Herd Navigator och fruktsamhet 1. Fruktsamhet För en effektiv och lönsam fruktsamhet i en mjölkkobesättning krävs rutin, tidskrävande manuell brunstpassning och noggrann timing vid artificiell inseminering. Oupptäckt brunst är en stor bidragande faktor till låg fruktsamhet. Idag missas mer än hälften av alla brunster i besättningarna på grund av att för lite tid avsätts för manuell brunstpassning samtidigt som de högavkastande korna tenderar att visa svaga och kortvariga brunstsignaler (figur 1). Figur 1. brunstiga (O connor 1993). Oupptäckta brunster och inseminering av kor som inte är brunstiga resulterar i ekonomiska förluster för producenten till följd av förlängda kalvningsintervall och ökade kostnader i och med ytterligare inseminering. Forskning världen över visar att varje öppen dag, utöver den frivilliga väntetiden, kostar cirka 20 SEK, vilket i större besättningar kan innebära stora summor pengar. Vidare leder felbedömningar av kor med bristande fruktsamhet till att de slås ut av fel anledning. Det här innebär att otillräcklig brunstpassning är kostsamt för mjölkproducenten och kan anses vara den mest kritiska komponenten i det reproduktiva arbetet. Kor % 60 50 40 30 20 Lågavkastande Högavkastande Ju mer tid som spenderas på manuell brunstkontroll, desto högre andel brunster upptäcks (Eerdebburg, 2008), men i dagens moderna mjölkproduktion räcker tiden sällan till. Därför har instrument för att övervaka brunstrelaterat beteende tagits fram (aktivitetsmätare och kombinerad aktivitets/bildigenkänningssystem). Det största problemet med instrumenten är dock brister i känsligheten, eftersom vissa kor inte blir mer aktiva i samband med brunsten. Dessutom kan kor visa aktivitet, trots att de inte är brunstiga, eller för att de redan är dräktiga. 10 0 Kort låg Kort hög Lång låg Lång låg Figur 1. Högavkastande mjölkkor visar korta brunster med låg aktivitet (Lopez et al., 2004) Dessutom visar forskning gjord på halter av hormonet progesteron i mjölk, att upp till 15 procent av de kor som insemineras inte är En annan lösning kan vara att göra ett snabbtest av mjölken för att analysera progesteronhalten på aktuella kor. Men snabbtesten innebär också en ökad arbetsbelastning under mjölkningen, när lantbrukaren vill koncentrera sig på mjölkning, tillsammans med brister i testresultaten. Dessutom ger inte brunstpassning och enskilda progesteronprover en fullständig detektion av brunst och tar inte hänsyn till reproduktiva tillstånd, såsom cystor i äggstockar, utebliven brunst, bekräftad dräktighet och upptäckt av kastningar.
