New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

ANSC 3600, Exam 2

by: Kristin B.

ANSC 3600, Exam 2 ANSC 3600

Kristin B.

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

Notes from the end of Exam 1, up to Exam 2
Reproductive Physiology
Dr. Dyce
75 ?




Popular in Reproductive Physiology

Popular in Animal Science and Zoology

This 86 page Bundle was uploaded by Kristin B. on Friday January 22, 2016. The Bundle belongs to ANSC 3600 at Auburn University taught by Dr. Dyce in Fall 2015. Since its upload, it has received 80 views. For similar materials see Reproductive Physiology in Animal Science and Zoology at Auburn University.

Similar to ANSC 3600 at AU

Popular in Animal Science and Zoology


Reviews for ANSC 3600, Exam 2


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 01/22/16
Regulation of Reproduction Ch. 5 09/21/2015 ▯ Organs & Tissues Involved  Brain centers – Pituitary gland   Gonads  Uterus  Mammary glands o Pregnancy & parturition    Adrenal glands   Adipose tissue   And more  ▯ Signaling Mechanism  Afferent and efferent nerves  o Afferent ­ sense external environment, to spinal cord, to efferent –  send signal to brain o Efferent – send response or release signals from the brain  Efferent = effect   Neurotransmitters/neuropeptides  o To local tissue or blood stream  Blood stream usually become hormones  Hormones o Act on distant tissues  Protein, steroid, fatty acid­derived hormones   Growth factors   Intracellular signal transduction pathways  Simple Neural Reflex  Efferent synapsing to local tissue  Signal never goes to brain  Quicker than neuroendocrine  Muscle movement o When touch a stove, remove hand  Scrotal tone & sweat glands  More muscle related reactions ▯ Neuroendocrine Reflex  Stimuli travels to brain  Will follow efferent nerve us to hypothalamus  Efferent always taking signal to effector  Important for releasing neuropeptides ▯   ▯ Types of Cell Signaling  Endocrine signals o Endo = internal o Crine = secretion   Hormone o Substance secreted by cells/tissues o Circulate in local areas or throughout body o Act on other cells/tissues with receptors for hormones  Endocrine o Secretory signal released from cell  o Transmitted throughout the body  Blood  Lymph  Other bodily fluids  o Ovary can send signals back to pituitary gland  Estrogen – signal stage of follicle  Progesterone – important after ovulation, tells brain to  prepare for preg; amount & consistency of signal helps  maintain pregnancy  Can tell brain “we have dominant follicle” brain signal  release of FSH,  ▯ Reproductive hormones  Act in very small quantities (femtogram) o Femtogram = 1 quadrillionth of a gram  o So small that can’t even wrap head around o Little goes a long, long way  Have short half lives (relatively) o Hours to fractions of a second o Generally steroid hormones are a little longer  o Polypeptides very quick  o Must act quickly  o GnRH – from hypothalamus, acts on pituitary  Stimulates secretion of FSH & LH (stim follicular growth)  Ovary respond back with estrodial,  Allow for positive or neg feedback of FSH & LH  Bind to specific receptors   Regulate biochemical reactions  ▯ Neurocrine  Neuro – pertaining to neural tissue  Afferent signal leads to efferent response  Nerve cell ­ nerve cell  Nerve cell – muscle cell (neuromuscular)   Autocrine – cell signals to self, released & act immediately  Paracrine – cell signals to nearby (para = beside)  Nerve cell releasing hormone to travel throughout whole body   For example – Oxytocin release o Travel all through body, but when reach mammory cells find  receptors and react  Signals for milk let down   Neurosecretory cell secrete hormone straight into blood stream  Will only act on cells that have receptors and are ready ▯ Control  Nervous system o Afferent nerves (sensory) o Efferent nerves (neuromuscular, neurosecretory)   Endocrine system o Target cells must have receptors o Specific binding sites that elicit response to hormone  9/16/15 ▯ Comparison  Similarities include: o sensory input, afferent neurons, spinal cord, efferent neurons,  signal release   differences: o Neural reflex quicker and shorter lived o release neurotransmitters  o Neuroendocrine takes a little longer but generally lasts longer  o Neuroendocrine travels to hypothalamus o release neurohormones into bloodstream  ▯ Hypothalmus  Part of brain that integrates outside and inside signals to generate one  task in body  Located below the thalamus of