Effects of melatonin exposure duration and estrous cycle phase at the initiation of estrus synchronization on reproductive performance in Awassi ewes during the breeding season

Schapen zijn, net als veel andere dieren, gevoelig voor de lengte van de dag. Hun lichamen gebruiken de veranderende seizoenen als een kalender, waarbij ze hun voortplantingssystemen aan- en uitzetten om ervoor te zorgen dat lammetjes worden geboren wanneer het weer mild is en er voldoende voedsel aanwezig is. Dit seizoensritme wordt gecontroleerd door een piepklein kliertje in de hersenen dat een hormoon genaamd melatonine afgeeft wanneer het donker wordt. In het wild werkt dit systeem perfect, maar voor boeren die het hele jaar door schapen willen houden of een constante aanvoer van lammetjes willen garanderen, kan deze natuurlijke timing een hindernis vormen. Om dit te beheren, gebruiken wetenschappers en boeren vaak een techniek die estrus-synchronisatie wordt genoemd. Dit houdt in dat er een kleine spons in het schaap wordt geplaatst die hormonen afgeeft om de voortplantingscyclus te pauzeren, en deze vervolgens wordt verwijderd om de cyclus te herstarten, zodat veel ooien tegelijkertijd in brunst komen. Het doel is om het fokken voorspelbaar en efficiënt te maken.

Jarenlang hebben onderzoekers zich afgevraagd of het toevoegen van extra melatonine aan dit proces het proces nog beter zou kunnen maken. Omdat melatonine het signaal van het lichaam is voor nacht en rust, zou het geven van melatonine aan schapen hun lichamen kunnen misleiden door te denken dat het de perfecte tijd van het jaar is voor voortplanting, wat potentieel kan leiden tot meer dracht of sterkere lammetjes. De resultaten van eerdere experimenten waren echter gemengd. Sommige studies suggereerden dat het hielp, terwijl andere geen enkel voordeel vonden. Een belangrijke vraag bleef: maakt het uit hoe lang de schapen aan dit extra melatonine worden blootgesteld voordat de voortplantingscyclus begint? Werkt een lange periode van blootstelling beter dan een korte? Om dit te beantwoorden, besloot een team onderzoekers in Turkije om verschillende timingstrategieën te testen op een specifiek ras schapen dat bekend staat als Awassi, een ras dat veel voorkomt in het Midden-Oosten en bekend staat om zijn hardheid.

De onderzoekers verzamelden 120 gezonde volwassen vrouwtjesschapen en verdeelden hen in vier gelijke groepen. Ze wilden zien of de lengte van de tijd dat de schapen het melatonine-implantaat ontvingen vóór de belangrijkste voortplantingsbehandeling een verschil maakte. Eén groep ontving een melatonine-implantaat twintig dagen voordat de voortplantingsbehandeling begon. Een tweede groep kreeg het implantaat tien dagen van tevoren. Een derde groep ontving het implantaat op precies dezelfde dag dat de voortplantingsbehandeling begon. De vierde groep, die als controlegroep diende, ontving helemaal geen melatonine. Alle vier de groepen ontvingen vervolgens de standaard voortplantingsbehandeling: een hormoonafgevende spons werd twaalf dagen lang in hen geplaatst. Wanneer de sponsen werden verwijderd, kregen de schapen een injectie met hormonen om de ovulatie te stimuleren, en werden zij bij vruchtbare rammen geplaatst om te paren. De onderzoekers besteedden ook nauwlettende aandacht aan de fase waarin elke ewe zich in haar natuurlijke cyclus bevond op het moment dat de spons werd ingebracht, waarbij ze controleerden of het bevinden in een specifieke fase van de cyclus de uitkomst veranderde.

In de daaropvolgende weken volgde het team elk detail van het voortplantingsleven van de schapen. Ze hielden in de gaten wanneer de schapen tekenen vertoonden dat ze klaar waren om te paren, registreerden hoeveel er succesvol hadden gepaard, en maten hormoonwaarden in hun bloed om zwangerschap te controlob. Later gebruikten ze echografieapparaten om te bevestigen welke schapen drachtig waren en telden ze hoeveel lammetjes er werden geboren. Ze woogden ook de pasgeboren lammetjes om te zien of de behandeling invloed had op hun grootte. De resultaten waren duidelijk en consistent over alle groepen heen. De tijd die de schapen met het melatonine-implantaat doorbrachten, veranderde de uitkomst niet. Of de schapen nu twintig dagen, tien dagen of slechts één dag met het implantaat hadden doorgebracht, ze presteerden exact hetzelfde als de schapen die helemaal geen melatonine hadden ontvangen.

De timing van de natuurlijke cyclus van het schaap op het moment dat de spons werd ingebracht, veroorzaakte wel een klein verschil in wanneer ze tekenen vertoonden dat ze klaar waren om te paren, maar dit vertaalde zich niet naar een echt voordeel. De schapen die de behandeling op verschillende punten in hun cyclus startten, eindigden nog steeds met hetzelfde aantal drachten en hetzelfde aantal lammetjes. De onderzoekers ontdekten dat de melatoninebehandeling de drachtgraad niet verhoogde, noch het aantal embryo's verminderde dat in een vroeg stadium verloren ging. Het zorgde niet voor meer tweelingen of drielingen, en het zorgde er niet voor dat de lammetjes bij de geboorte zwaarder waren. Sterker nog, het enige dat leek te matteren voor de uiteindelijke resultaten, was de natuurlijke gezondheid en conditie van de schapen, niet de extra hormoonbehandeling.

Deze studie suggereert dat voor deze schapen, tijdens de tijd van het jaar waarin ze van nature klaar zijn om te paren, het toevoegen van extra melatonine geen stimulans biedt. Het idee dat een langere blootstelling aan melatonine het lichaam zou voorbereiden op betere resultaten, werd niet ondersteund door de gegevens. De onderzoekers concludeerden dat het voortplantingssysteem van de Awassi-oe tijdens het voortplantingsseizoen al op zijn piek werkt, en dat het toevoegen van meer van het hormoon dat "nacht" signaleert, het proces niet verbetert. Hoewel melatonine een krachtige regulator is van de interne klok van het lichaam, lijkt het vermogen om te fungeren als een prestatieverbeterder voor de voortplanting sterk af te hangen van de specifieke omstandigheden, zoals de tijd van het jaar en het ras van het dier. Voor boeren die met deze schapen werken tijdens hun natuurlijke voortplantingsseizoen, geeft de studie aan dat de standaard synchronisatiemethode voldoende is, en dat de extra stap van het toedienen van melatonine voor variërende tijdsduur geen aanvullend voordeel biedt.