UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA POSGRADO EN ZOOTECNIA & GESTIÓN SOSTENIBLE: GANADERÍA ECOLÓGICA E INTEGRADA CAMPUS UNIVERSITARIO DE RABANALES JUNIO, 2011

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1 UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA POSGRADO EN ZOOTECNIA & GESTIÓN SOSTENIBLE: GANADERÍA ECOLÓGICA E INTEGRADA CAMPUS UNIVERSITARIO DE RABANALES JUNIO, 2011 INTERACCIÓN NUTRICIÓN-REPRODUCIÓN EN CAPRINOS DR. CESAR A. MEZA-HERRERA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO UNIDAD REGIONAL UNIVERSITARIA DE ZONAS ÁRIDAS MÉXICO

2 COMARCA LAGUNERA Población Caprina en México: 10,000,000 Prod. de Leche de Cabra (Lt): 150,000,000 Población Caprina - CL: 450,000 Productores Caprinos - CL: 8,000 Prod. Leche de Cabra - CL (Lt): 78,000,000 Cabras en Producción - CL: 220,000 Prod. Leche / Cabra (Lt): Valor Prod. Caprina - CL(USD): 48,000,000

3 SNC HIPOTALAMO GnRH HIPOFISIS FSH LH ± E 2 TECA FGF IGF-1 GRANULOSA OVARIO

4 FOTOPERIODO SOCIO-SEXUAL NUTRICION PINEAL VISUAL OLFATIVO AUDITIVO HIPOTALAMO GnRH HIPOFISIS FSH LH E2 OVARIO

5 SOCIO-SEXUAL VISUAL OLFATIVO AUDITIVO EFECTO MACHO EFECTO HEMBRA

6 FOTOPERÍODO

7 HIPOTÁLAMO & HIPÓFISIS + E 2 NEURONES GnRH OVARIO GnRH GONADOTROPINAS LH FSH

8 HIPOTÁLAMO & HIPÓFISIS -E 2 XGnRH NEURONES GnRH GONADOTROPINAS XLH FSH OVARIO X

9 SUPLEMENTACIÓN

10 EF. ESTATICO NUTRICION EF. AGUDO EF. DINÁMICO GnRH? LH FSH TECA FGF IGF-1 GRANULOSA OVARIO

11 EFECTOS DE LA NUTRICIÓN SOBRE LA ACTIVIDAD OVÁRICA / TASA OVULATORIA EFECTO AGUDO EFECTO DINÁMICO EFECTO ESTÁTICO Tasa Ovulatoria NO DETECTABLE Peso Vivo Kg SUPLEMENTACIÓN DÍAS POST-SUPLEMENTACIÓN 45 44

12 SENSORES METABOLICOS HIPOTALAMO GnRH FSH LH CONSUMO VOLUNTARIO NUTRIENTES ALIMENTO SUPLEMENTO TECA IGF-1 FGF GRANULOSA OVARIO CONDICION CORPORAL HORMONAS METABÓLICAS

13 EL ESTADO METABÓLICO Y LA MODULACIÓN DEL SISTEMA NEUROENDOCRINO Balance Energético (-) Balance Energético Balance Energético (+) (-) (+) (+) Neurones GnRH Pituitaria Anterior LH FSH EFICIENCIA REPRODUCTIVA

14 EL ESTADO METABÓLICO Y LA MODULACIÓN DEL SISTEMA NEUROENDOCRINO BALANCE ENERGÉTICO - Mantenimiento del PV - Mantenimiento de las reservas de grasa - Normoinsulinemia - Normoglicemia - < NEFA s & BOH-butirato - Nivel normal de GH - Nivel normal de Leptina - Nivel normal de Urea - Sistema IGF normal CONSECUENCIAS REPRODUCTIVAS - Pulsatilidad normal de GnRH - Pulsatilidad normal de LH - Concentración normal de FSH - Inicio normal de la pubertad - Foliculogénesis normal - Niveles normales de E2 & inhibina - Retroalimentación negativa normal - Ovulación & Estro - Tasa ovulatoria por abajo del máximo natural Scaramuzzi et al., 2006