2. Herd Navigator och fruktsamhet Konceptet Herd Navigator TM skiljer sig i hög grad från traditionellt arbete för fruktsamhet, där upptäckten av brunster är beroende av visuella observationer och/eller aktivitetsmätare, och där diagnostiseringen av andra reproduktiva tillstånd är beroende av rektala undersökningar. Kons ägglossningscykel kontrolleras av flera olika hormoner som styr utvecklingen och frigörandet av ett ägg med ungefär 21 dagars mellanrum. Herd Navigator TM tar mjölkprover för analys av därktighetshormonet progesteron som bildas i en struktur som kallas Corpus Luteum (gulkropp) i äggstockarna. Gulkroppen bildas strax efter brunst, då en oocyt (ägg) frigörs från äggstocken. Gulkroppen producerar ökande mängder progesteron efter brunsten. Hos kor som inte blivit dräktiga upphör produktionen cirka 19 dagar efter senaste brunst, och kon blir då brunstig på nytt. Hos dräktiga kor är produktionen av progesteron fortsatt hög vilket krävs för fortsatt dräktighet (figur 2). Modellen för fruktsamhet antar att kon är i ett av tre steg (se figur 3). Efter kalvning har kon låga halter av progesteron, till dess att hon återgår i ägglossningscykeln 20-30 dagar efter kalvning. Detta är status 0, utan brunst. Så fort första ägglossningen har skett ökar halten av progesteron och modellen ändrar till status 1, i cykel, och börjar söka efter nästa brunst. När brunsten har upptäckts kommer kons status att ändras till status 2, potentiellt dräktig (även om ingen inseminering sker). Om modellen dag 5 efter brunst känner av att kon inte har blivit inseminerad/betäckts, kommer den att återgå till status 1. Har kon däremot inseminerats/betäckts kommer modellen att utvärdera sannolikheten för en kommande dräktighet. Figur 2. Figur 3. Första brunst Dagar sedan ägglossning Figur 2. Koncentrationer av progesteron i mjölken före och efter ägglossning (dag 0) hos kor som blivit (heldragen linje, fyllda rutor) eller inte blivit (streckad linje, tomma cirklar) dräktiga under ägglossning (Friggens et al., 2007). Dagar från kalvning Figur 3. Kons tre reproduktiva stadier. Status=0 är perioden utan brunst. När kon kommer i Status=1 har den påbörjat ägglossningscykeln och i Status=2 är kon potentiellt dräktig. Härifrån kan kon antingen stanna i Status=2 om hon är dräktig, eller gå tillbaka till Status=1. Herd Navigator TM tar mjölkprover för analyser av progesteron med varierande intervall under brunstcykeln, där intervallen blir kortare i anslutning till en ny brunstperiod. Modellen kan inte identifiera den första brunsten i den tidiga laktationen, då koncentrationerna av progesteron till en början är väldigt låga för att sedan öka. Den här brunsten används inte av lantbrukaren, men modellen kommer nu att veta att brunsten har ägt rum och vara observant på nästa brunst runt 21 dagar senare. Direkt efter en brunst tar modellen prover ungefär dag 5, 9 och 14 för att bedöma om kon har blivit dräktig eller utvecklat follikelcystor (se avsnitt 5). Modellen tar också frekventa prover efter dag 18 i brunstcykeln för att identifiera nästa brunst. Med Herd Navigator TM påbörjas insamlingen av prover 20 dagar före den frivilliga väntetiden för att modellen ska kunna uppskatta i vilket stadium kon befinner sig.
En grundläggande översikt visas i figur 4. Modellen drivs av progesteronkoncentrationerna som är utjämnade för att ta bort naturligt förekommande, biologiska störningar från mätningarna av progesteron. Flera manuella inmatningar till modellen hjälper till att hålla reda på kornas reproduktiva status. Datan för insemineringar är speciellt viktig och noggrann hantering av data är därför av stor betydelse, och alla händelser, speciellt med avseende på inseminering, ska rapporteras till driftledningssystemet direkt. Extern kontroll av ägglossning kan antingen vara manuell registrering av en brunst eller data från en aktivitetsmätare. I och med den nya informationen gör modellen en ny körning för att antingen bekräfta eller dementera informationen. Även manuella dräktighetsbedömningar kan göras. Utdata från modellen visas på den högra sidan av modellen och beskrivs i detalj nedan. Tester av modellen för fruktsamhet visar att mer än 95 % av alla brunster kan hittas. Figur 4. Progesteron poutlier pnormal pslope Change plevel Shift Utjämnad nivå Utjämnad kurva Nyligen kalvad Status = 0 (icke cyklisk) - Risk för utebliven brunst - Dagar till nästa prov Dagar till nästa prov Risk för utebliven brunst Dagar från kalvning Ras Fruksamhetsstörningar Status = 1 (cyklisk) - Risk för Lutein-(gulkropps-) cysta - Risk för Follikelcysta - Cyklisk - Sannolikhet för lyckad inseminering - Timing av inseminering Risk för cysta - Dagar till nästa prov Extern ägglossningsupptäckt Om cyklisk Cyklisk sannolikshetsfaktor A.I. Redords Dräktighetsförklarad Status = 2 (potentiellt dräktig) Sannolikhet för dräktighet Dagar till nästa prov Risk för ej dräktig Förväntad kalvning Figur 4. Översikt över modellen för att kunna förutsäga reproduktiv status. Den biologiska modellen med komponenter för var och en av de tre statusarna visas i den streckade rutan. Den statistiska modulen med utjämnade värden av progesteron visas i angränsning till progesterondata. In- och utdata är inringade. Pilen som pekar från dagar till nästa prov visar att värdet skickas tillbaka till mjukvaran för mjölkprovtagning.