the brain  Neural tissue about the size of an almond in humans  Funtions o Integrates afferent nerve (external) and hormone signals (internal) o Send out efferent hormone signals to control repro events  Function in reproduction  o Synthesizes and secretes neurohormones (releasing hormones)  o These stimulate or inhibit the secretion of pituitary hormones   Secondary for hormones release o Involved in sexualized behavior   Behavior o Parts of hypothalamus are sexually dimorphic  Structure o Clusters of nerve cell bodies o Each nuclei is under unique control with a common unique  function o Examples  Paraventricular nucleus (PVN)  Neural reflex  Secretes oxytocin   Surge and tonic centers   Secrete GnRH   Tonic center = basal support   Responds to neural “clock”   Pulse generator   Surge center = ovulation   Responds to ovarian steroids   Surge and Tonic centers  Males have only tonic center & no surge center  Female see estrodial, which causes large amount of  LH to be released into system  Male have lower LH & testosterone   Repro cycle is not cyclical  Female has ovulation & etc., very cyclical   Comes from surge and tonic centers in  hypothalamus    o Surge center sits in front and some what on top of tonic center o Structure  Axons from cell bodies in the surge and tonic centers extend into the pituitary stalk   Terminate at the Hypothalamo­hypophyseal portal system  Allowing communication between Hypothalamus centers  and Anterior Pituitary (not connected) o Integrated Communication  Neurons in hypothalamus communicate with the anterior  pituitary gland   Communication is via the hypothalamo­hypophysea portal  system  A specialized capillary network  Blood flows from the hypothalamus to the anterior  pituitary gland  Area called the pituitary stalk  o GnRH is released in blood to anterior pituitary, releases LH  (anterior also releases FSH, but NOT in response to GnRH)  Communication o Neurons in the hypothalamus secrete releasing hormones into the  capillary network (eg. GnRH, GHRH)  o Unique capillary plexus  o Efferent capillaries of hypothalamus become afferent capillaries of  the anterior pituitary gland before becoming venules, veins, etc.  o Releasing hormones go directly to target cells in pituitary without  being diluted (unique to this system)  Hit anterior pituitary first, which contributes to small  amounts having such large effects o Allows small local amount to have effect   GnRH example o The “gonadotrope” cell o Gonadotropin­releasing hormone (GnRH) from the hypothalamus  o Stimulates the gonadotrope cells in the anterior pituitary o The gonadotrope released LH (a gonadotropin)  o Gonadotrope cells release gonadotropins   Terminology o Signal from the brain = GnRH o Target cell in the anterior pituitary gland = gonadotrop cell  o Response of gonadotrop cell = release of LH  o Other cell types present  Somatotrope – release growth hormone  Corticotrope – release corticotropic hormone   Gonadotrope – effect on  Posterior Pituitary  Does not utilize capillary portal system  Axons of the hypothalamic neurons extend down into the posterior  pituitary gland   Neurohormones released directly into the capillary bed in the posterior  pituitary gland  ▯ Hormones  Signaling molecule produced by glands and transported via the  circulatory system  o Secreted into circ, travel, exit through capillary beds into  interstitial space, if cell has receptor for it has an effect  Several methods of classification   Structure o Protein, steroid, etc.   Bind to receptors, steroid bind to receptors inside  Source o Hypothalamus, pituitary, gonad, etc.   Target o Gonadotrop cells (release), granulosa cells (respond & release),  etc.  o Can be in ovary  Cell will only respond if has receptor for hormone ▯ GnRH  Neuropeptide hormone o Tonic – releases small amnts o Surge – releases large amnts o 10 amino acids (decapeptide)  Source: hypothalamus o Tonic and surge centers   Target: Anterior pituitary gland o Gonadotrope cells   Effect: release LH o LH enters the bloodstream    More FSH, more follicles will push to develop  o follicle releases estrodial, inhibin o these control FSH o estrodial & GnRH must reach certain height before will release  FSH o surge in GnRH causes surge in LH which causes follicle to rupture ▯ Feedback  Several different signaling molecules  Positive (on GnRH)  Negative (GnRH)  GnRH o Think of main controlling hormone ▯ Follicle Stimulating Hormone (FSH)  Glycoprotein hormone  