaient mesurés. Seules la dorsiflexion maximale et l'aire sous la courbe couple passif-angle ont présenté une augmentation significative à la phase ovulatoire, indiquant une plus grande flexibilité de la cheville à ce stade. Cette étude, qui devra être confirmée sur une plus grande population, indique que les mesures qui, en perspective, seront menées chez de jeunes femmes brésiliennes en situation de dénutrition, pourraient l'être sans tenir compte de la phase du cycle menstruel dans laquelle se trouveraient ces femmes lors des mesures.