Man bör vara medveten om att kor är individuella varelser. Vissa kor visar brunstsignaler även om nivåerna av progesteron inte är särskilt låga. Detta visas i figur 5. I de här fallen varnar inte Herd Navigator TM för brunst. Om brunsten har observerats, kommer progesteronkurvan att bekräfta observationen. Å andra sidan kan en observerad brunst utan en sänkning av mängden progesteron avslås. Det här ses främst hos kor som har blivit inseminerade under den föregående brunsten och som nu är dräktiga. De här korna ska inte insemineras. 4. Brunstpassning När koncentrationerna av progesteron sjunker under 5 ng/ml, utlöser modellen för fruktsamhet ett brunstlarm. Samtidigt informerar modellen om sannolikheten för en lyckad inseminering (0-100%). Den här siffran har beräknats i modellen utifrån den tidigare cykelns maximala progesteronnivå och längd, äggets kvalitet samt miljön i livmodern. En sannolikhet under 10 % är en icke-produktiv brunst och kon ska inte insemineras. Figur 5. Baserat på erfarenhet från testbesättningar är en lämplig inseminering 24-36 timmar efter brunstlarmet, då korna är i balans. Vid brunstlarm efter morgonmjölkningen kan inseminering ske nästa dag, och vid brunstlarm efter kvällsmjölkningen kan inseminering ske två dagar senare. Figur 6 visar ideala tidpunkter för händelser i samband med brunstlarm. Figur 6. Figur 5. Ett exempel på en progesteronprofil med höga halter av progesteron under östrus. I det här fallet kommer modellen för fruktsamhet inte att larma för brunst (Friggens et al., 2008). 3. De första progesteronmätningarna I de flesta besättningarna insemineras inte korna direkt efter kalvning. Speciellt inte i besättningar med högavkastande kor, där en ny ägglossningscykel ibland påbörjas först långt efter kalvning. Därför, kan starten för mätningar av progesteron ställas in manuellt i användargränssnittet för att passa den specifika besättningen. Vi rekommenderar en starttid på 20 dagar innan slutet på den frivilliga väntetiden för att modellen för fruktsamhet ska kunna registrera kons status innan den första inseminationen. Vidare kan en Standard Operations Procedure (SOP) integreras i användargränssnittet, som möjliggör specifika insemineringsregler för olika besättningar, baserat på antal dagar från senaste kalvning och den faktiska, daglig mjölkavkastningen (se avsnitt 10). Figur 6. Tidpunkter för händelser i samband med brunst. Observera att Herd Navigator TM utlöser ett brunstlarm cirka 12 timmar innan kon visar ståreflex, vilket innebär att inseminering bör ske 24-36 timmar senare (omritad från O Connor, 1993)
5. Larm för follikelcystor Hos vissa kor förblir halterna av progesteron låga efter en brunstperiod (vid cirka 15 % av brunsterna), vilket tyder på att ägglossningen inte har ägt rum (figur 7). Majoriteten av dessa kor visar inga symptom och blir därför klassificerade som kor med tysta brunster. Med Herd Navigator TM kan dessa kor upptäckas och ett riskvärde högre än 90 % (standard riskvärdet för ett larm) visas 10 dagar efter brunstlarmet, vilket ger möjlighet till en tidig diagnos och behandling (hormonbehandling som framkallar ägglossning). Tester har visat att kon inte bör insemineras vid nästkommande brunst efter en behandling, eftersom dräktighetsprocenten då är mycket låg. 6. Larm för luteincystor (gulkroppscystor) Hos vissa kor i tidig laktation, återbildas inte gulkroppen i slutet av brunstcykeln som