Source: Gonadotropes on the anterior pituitary   Releasing hormone: None but inhibin inhibits its release   Targets o Male – sertoli cells of the testes o Female – granulosa cells of the ovarian follicle   Effect o Male – sertoli cell function, not dramatically changed o Female – follicle development and estrogen production   Requires constant feedback from system ▯ Lut (LH)  Glycoprotein hormoneSource: gonadotropes of the anterior pituitary  Releasing hormone: GnRH   Target o Male – Leydig cells of the testes (stim testosterone) o Female – theca interna cells of follicles and luteal cells of corpus  luteum (stimulate ovulation & form of corpus luteum)  Effect o Male – stimulates testosterone production o Female – stimulates ovulation, formation of CL and progesterone  production   Progesterone would be negative regulator, go to hypothalamus and tells  to slow down GnRH ▯ Inhibin  Glycoprotein hormone   Source o Male – sertoli cells o Female – granulosa cells   Target – gonadotrope cells of the anterior pituitary   Effect – inhibits secretion of FSH (negative feedback)   Slows down FSH Glycoprotein Hormones  Glycoprotein is a protein that has been co or post­translationally modified with carbohydrates   The process is known as glycosylation and the protein is said to be  glycosylated  ▯ Glycoproteins  Composed of two subunits (individual subunits inactive)   Common alpha subunit  o Non­specific but required   Unique beta subunit o Specific to the receptor   LH & TSH has same alpha chain but different beta chain which allows  them to have different effects  ▯ Structure   Two amino acid chains   Held together by hydrogen bonding   Carbohydrate components o Protect the structural integrity o Extend the half­life   Most have relatively short half life ▯ 9/21/15  ▯ Glycoprotein  2 subunits  post­translationally modified ▯ Hormones  Primary message  Travel through blood stream into interstitial space & then react ▯ Prolactin  Protein hormone  Source: anterior pituitary gland (lactotrope cells)  Target: primary mammary gland cells  Effect: milk synthesis  Interesting facts o During pregnancy Prolactin is present at 10 to 20 fold higher  o Levels very sensitive to stimulation:  Exercise  High­protein meals  Intercourse   Breast exams  Surgery  Humiliating experiences  ▯ Placental Lactogen  Protein hormone  Source: Placenta  Target: Mammary gland cells  Effect: stimulate mammary gland development and milk synthesis   Polypeptide placental hormone (similar to growth hormone in structure)   Prolactin­like molecules that bind prolactin receptor o contributes to lactogenesis o metabolism effects  ▯ Protein Hormones  Water soluble  o Allows them to freely travel in blood o Injected in water based medium directly into vein  Not effective feed additive  Signals transmitted via 7­transmembrane receptors ▯ Hormone Receptors  Has 7 transmembrane domains  Specific part that recognizes specific hormone  G coupled receptors  Change shape to allow binding of g­protein o Important for ADP, ATP o ATP hydrolyzed to ADP which forms secondary mechanism  cAMP which activates protein kinases which allows new protein  synthesis ▯ Steroid Hormones  Synthesized from cholesterol   Fat soluble (not soluble in water) o Easier to pass directly through cell lipid membranes  o Harder to move around the body   Carried in blood attached to a binding protein   Dissociate before entering cell  Specific receptors within cell ▯ Common molecular nucleus  Cyclopentanoperhydrophenanthrene Nucleus   Common four rings present in steroid hormones   Synthesized from cholesterol  ▯ Modes of Action  Peptide hormones – fast responses  Progesterone can keep uteral contractions to minimum while pregnant ▯   ▯ Estrogen (E2)  Steroid hormone  Source: Granulosa cells, sertoli cells, placenta  Target: brain (+/­ effect) then hypothalamus, reproductive tract  Effect: sexual behavior, GnRH release, uterine tone, uterine secretions   Estrogen family: Estradiol­17 beta (most common), estriol, estrone   Travels in blood stream  Treatment of cattle with slow release E2 has shown to increase weight  gain and feed efficiency   Considered a carcinogen   Amount of E2 left in the meat is 40­thousands of times lower than the  amount of human daily production  o Really really really small amounts  Also orally taking E2 results in less than 5% effect  o Since steroid, can technically feed it but have to feed a ton to get a  substantial effect  However the environment is full!  ▯ E2 and Mimics in the Environment  Sources of E2  #1 is industry   Treatment of cattle (10% passes right through)   Synthetic estrogens in fertilizer (Atrazine)   Plastics (BPA)  Birth control  Anti­depressants  Etc.  ▯ Progesterone (P4)  Steroid hormone  Source: corpus luteum, placenta  Target: brain, hypothalamus, repro tract  Effect: decrease GnRH release, uterine tone, uterine secretions, maintain  pregnancy   Strong negative feedback on GnRH   Use in farm animals o Used to stop follicle waves o Can be useful in synchronization programs (older way to do it)  Replaced by prostoglandins ▯ Testosterone  Steroid hormone  Source: leydig cells, theca interna cells  Target: brain, accessory sex glands, seminiferous tubules, in female can  effect granulosa cells, muscle cells   Effect: behavior, spermatogenesis, secretion of accessory glands, growth, substrate for E2, hair pattern, voice etc.   Akin to estrodial of female  Main, male steroid hormone ▯ Use in agriculture  Obviously the idea of increased muscle growth is attractive   Regulated by the FDA  Beef produced using growth hormones are within natural ranges  o Allows to move to higher levels of natural range  Testosterone levels in an uncastrated bull are 10 times higher than that in  a steer produced using the growth hormone  ▯ Structure  Common molecular structure  Subtle differences in double­bonding and hydroxyl groups  Profound effects – masculine & feminine  ▯ Prostaglandin F2 alpha (PGF)  C20 fatty acid derivative (arachidonic acid)  Source: Endometrium, vesicular glands  Target: Epididymis, CL, myometrium, follicles  Effect: luteolysis, uterine contraction, epididymis, sperm activity   Large family of hormones  ▯ Prostoglandin E2 (PGE)  C20 fatty acid derivative (arachidonic acid)   Source: ovaries, uterus, embryo  Target: ovulatory follicle, early CL, uterus   Effect: assists in ovulation, maternal recognition of pregnancy in some  species, angiogenesis of the CL  ▯ Prostoglandins  Synthesized from 20 carbon arachidonic acid   Subtle bonding differences dramatically alter biological function  o Muscle contraction vs. relaxation o Vasoconstriction vs. dilation   Very short half life o One pass through lungs clears 99% (in some species) o Act very locally   Found throughout the body o Involved in the sensation of pain o Aspirin blocks enzyme needed for synthesis (lessons pain)  ▯ Placental Hormones  Produced in the chorion o Placental membrane in contact with uterus  ▯ Human Chorionic Gonadotropin (hCG)  In woman supports CL of pregnancy   When injected into cattle acts like LH  ▯ Equine Chorionic Gonadotropin (eCG)  Used to be PMSG  In mare supports the CL of pregnancy in the first trimester   Injected into cattle acts like FSH ▯ Oxytocin  Neuropeptide hormone  Source: Hypothalamus/posterior pituitary gland, corpus luteum   Target: Smooth muscle of male and female duct system, mammary gland, labor/contraction of uterus   Effect: Ejaculatory movement of sperm, uterine motility, CL regression  cascade, milk letdown   Facts: o Oxytocin is the bonding (maternal imprinting) hormone  Closest chemical to explain bonding  Research shows influence in mother­child bonding; some  research show influence in father­child bonding o It is released in large quantities following childbirth and is believed to be involved in mother­ child bonding  o KO mice have normal reproductive behavior and parturition  ▯ Receptors for hormones  Hormones circulate throughout the body (blood and lymph)  Hormones must find and bind receptors  Cells with specific receptors termed “target cells” ▯ Signal Transduction  Unique hormone 3­D shaped recognized by particular receptors  Results in cascade termed signal transduction  Results: Gene­Protein expression, release of contents, etc. ▯ Hormone Steps of Action – G Protein  1. Hormone released and enters bloodstream   2. Leaves bloodstream and enters extracellular (interstitial) space Binds  to receptor (Electrochemical bond)   3. Bending of transmembrane domain activates “G­protein”  o G stands for guanine   Activated G Protein o 4. G­protein activates adenylate cyclase inside cell o 5. Adenylate cyclase converts ATP to cAMP inside cell o 6. cAMP acts as secondary messanger to stimulate further actions o 7. Activates control enzymes termed “protein kinases”  Protein Kinases o 8. cAMP binds to regulatory subunit o Catalytic subunit can initiate  New protein synthesis  Conversion of substrates ▯ Steroid Hormone Action