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Nutrición y desarrollo de la glándula mamaria - PPT Presentation

Kristy M Daniels PhD 2014 Colombia Introducción La Universidad de Ohio State La Universidad de Ohio State Embrión feto ternera vaca Biología Manejo La crianza de ternera parece diferente ID: 579462

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Presentation Transcript

Slide1

Nutrición y desarrollo de la glándula mamaria

Kristy M. Daniels, PhD2014ColombiaSlide2

IntroducciónSlide3

La Universidad de Ohio StateSlide4

La Universidad de Ohio StateSlide5

Embrión – feto – ternera -- vaca

Biología

Manejo Slide6

La crianza de ternera parece diferenteUSA

Region tropical en BrazilSlide7

Desarrollo de la glándula mamaria

Genética

Ambiente

NutriciónSlide8

Colombia como yo la entiendoZona tropical pero diferentes climas

Lecherias en pastoreoCruces de razas común – Hoy, enfocados a HolsteinSlide9

Algunos retos de la industria lechera colombiana, como yo los entiendo Parásitos internos y externos

Adaptación de las razas lecheras para alcanzar la producción deseada (genética)Ambiente (estres por temperatura)Manejo nutricional Slide10

Las terneras de hoy serán las vacas del futuroSlide11

La crianza de terneras es costosa

Los costos de criar terneras son en promedio el 20% de los costos de la finca , (Heinrichs, 1993)Slide12

Resumen de encuesta de Wisconsin 2013:costos de una novilla desde el nacimiento hasta el mes 23

Nacimiento a destete (69 d) costo

Destete a 23 meses

costo, $

Costo

total

$

Bajo

168

770

938

Pro

363

1,863

2,226

Alto

904

3,806

4,710

Hoard’s Dairyman. March 10, 2014. Calf Care Takes Money and Time. M.

Hagedorn

Hoard’s Dairyman. March 25, 2014. Feed Costs Consume Heifer Rearing Expenses. T.

Kohlman

Mayores costos = concentrado y labores Slide13

Beneficios de reducir la edad al primer partoAcortar periodo no productivo de la vida

Leche en el tanque de enfriamiento antesRetornos sobre la inversión mas rápidosSlide14

La edad el primer parto a venido decreciendo en los últimos 25 años

Sources: Sejrsen et al., 1982; USDA, 1996, 2002, 2007

27-30Slide15

Edad al primer servicio a bajado también en los últimos 25 años

18-21Slide16

Peso corporal en la pubertad no ha cambiado en los últimos 25 años

Ocurre alrededor de 280 a 290 kg como lo muestran:Sejrsen et al., 1982Capuco et al., 1995Radcliff et al., 1997Lammers et al., 1999Meyer et al., 2006Zanton and Heinrichs, 2007Entonces, ¿como bajar la edad a la pubertad? Slide17

La edad a la pubertad puede ser reducido al incrementar la ganancia media diaria (GMD)Estudios de:

Sejrsen et al., 1982Capuco et al., 1995Radcliff et al., 1997Lammers et al., 1999Meyer et al., 2006

Pubertad alcanzada a los

245 a los 359 dSlide18

Una ilustración para alcanzar la pubertad : llegando a un punto de partida mas rápido

43 kgal nacimiento43 kg

al

nacimiento

285 kg

pubertad

285 kg

pubertad

GMD

= 1.0 kg

GMD

= 0.5 kg

_____ d

a

pubertad

_____ d

a

pubertad

242

484Slide19

Crianza rápida y primer partoEsta parece ser una buena estrategia, cierto?

Hay puntos negativosPrimera lactación más baja y menores rendimientos de por vida (a veces, pero no siempre; el tiempo es importante)Slide20

De esto sabemos por casi 100 años

Estudio métodos prácticos para levantar novillasLe preocupaban:Costos del concentrado

La influencia de las estrategias de manejo sobre el valor del animal

University of Missouri Archives

C.H.