förväntat (Figur 8). Det här sker hos cirka 5 % av korna och innebär att den kvarvarande gulkroppen producerar stora mängder progesteron och att progesteronkurvan förblir hög. Modellen för fruktsamhet räknar med en ny brunst 21 dagar efter den senaste brunsten, och om progesteronet fortfarande är högt dag 25, larmar modellen för en luteincysta. Figur 8. Hos extremt högavkastande kor i tidig laktation, kan progesteronvärdena vara naturligt låga tills dess att mjölkavkastningen sjunkit till under 40 kg. Chansen för att dessa kor ska bli dräktiga är väldigt låg och vi rekommenderar att Standard Operation Procedure (SOP) för inseminering för dessa kor ska vara att inte inseminera innan mjölkavkastningen har sjunkit. Figur 7. Figur 8. Progesteronkurvan indikerar en luteincysta (DelPro användargränssnitt). Ett brunstlarm den 20:e november, 2009, följs av en luteincysta. Kon behandlas, och ett nytt brunstlarm kommer den 28:e december, följt av en inseminering. En luteincysta medför ofta en inflammation i livmodern (endometrit). Därför ska dessa kor undersökas rektalt och behandlas med luteolytiska hormoner (prostaglandiner). Figur 7. Progesteronkurvan indikerar en follikelcysta (DelPro användargränssnitt). Ett brunstlarm den 5:e januari följs av låga värden av progesteron: Den röda triangeln indikerar ett brunstlarm och den blåa fyrkanten indikerar en insemination. Om Herd Navigator TM larmar för en luteincysta på en ko som är inseminerad, ska kon dräktighetsundersökas så snart som möjligt. Om kon är dräktig ska det rapporteras till systemet för att ta bort larmet för luteincystan. Det här händer då och då, antingen på grund av att inseminationen har skett vid fel tidpunkt eller sen rapportering av insemineringen, eller på grund av en långsam utveckling av progesteron, vilket gör att modellen för fruktsamhet räknar med att chansen för dräktighet är låg. Vi rekommenderar att kon dräktighetsundersöks manuellt om ett larm för en luteincysta har utlösts efter insemination. Systemet för Herd Management har filter som gör det möjligt att sortera ut potentiellt dräktiga kor från kor med luteincystor.
7. Larm för utebliven brunst Mjölkkor förväntas återgå i cykel 20-30 dagar efter kalvning. Om mätningarna av progesteron börjar dag 40 efter kalvning, kommer det första larmet för utebliven brunst dag 50, så att modellen hinner känna av utvecklingen av progesteron (Figur 9). I vissa fall kan koncentrationen av progesteron vara låg under de första dagarna av mätning eftersom kon är i mitten av en brunstperiod och ett larm vore då olämpligt. Figur 9. 8. Övervakning av dräktighet Hos inseminerade kor, noterar modellen utvecklingen av progesteron. Om koncentrationen av progesteron är hög 30 dagar efter inseminering, antar modellen att kon är dräktig och larmar för dräktighet. Systemet följer nu kon i ytterligare 25 dagar för att undersöka dräktighet. Under den här perioden sker 95 % av alla fall av fosterdöd och kastningar och kon är med största sannolikhet dräktig (Forar et al., 1996). Om användaren misstänker eller upptäcker en kastning efter den här perioden, och kon fortfarande är i mätningsfönster (vanligen 40-240 dagar efter kalvning), kommer systemet att starta nya mätningar av progesteron, för att förbereda inför en andra inseminering. Figur 9. Ett exempel på en ko med utebliven brunst. Det är meningen att den här kon ska påbörja sin cykel men fortfarande, fram till 70 dagar efter kalvning, har ingen ökning av progesteronkoncentrationerna skett. Dag 70 efter kalvning sker den första ägglossningen, och kon kommer in i cykeln. Vid ett larm för utebliven brunst ska kon undersökas så fort som möjligt för att ta reda på om hon inte har kommit in i cykeln än, eller om en follikelcysta utlöser larmet. Vid utebliven brunst kan inte mycket göras förutom att vänta på att kon kommer in i cykeln, och alla försök att inseminera djuret vid visad brunstaktivitet är icke-produktivt. 