Steps  1. Must be bound to transport protein (not water soluble)  Binding to transport: o Low affinity/high capacity  Relatively non­specific binding o High affinity/low capacity  Relatively specific binding  2. Passively diffuse through cell membrane o Dissociates with carrier protein at the cell surface o Diffuses through cell surface membrane, cytoplasm and nuclear   3. Binds to nuclear receptors o Receptors have additional binding sites for regulatory proteins   4. Steroid­receptor complex binds to “DNA response element”  o Initiates mRNA synthesis (gene expression)  ▯ Gene Expression  5. mRNA moves out of nucleus into the cytoplasm  6. Attaches to ribosomes  7. Directs protein synthesis  ▯ New Evidence  Suggests there may be membrane receptors for steroids   Receptor mediated endocytosis  Behave more like protein hormones  Summary Hormones  Neuropeptides – GnRH, Oxytocin  Glycoproteins – Luteinizing hormone (LH), Follicle Stimulating  Hormone (FSH), Inhibin  Steroids – Estradiol (E2), Progesterone (P4), Testosterone (T)  ▯ Factors Affecting Hormone Action  Control of action o Pattern of secretion (location) o  Metabolic half life (time) o  Number and location of receptors (specificity) o Affinity (specificity) o Agonists/analogs vs. antagonists (competition)  ▯ Pattern of Hormone Secretion  Basal (tonic) secretion o Frequent small bursts o High frequency o Low amplitude   Episodic Secretion o Larger but less frequent bursts of hormones  o Low frequency o High amplitude o Typical of neural control of release   Sustained Release o Additive secretion with build­up of concentration o New hormone released faster than old hormone metabolized  o Typical of steroid secretion  ▯   Half­Life of Hormone  Determined by metabolic clearance rate   Long half­life = hours to days o Greater opportunity to find and bind receptor o Greater potential for effect   Short half­life = seconds to minutes o Less opportunity to find and bind receptor o Smaller potential for effect so usually acts locally  o Want it to effect locally and then get removed from system ▯ Main way of removing hormones no longer wanted in system ▯   ▯ ▯ ▯   ▯ ▯ Higher milk producers have bigger livers  Removes progesterone from system better  Moves them to post pregnancy sooner  Think might be because are best hormone metabolizers  ▯ Measuring Hormones  An measure reproductive hormones in blood  Enzyme linking immunosorbent assay (ELIZA) ▯   ▯ Behavior  Interface between animal and its environ  Rapid way to promote survival   Producers  Need to be knowledgeable of animal behavior to effectively manage  livestock  Can influence economic production  Main determinants: genetics & environment  Can only control environment  At birth, all mammals have the instinct to nurse  A mother has an instinct to care for her young  Some cows are not good mother, usually related to genetics  Imprinting – early­age learning where young animals bond with their  mothers or parents and learn to associate members of their own species or even with humans and other species  Lambs should be first handled by humans two days after birth  For horses, the first 42 days of life are most important for human contact  Extended contact over the first nine months of life is the best time to  accustom cattle to humans  Maternal behavior – livestock mother exhibit behaviors that provide  With cattle, sheep, goats, and horses the mother’s lick their young to  clean them off  This licking stimulated blood circulation and encourages the young to  stand and nurse  A sow does not lick her young, but does lie down and move her feet to  encourage her young to nurse  Cows, sows, and mares normally become more aggressive in protecting  their young   Become unpredictable   Sexual Behavior  Behavior in animal related to courtship and mating  “standing heat” or estrus is observation condition that helps ID cows that  are ready for breeding  Estrus  Estrus is period of time when female is receptive to male  At this time the female has ovulated and is awaiting insemination  This time is associated with various behavior and physiological changes  Cows  Female stands to be mounted by another animal o Known as standing heat o Best sign a cow is in estrus  Cows will mount each other when one is in heat o Sometimes cow is in heat try to ride female not in heat o Must observe cow standing to be mounted  Secondary signs  Roughened tailhead  Tailhead may appear to be rubbed off or raw  Muddy hoof