Eckles

, circa 1916Slide21

Algunas novillas de Eckles

animal altamente alimentado a los 30 mesesanimal levemente alimentado a los 30 meses

1287 lb

52.7

pulgadas

a la

cruz

5

meses

a primer

preñez

843 lb

48.4

pulgadas

a la

cruz

5.5

meses

a primer

preñez

Eckles

, 1915Slide22

Conclusiones mayores, 100 años atrás Animales altamente alimentados muestran rápido crecimiento del esqueleto, después se vuelven gordos

Novillas altamente alimentadas fueron levemente inferiores en producción de leche“Aparentemente algunos efectos negativos en la producción de leche vinieron de la alta ración de grano”. ~ Eckles, 1915Se puede atribuir algo de esto a la genética?Slide23

Estudio en gemelas, Swanson (1960)

7 pares de novillas gemelasGrupo de controlGrupo altamente alimentado5 pares empezaron a los 3 meses1 par empezo a los 7 meses1 par empezo a los 11 meses

Novillas gemelas altamente alimetadas produjeron menos leche que sus hermanas “normalmemte” alimentadas. Slide24

Curva de lactación promedio de 7 pares de gemelas idénticas, comparando fuerte alimentación vs. alimentación normal antes del primer parto

Figure 4 in E. W. Swanson, 1960 JDSSlide25

Producción de leche en segunda lactación, mismos animales

Figure 5 in E. W. Swanson, 1960 JDSSlide26

En el estudio de Swanson (1960)

Dada una genética muy similar, la baja producción de novillas altamente alimentadas llevan a sospechar que la ubres no funcionaban normalmentePosible efecto directo de la ingesta de nutrientes Se decidió entonces mirar el tejidoSlide27

“Sección de la ubre de la pareja 2 que fue altamente alimentada mostrando un desarrollo incompleto del sistema lóbulo-alveolar”

Figure 6 in E. W. Swanson, 1960 JDS

Foto tomada cerca del final de la 2da lactación.Slide28

Swanson también noto…

Aunque números experimentales son pequeños Fue una indicación que las novillas altamente alimentadas desde las edades tempranas se vieron mas afectadas (3 meses a 7 meses de vida)Esto llevo a más estudios…

E. W. Swanson, 1960 JDSSlide29

El estudio más citado en esta área

Figure 1 in Sinha and Tucker, 1969 JDS

La constante de equilibrio, α, indica si un órgano esta creciendo más rápido que (alometría; α > 1) o a la misma tasa que (isometría; α = 1) el cuerpo.

3 a

10

meses

de

edadSlide30

¿Qué está pasando acá?

De ~ 3 a 10 meses de edad, la glándula mamaria crece más rápido que el resto del cuerpo (Sinha and Tucker, 1969)Esto se ve como la base para el desarrollo de la glándula mamaria reducido en novillas alimentadas con dietas de alta energíaSlide31

Después de que el estudio de

Sinha and Tucker fue publicadoLa regla del pulgar se volvió:“No sobrealimentar a sus novillas”Especialmente cuando tienen ~3 a 10 meses de edad.

La glándula mamaria es muy sensible a efectos de

sobrealimentaci

ó

n a esta edad

Razón: Parece que reduce el desarrollo de la glándula mamaria y por ende, la producción de leche (inferido a partir de estudios previos)Slide32

El factor: Medir el tiempo Dietas de alta energía permiten rapida

ganancia de BW y excesos de grasa de 3 a 10 meses de edad muestran un peor desarrollo de la glándula mamaria (Sejrsen and Purup, 1997; Swanson 1960)Tasas aumentadas de ganancia en los primeros 2 meses de vida? Generalmente, efectos positivos en glándula mamariaSlide33

Los primeros 2 meses de vida

Estatus nutricional elevado, parece benefico (Brown et al., 2005)Muy bajo, no es perjudicial. (Meyer et al., 2006; Daniels et al., 2009)Slide34

Producción de leche en respuesta a pre-destete o uso de lactoreemplazador

EstudioLeche, kgFoldager and

Krohn

, 1991

1,405

s

Bar-

Peled

et

al., 1998

453

t

Foldager

et al., 1997

519

t

Ballad et al., 2005 (@200 DIM)

700

s

Shamay

et al.,

2005 (post-weaning protein)

981

s

Davis-Rincker et al., 2011

416

ns

Drackley

et al., 2007

835

ns

Raith

-Knight et al., 2009

718

ns

Terre et al.,

2009

624

ns

Morrison et al., 2009

(no diff in calf growth)

0

ns

Moallem

et

al., 2010 (post-weaning protein)

732

s

Soberon

et al., 2012

522

sSlide35

Meta para los próximos minutosIlustrar como las ubres crecen y se desarrollan en el tiempo

Ambiente (Estrés al calor)GenéticaNutrición FotoperiodoSlide36

La ubre es un ó

rgano únicoMayoría de actividad es post-parto

Crecimiento:

Cambio en tamaño

Desarrollo:

Cambio en estructura o función

Parturition

PREGNANCY

SECRETORY PHASE

Conception

INVOLUTION

Conception

Postpuberty

Prepuberty

Embryonic

Fetal

No

es

funcional

hasta la primer

preñezSlide37

Origen y desarrollo de la glándula Mamaria

La glandula mamaria son glándulas de pielProvienen de 2 capas embrionariasEctodermoMesodermoSlide38

EctodermoEquivalente a la piel embrionariaOrigina el epitelio mamario

Parénquima (PAR)Será la parte funcional de la glándula

ParénquimaSlide39

Mesodermo

Origina el tejido conectivoMesénquimaEstromaAlmohadilla de grasa mamaria (MFP)Ejemplos de estructuras derivadas del mesodermo Aereolar, fibroso, y tejído

conectivo elástico

Adipocitos (células grasas)

Nervios

Vasos sanguíneos

Vasos linfáticos

MFPSlide40

Tejído mamario en el útero

~30días del embrión en el bovino (Tiempo de implantación)Ectodermo embrionario se engruesa por el lado ventralAdapted from Larson (1985)

dorsal

ventral

Mesénquima

, parte del

mesodermo

(Rosado)

=

Comienzo

del MFP

Ectodermo

(Negro)

=

Comienzo

de

parénquimaSlide41

Estadio

EmbriónCorteEdad del embrión, días

Banda

32

Raya

34

Linea

35

Cresta

37

Axón

40

Brote

43

Crecimiento embrionario de la GlándulaSlide42

Formación del Pezón en el feto

MesénquimaEctodermo

Proliferación

rápida

de

celulas

del

mesénquima

forza

el

brote

hacía

la

superficie

del

epitelio

circundante

Turner (1930)

dorsal

ventralSlide43

Cranial

Caudal

Formaci

ó

n inicial del PezónSlide44

Cranial

Caudal

Brote

Primario

Brotes

secundarios

Canalización

del

brote

primario

Brotes primarios y secundariosSlide45

Formación del Canal del Pezón

A medida que se desarrolla el pezón, la punta se invagina. La superficie se keratiniza, formando asi el canal del pezónSlide46

Histología

del Pezón. Vaca Madura; vista longitudinal

Pliegues

rosetta

Epidermis (

epitelio

keratinizado

)

Cisterna del

Pezón

Esfínter

(

epitelio

keratinizado

)Slide47

Cranial

Caudal

Secondary sprouts

Gland cistern

Teat cistern

Streak canal

Hair buds

Cisternas del pezón del esfínter son formadas en el periodo fetalSlide48

Estadío

IlusatraciónDías de GestaciónFormación temprana del

Pezón

65

Brote

Primario

80

Brote

Secundario

90

Canalización

del

Brote

Primario

100

Desarrollo

del

pezón

y de la

glándula

Gland Cistern

Teat

Cistern

110

130

Desarrollo

del

ligamento

medio

suspensorio

180

Desarrollo Mamario en el feto (adaptado de Larson, 1985)Slide49

Crecimiento del embrión y de la glándula mamaria

Aparentemente autónomoEfectos en:Estrés al calorGenéticaNutrición de la madre

Turner, 1930Slide50

Estrés al calor durante periodo secoreduce la siguiente lactancia

Tao et al., 2011

Vacas

en

frío

Vacas

con

estrés

al

calorSlide51

Estrés al calor durante periodo seco afecta la proliferación de células epiteliales en la glándula mamaria

Tao et al., 2011

Vacas

en

frío

Vacas

con

estrés

al

calorSlide52

Estrés al calor durante periodo seco afecta peso de la ternera al nacer

Tao et al., 2011Para pensar: el estrésal calor puede

afectar

crecimiento

de la

glándula

mamaria

en

las

crias

. Se

requieren

más

estudios

!

Variable

Estres

Calórico

Cooling

SEM

P value

Peso

al

nacer

, kg

36.5

42.5

1.2

<0.01

Peso

al

destete

, kg

65.9

78.5

4.0

0.04Slide53

Crecimiento y desarrollo de la glándula mamaria después de nacerNacimiento hasta 2 meses de edad

Almohadilla continua creciendoDuctos epiteliales se elongan y ramificanInvasión de la almohadilla Ventral a DorsalDuctos epiteliales se infiltran, remodelan y reemplazan la almohadillaToma aumentada de nutrientes, aparentemente ventajosoSlide54

La ubre: Nacimiento a 2 meses de edad.