15 BALANCE ENERGÉTICO NEGATIVO & MODULACIÓN DEL SISTEMA NEUROENDÓCRINO - Pérdida de peso corporal - Consumo de reservas lipídicas - Pérdida de músculo - Hipoinsulinemia - Hipoglicemia - > BOH-butirato & NEFA S - > GH & Urea - < Leptina - < Calor Metabólico - Supresión del sistema IGF - Inhibición secreción de GnRH - Ausencia de pulsos de LH - < FSH -< E2 - > Sensibilidad al feedback de E2 - Inhibición de la pubertad - Inhibición de foliculogénesis - Anovulación - Anestro X LH FSH X EFICIENCIA REPRODUCTIVA

16 BALANCE ENERGÉTICO POSITIVO & MODULACIÓN DEL SISTEMA NEUROENDÓCRINO - Ganacia de largo plazo PV - > Reservas lipídicas - Hiperinsulinemia - Hiperglicemia - < NEFA s & BOH-butirato -< GH - > Leptina - > Calor metabolico - Sistema IGF estimulado - Secreción normal GnRH - Pulsatilidad normal LH - > niveles FSH - Aumento en foliculogénesis - < niveles E2 - Reducción feedback negativo - Ovulación & Estro - Tasa ovulatoria máxima LH FSH EFICIENCIA REPRODUCTIVA

17 ROL DE FACTORES DE CRECIMIENTO EN LA MODULACIÓN DEL SISTEMA NEUROENDÓCRINO Transforming Growth Factor α & β Fibroblast Growth Factor β Epidermal Growth Factor Neuronal Cell Adhesion Molecule Insulin-Like Growth Factor Interleukins 1 & 6 CO-EXPRESION NEURONES GnRH PITUITARIA ANTERIOR LH FSH EFICIENCIA REPRODUCTIVA

18 LEPTINA NUTRICIÓN METABOLITOS INSULINA SITIOS RECEPTIVOS A LEPTINA CENTROS DEL APETITO CENTROS REPRODUCTIVOS SITIOS RECEPTIVOS A INSULINA NEURONES GnRH LH FSH INS-R IGF-R GLU-T LEPTIN-R FSH-R LH-R < E2 EFICIENCIA REPRODUCTIVA

19 ESTADO METABOLICO & MODULACIÓN DEL SISTEMA LEPTINA KISSPEPTINA Balance Energético (+) KISS-1 KISSPEPTINA GnRH NEURONS

20 ESTADO METABOLICO & MODULACIÓN DEL SISTEMA LEPTINA KISSPEPTINA Balance Energético (+) KISSPEPTINA KISS-1 GnRH NEURONS PUBERTAD ANUAL RECURRENTE? PITUITARIA ANTERIOR LH EFICIENCIA REPRODUCTIVA

21 SUPLEMENTACIÓN PROTÉICA PROTEÍNA PROTEASAS PEPTIDASAS PÉPTIDOS AMINOPEPTIDASAS CARBOXIPEPTIDASAS ARG HIS MET ASP GLU ASP FUNCIÓN METABÓLICA -Lactancia -Pubertad -Crecimiento fetal FUNCIÓN NEUROMODULADORA -Gametogénesis -Fertilización -Embriogénesis

22 AMINOÁCIDOS SUPLEMENTACIÓN DE PROTEÍNA PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS GLUT R IONOTRÓPICOS GLUT R METABOTRÓPICOS N-METIL-D-ASPARTATO, NMDA KAINATO DL-AMINO METIL ACIDO PROPIONICO, AMPA mglur-1 & 5 mglur-2 & 3 mglur-4, 6, 7 & 8 HIPOTÁLAMO GLUT, Principal Neurotransmisor Regulador Función Neuroendócrina Aprendizaje y Memoria Alzheimer, Parkinson, & Epilepsia

23 SUPLEMENTACIÓN DE FORRAJE BETACAROTENO DIOXIGENASA RETINAL REDUCTASA ESTERIFICACIÓN RETINOL LIPOPROTEINAS ALTA DENSIDAD SISTEMA VASCULAR TEJIDOS FUNCIÓN METABÓLICA - CRECIMIENTO Y DIFERENCIACIÓN CELULAR FUNCIÓN ANTI-OXIDANTE - SISTEMA REPRODUCTIVO