prints along flank, lower back  Friendly   May follow other cows  Stand behind and rest head on back of others  Sniff, nuzzle and lick  Nervous, restless  Walk around, more searching  Pace  Bawl more than usual  Dairy producers – alert, bright eyed, nervous, drop in milk production o Milk production directly related to nursing offspring o No more milk basically means pregnancy is over  Clear mucus from vagina  Stringy or smeared on backside  Appearance of egg whites  Swollen, moist vulva  Detection  Should be checked twice a day  28.6% cows stand for two consecutive heat checks  71.4% would only be seen for one check  therefore – if only one check a day is done a large portion of cows would  be missed  minimum of 15­20 minutes, maybe 30  Detection Aids  Heat watch system o Electronic heat mount system o Glued to tail head o Activated when animal mounted  Sends signal to receiver then to buffer then software  downloads data o Producer can keep data as long as wants o 24/7/365 o shows how long mounted and how frequently, down to the minute   Pedometry o Mounted on leg or around neck of animal o Measures activity of animal  Secondary sign of heat  More movement when in heat o Information can be automatically downloaded  History of animal is helpful here  Chin ball marker o Worn beneath detector animal’s chin o Consists of dye reservoir with steel ball valve  Attached to a strong leather halter o When detector animal mounts cow device acts like ballpoint pen  Leaves a mark  Androgenized animals o Females injected or implanted with testosterone  Synthetic male hormone  Stimulates females into showing male­like behavior  Cows that loose a calf, open cows or cull cows are excellent  candidates  Kamar Heatmount Detector o Plastic device glued to tailhead  Use on cows eligible for breeding in next 21 days o Prolonged pressure from mounting animal turns white detector   At least 3 seconds of full weight necessary  Tail chalking o Tail chalking is used larger dairies o Chalk is applied to tailhead of all animals  Applied daily o Animal riding cow in standing heat will smear/rub off the chalk  Must be skilled at interpreting   Milk progesterone test o Measures progesterone levels in milk  Progesterone is at low level just before, during and just after  heat  Progesterone levels indicate by color  Lower level = greater reaction  Sows  Standing heat the best indication  Boar must be present OR no outward signs of estrus  Synthetic Board o Boar does not appear to detect heat like a bull o Boar will try to mate all females o Only receptive (estrus) females will allow  Secondary signs o Swollen back end o Red vulva o Watery discharge  o Restless, climbing gates o Mount other females o Increased interest in boar o High pitched whining, grunting o Decrease in appetite   Timeframe o Check twice daily o Gilts bred day one  Have tendency to ovulate earlier  After first preg, ovulate later o Sows bred day two  Horses  Heat detection important to successof any repro management system  Conception rate is highest when mares are bred 1­2 days before ovulation  Therefore, best time occurs 24­48 hours before the end of estrus  Key signal is receptivity to stallion  To determine if mare in in heat & is receptive to a stallion, one can tease  a mare with a stallion and observe behaviors  A handler, or barrier, is used to ensure the mare and stallion remain  separated while behaviors are observed  Score interaction and keep records: o 0 = mare rejects o 4 = mare shows intense  Ways of teasing a mare o Group teasing is use when a large number of mares need to be  observed o Stallion is placed in center pen surrounded by adjoining pens with  several mares o Teasing mill – minimum 15­20 minutes o Advantage is minimal handling o Disadvantage is shy mares may not show signs with dominant  mares present o Teasing  Individual teasing is used when few need to be tested  A teasing rail is used to keep single mare and stallion apart  Behaviors o Flexing pelvis o Raising tail o Frequent urination o Contract & relax of vulva – winking o Allowing stallion to nip & chew at flank and neck o Assumes mating position  Reason for manipulation  Improved repro efficiency  Mares are seasonally polyestrous (go into heat multiple times but a  certain times of year)  Therefore, most mares do not cycle during the winter o Increased daylight, warming temps, improved nutrition has an  indirect effect on pituitary  o Increased FSH and LH secretion  o Improving