Nacimiento

a 1

mes

1

a

2

meses

Adapted from Smith; Physiology of Lactation, 1959

MFP

PARSlide55

Novillas de 8 semanas alimentadas en una de las dos dietas

Moderada

Alta

Item

(n=5)

(n=6)

SEM

P > F

Total

glándula

, g

106

185

16

0.01

Total

glandula

, g/100 kg BW

181

255

22

0.05

Parénquima, g

1.2

4.5

0.9

0.03

Parénquima, g/100 kg BW

1.9

6.2

1.1

0.03

Almoadilla

(MFP), g

10.7

36.0

4.4

0.005

Almohadilla

(MFP), g/100 kg BW

18.1

49.5

6.1

0.009

Brown et

al.,

2005Slide56

Parénquima “invade” la almohadilla

Corte transversal vertical de los cuartos traseros de una novilla

prepuberta

From R. M. Akers, 2002Slide57

Epithelial tissue;

parenchyma

Fat pad

Teat cistern

Dorsal

Ventral

Novilla Holstein 8 semanas de edadSlide58

Tejído mamario en oveja en prepubertad, resaltando la Parénquima

Disecsion de una glándula

PAR a 10x Slide59

Crecimiento alométrico de la glándula en la prepubertad

2

a

4

meses

4

a

9

meses

Adapted from Smith; Physiology of Lactation, 1959

Toma

elevada

de

nutrientes

,

es

considerada

mala en

este

momentoSlide60

Crecimiento durante la gestacion en la pubertad

9 to 24 mo

From H.D. Tyler, Iowa State University

Adapted from Smith; Physiology of Lactation, 1959

Toma

elevada

de

nutrientes

no

esta

considerada

mal.

Pero

cuidado

!Slide61

Ubre

en lactante

Tejído

glandularSlide62

Glándula en lactanteSlide63

Génetica y crecimiento de la glándulaHolsteins

puras (Comparadas a Gyr) muy probablemente tendrán:Mayor número de células epiteliales al nacerEstas, tienen potencial de producción de leche Ventaja para toda la vidaMayor actividad de producción por célula por lactancia Evidencia: Estudio comparativo de crecimiento y desarrollo de glándula mamaria entre novillas

Hereford

y

Holstein

(

Keys

et al., 1989)Slide64

Keys et al., 1989 Slide65

FotoperiodoNovillas

LactantesSecasMecanismo endocrino incluye Melatonina y IGF-I (Insulin-like growth factor 1)Slide66

Percepción y transducción de señal del fotoperiodoSlide67

Fotoperiodo y lactanciaLuz llega al ojo, estimula los receptores de luz en la retina que transducen

una señal INHIBITORIA a la glándula pineal del cerebroSlide68

Localización de la glándula pineal en relación a otras estructurasSlide69

La glándula pineal“Tercer ojo”Aceptada como la mediadora activa de efectos del fotoperiodo

Luz inhibe la actividad de la N-acetiltransferasa, enzima que regula la sintesis de malatoninaSecreción de Melatonina es muy baja durante la exposición a la luzSecreción de Melatonina es muy alta en la oscuridadSlide70

Oscuridad es CriticaEn ausencia de oscuridad – animales no pueden tener noción del día, y el ritmo circadiano se interrumpe

Ritmo CircadianoDel Latin: circa, “alrededor”; diem, ”día"Manejado endogenamente, ciclo de ~24h”Incluido" (Autosostenible), acciones fisiológicas que se ajustan a señales externasSeñal primaria = luz del díaSlide71

Estudios en Venados Rojos

En primavera (días largos):Incremento del tamaño corporal

Incremento

en IGF-I

Decrece

la

melatoninaSlide72

In Ganado…Luz que llega al ojo, suprime la secreción de melatonina Vacas usan patrón del día para mantener el reloj interno influenciando la secreción de IGF-I (

Insulin-like growth factor 1)Slide73

IGF-I en el Ganado…Incrementos en IGF-I aumenta crecimiento de la glándula y producción de leche.

Entonces, incremento en horas del dia, disminuye cantidad de melotonina en la vaca. Esto aumenta produccion de IGF-I, lo cual incrementa crecimiento de la glándula y por ende, producción de lecheSlide74

Manipulación del fotoperiodo en novillas prepubertas

16 h

8 h

8 h

16

h

Fotoperiodo

de

Día

corto

4

meses

en

uno

de los dos

fotoperiodos

Al final,

Fotoperiodo

de

dia

largo

aumentó

IGF-I, Parénquima y

tejído

Fotoperiodo

de

Día

Largo Slide75

Manipulación del fotoperiodo en lactantes

16 h

8 h

8 h

16

h

Fotoperiodo

de

Día

largo

Fotoperiodo

de

Día

corto

Switch fromSlide76

Manipulación del fotoperiodo en lactantes

Día

Corto

Día

largo

Dahl, 2000Slide77

Resumen de estudios con incremento en el fotoperiodo en lactantes establecidas

Dahl and Peticlerc, 2003

Producción

aumenta

al

menos

2.5 kg/

vaca

/

díaSlide78

Manipulación del fotoperiodo en lactantes

16 h

8 h

Fotoperiodo

de

Día

largo

Esta

vez

,

alimentaron

con

melatonina

tambien

Efecto

del

fotoperiodo

?