24 SUPLEMENTACIÓN BETACAROTENO PROTEGE DEL DAÑO OXIDATIVO REGULA EVENTOS NUCLEARES P4 P4 P4 ESTEROIDOGENESIS LÚTEA P4 > AMBIENTE UTERINO ESTEROIDOGENESIS FOLICULAR

25 PROTOCOLO EXPERIMENTAL Período Experimental: 45 días BETACAROTENO & GLUTAMATO β-caroteno GLUTAMATO EFECTO DINAMICO AOT: FT, FA, CLT EFECTO AGUDO FA-VLT & P4 CONTROL MUESTREO INTERMITENTE MUESTREO INTENSIVO SAMPLING P4, LH, FSH, GH, IGF-1, INS CABRAS ADULTAS PERIPUBERALES 7/8 SAANEN- ALPINE ESPONJA PGF 2α ESTRO SINCRONIZACIÓN ULTRASONIDO (Toshiba, 7.5 Mhz) AOT: FT, FA, CLT VLT: (4/3 π R 3 ) * CLT

26 GLUT GLUT GLUT 1. < Sensibilidad E 2 2. < mrna-re 2 SENSOR METABÓLICO XIGF-1 INSULINA X GnRH R-E 2 -E 2 PARADOJA FOLICULAR -E 2? X LH GnRH-DEPENDIENTE FSH

27 SUPLEMENTACION MEZA-HERRERA et al., 2002 a,b, J. Anim. Sci. MEZA-HERRERA et al., 2003 a,b, J. Anim. Sci. MEZA-HERRERA et al., 2007 Reprod. Domest. Anim. MEZA-HERRERA et al., 2008 Anim. Rep. Sci. MEZA-HERRERA et al., 2010, J. Appl. Biomed. MEZA-HERRERA et al., 2010, Reprod. Dom. Anim. MEZA-HERRERA et al., 2011, Anim. Rep. Sci. GnRH-INDEPENDIENTE NEURONES GnRH P4 P4 P4 GnRH + E.B. - E.B. GONADOTROPINAS LH FSH GnRH-DEPENDENDIENTE

28 PRINCIPALES PRODUCTOS GENERADOS Desarrollo de proyectos de investigación en caprinos, ovinos y bovinos con financiamiento público y privado superior a los 500, USD. Cinco grupos de investigación multi-institucionales, nacionales e internacionales en Pequeños Rumiantes. Resultados de investigación de 46 artículos científicos publicados en Journals incluídos en el Journal Citation Report, el Science Citation Index y Revistas de Excelencia COANCYT. Conferencias impartidas a nivel internacional en Canada, Estados Unidos, Guyana, Perú, Bolivia, Brasil, Chile, Argentina, Portugal, España, Francia, Italia, Austria, Rumania, Sudáfrica, Sultanato de Omán, Jordania y Japón. Director y Co-asesor de 10 Ph.D., 10 M.Sc., y 52 estudiantes de Licenciatura. Otras publicaciones incluyen 4 capítulos de libro, 33 artículos con arbitraje, además de 105 Artículos in-extenso y 50 Resúmenes en Congresos presentados a nivel Regional, Nacional e Internacional.

29 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT) Journal of Dairy Science. In press Animal Reproduction Science. In press Reproduction in Domestic Animals. In press Tropical Animal Health & Production. In press Livestock Science. In press Animal Production Science. 51(2): & 51(2): Journal of Applied Biomedicine. 8(1): Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 93(10): Livestock Science. 125(2-3): Reproductive Biology. 9(3): Tropical and Subtropical Agroecosystems. 11(1): Journal of Animal and Veterinary Advances. 7(9): Animal Reproduction Science. 106: Journal of Applied Animal Research. 32: Reproduction in Domestic Animals. 42(5): Tropical Animal Health and Production. 38(5): International Journal of Sheep and Wool Science. 54(3): Journal of Applied Animal Research. 29(1): Journal of Agricultural Science. 142(6): Livestock Production Science. 89(2-3): South African Journal of Animal Science. 34(Suppl. 1): Wool Technology & Sheep Breeding. 49(2): Journal of Agricultural Science. 135(1): Canadian Journal of Animal Science. 78:

30 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT)

31 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT)

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33 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT)

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35 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT)

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37 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT)

38 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT)

39 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT)

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41 PUBLICACIONES (Journal Citation Report, Science Citation Index & CONACYT)

42 GRACIAS POR SU ATENCION.