9. Larm för tidig fosterdöd/kastning I vissa fall (10-20 %) kan en dräktig ko förlora embryot och återgå i brunst. Majoriteten av de här fallen inträffar kring dag 30 i dräktigheten och kan orsakas av flera faktorer, inklusive inseminering vid fel tidpunkt och icke livsdugliga foster. I traditionellt arbete för fruktsamhet klassas de här fallen som förlängda brunstcykler, dvs. brunst i perioden 25-35 dagar efter senaste brunst. Herd Navigator TM upptäcker de här fallen och larmar för tidig embryonal förlust eller kastning. På så vis vet användaren att kon var dräktig men förlorade fostret. Erfarenheter från besättningar med Herd Navigator TM visar att inseminering inte ska ske vid nästa brunst eftersom dräktighetsprocenten då är låg (runt 15 %).
10. Standard Operating Procedures (SOPs) för inseminering I dagens moderna mjölkkobesättningar kan den frivilliga väntetiden bero på laktationsnummer och kornas befintliga avkastning. Laktationskurvan är väldigt jämn, vilket gör att det inte är lika viktigt att kon insemineras i början av laktationen. Dessutom, innebär en väldigt hög mjölkavkastning att äggstockarnas normala funktion blir lidande. Därför väljer många användare av Herd Navigator TM att ta fram SOPar som tar hänsyn till de här faktorerna. I användargränssnittet kan man ta fram SOPar som är anpassade till besättningens avelsstrategier. Om ett brunstlarm inte uppfyller kraven för inseminering kommer det ändå att visas, men det kommer inte att finnas någon instruktion för inseminering i samband med larmet. Figur 10 visar ett typiskt exempel på en SOP för inseminering. Figur 10. Start Utslagsko Nej HN brunst-larm Ja DIM >50 Ja Sannolikhet att insemineringen lyckades > 40% Ja Inseminera 24-48 timmar efter larm Figur 10. Exempel på en SOP för fruktsamhet. SOPen tar hänsyn till antal dagar i laktation och sannolikheten för en lyckad inseminering. SOPen kan tas fram i användargränssnittet.
11. Referenser Eerdenburg, F.J.C.M. 2008. Oestrus detection i n dairy cattle - How to beat a bull. Veterinary Quarterly. Vol. 30, Supp. 1. Forar, A.L., J.M. Gay, D.D. Hancock & C.C. Gay. 1996. Fetal loss frequency in ten Holstein dairy herds. Theriogenology, 45, 1505-1513. Friggens, N.C. & M.G.G. Chagunda. 2005. Prediction of the reproductive status of cattle on the basis of milk progesterone measures: model description. Theriogenology 64, 155-190. Friggens, N.C.; M. Bjerring, C. Ridder, S. Højsgaard & T. Larsen. 2008. Improved Detection of Reproductive Status in Dairy Cows Using Milk Progesterone Measurements. Reprod. Dom. Anim. 43 (Suppl. 2), 113 121. Lopez, H., LD Satter and MC Wiltbank. 2004. Relationship between level of milk production and estrous behaviour of lactating dairy cows. Animal Reproduction Sci. 81:209-223. O Connor, M.L. 1993. Heat Detection and Timing of Insemination for Cattle. Penn State College of Agricultural Sciences. Extension Circular 402, 19 pp.