Dahl, 2000

Dia

Largo +

melatonina

Dia

LargoSlide79

Manipulación del fotoperiodo en el periodo seco

16 h

8 h

8 h

16

h

Día

Largo

Dia

Corto

C

u

al

es

mejor

esta

vez

??Slide80

Manipulación del fotoperiodo en el periodo seco

En la

siguiente

lactancia

Dahl, 2000Slide81

Fotoperiodo de día corto para vacas secasParece que “Resetea” la habilidad de la vaca para responder a fotoperiodos de dia largo en la proxima lactancia

Esto implica, desde un punto de vista biológico que las cas secas NO deberian tener la misma luminosidad que vacas lactantesSlide82

Dónde están las mayores oportunidades?

Dahl, 2000Slide83

Mapa de latitudes en USA

Columbus, 4/25/14

Amanece

, 6:40 AM

Puesta

del sol

, 8:20 PM

Longitud

del

día

= 13h, 40 min

Mayoría

de

Junio

, Columbus

tendrá

15 h de

luz

naturalSlide84

Luz Natural y luz suplementariaSlide85

Manejo de la longitud del periodo seco: Importancia del periodo seco?

Un periodo seco es necesario para regeneración de tejído y células por ende, crucial para obtener máximas producciones de leche.Ciclo de Lctancia ideal para Holsteins (USA)10 meses lactando305 días2 meses secas (Periodo seco)60 díasSlide86

Manejando el periodo secoRESUMEN NACIONAL

DESEMPEÑO PRODUCTIVO Y REPRODUCTIVOABRIL 2011Indicador

Valor

Producción

de

leche

diaria

, kg

20.6

Promedio

edad

a primer

parto

,

meses

31.9

Tiempo

entre

partos

,

meses

15.0

Días

secos

96

Días

en

leche

205

Pico de

producción

, kg

28.1

http://www.holstein.com.co/index.php?doc=raza

Slide87

Investigación que incluye periodo seco óptimo se enfoca en:

Ganar más dias productivosNo perdiendo producción en proxima lactancia

Dias

secos

Producción

de

leche

en prox.

lactancia

.

<14

>90

45

a

70Slide88

Fisiología mamaria durante la involución

Involución activaInvolución mantenidaRe-desarrolloColostrogénesis y lactogénesisSlide89

1. Involución Activa

Transición entre glándula activa a inactivaEmpieza con al cesacion de ordeñoDesteteSecar las vacasResultados de “milk stasis”En vaca, completo en 30 días despues del secadoSlide90

Reversión hacia fenotipo indiferenciadoSlide91

Día 0 de involución (Lactando normal)

Holst et al., 1987; J. Dairy Sci

apical

NucleoSlide92

Día 30 de involución

Holst et al., 1987; J. Dairy Sci

apical

Nucleo

No hay

evidencia

de

vacuolas

o

secreciónSlide93

Día 0 de involución (Lactancia Normal)

Holst et al., 1987; J. Dairy SciSlide94

Día 30 de Involución

Holst et al., 1987; J. Dairy Sci

Alveolos

colapsados

Más

estromaSlide95

Colapso alveolarSlide96

2. Involución mantenida(mid dry period)

Longitud de este periodo depende del total de días de periodo secoSi la involución activa dura ~4 semanas para completarse y redesarrollo toma 3 a 4 semanas, entonces estadío mantenido es muy corto o inexistente.Activo: ~4 sem = ~28dias

Mantenido: variable

Redesarrollo: ~3

to

4

sem

= 21 a 28 días

Base

para

tener

45 – 60

días

de

periodo

secoSlide97

3. Redesarrollo

Transición de inactivo a estadío activoDivisión Celular (Nuevas células)Diferenciación de (lactogénesis)No se conoce mucho.Pero, empieza 3 a 4 sem prepartoSlide98

Embrión – Feto – Ternera – Novilla -- Vaca

Biología

Manejo

Slide99

GRACIAS!PREGUNTAS?

daniels.412@osu.edu