nutrition  Other interesting facts  Most livestock polygamous  Poultry do exhibit preferential mating  Both male and female poultry may refuse to mate with certain females &  males Overview  Heat detection is critical for controlling livestock repro  Different species require different methods to optimize breeding Two types of Repro Cycles  Estrous and Menstrual  o Livestock = Estrous  o Primates = Menstrual   Terminology  Estrus o Noun meaning desire (display estrus) (Brits and Canadian’s add an O­ estrus)   Estrous o Adjective (display estrous behavior)   Season o Used to describe seasonal breeder – coming into season   Heat o Common slang term  o All refer to the female receptivity to a male  Estrous Cycles  Interval from one display of estrus to the next (ovulation)   Also called inter­estrous interval   Consists of a series of predictable events beginning and ending with the  onset of behavior estrus (livestock)   Length of time varies – 4 days in rodents to 14­16 weeks in elephants  Menstrual Cycles  Specific to primate  Also begins and ends with observable occurrence  Menses or bleeding (sloughing of the endometrial wall) – does not occur  in Estrous!   Length of time generally 28 days  Importance  Provides repeated opportunities for female to conceive o In some species restricted to times when offspring have best  survival chance   Cyclicity (interruption)   Termed – Anestrus o Season (ewe, mare, etc.) o Pregnancy o Disease (eg. Pyometritis) o Stress (poor nutrition, exercise, etc.) o Lactation (sow)   Frequency  Polyestrous o Regular occurring cycles throughout the year o Can conceive at any estrus during any season  o Examples:  Cows   Sows   Seasonal Polyestrous o    Dogs enter a state called pseudo­   Inducted Ovulation  Cycle through but will not get an ovulation  Queens  No copulation – no ovulation  Still cycle in and out of estrus  If copulation takes place, will lead to ovulation  Estrus will stop in anestrus and lactation  Actual stimulus of copulation causes formation     Lactational Anestrus  Period of non­cyclicity seen during nursing (pre­weaning)   Traditional view: o Blamed on baby stimulating nerves during suckling (teat) o Stop baby from nursing will let cow/sow resume cycling o BUT also seen in cows where mammary gland was denervated   Shown that cow can sense the mere presence of her calf and stop cycling  o More about seeing and hearing, as well as stimulus  Higher brain centers are involved o Olfactory o Visual o Auditory   Seasonal Anestrus  The time of year when seasonal breeders are unreceptive   Prevents breeding of female when subsequent birth would be detrimental  to survival of the offspring   Designed so when have offspring, not treacherous weather  Generally more advantageous for babies to be born in spring o Warmer weather o Lush green grass (food availability) o Reduced bacteria and parasite loads (winter kill off)   Silent Ovulation  Ovulation unaccompanied by behavior estrus   Occurs normally at first ovulation: o Transition to puberty­ 1  ovulation is silent o Transition to breeding season (ewe, mare)­ 1  ovulation is silent o Transition from postpartum anestrous to cycling (cow)  o Estrus behavior is critical component for copulation to occur o Better to breed during second ovulation theory has some grounds  with this, but also 1  ovulation is not the best o The reason this occurs:  First Graafian follicle produces estrogen (normal)   Estrogen alone does not induce behavioral estrus   Brain must be primed with progesterone   First dominant follicle – has no previous CL – no  progesterone   Behavior center has no estrogen receptors   Requires second wave to come in and show signs of estrus  since brain has been progesterone primed  1  follicle will ovulate, form corpus luteum and send signals  to brain  Onset of Seasonal Cyclicity  Similar to puberty onset   Seasonal Anestrus characterized by: o Perception of ratio of daylight to dark (ewe vs. mare) o Relative dormancy of GnRH secretions o Minimal FSH and LH secretion   Transition controlled primarily by photoperiod: o Ewes detect relative length of the day/night o Signal transmitted to retinohypothalamic tract o Suprachiasmatic nucleus of hypothalamus (cranial) o Superior cervical ganglion  o Integrated signal sent to pineal gland   Short Day Breeders  Highest breeding activity generally September­January   Longer night = more melatonin  More melatonin = more GnRH  Increased GnRH neuron activity/pulse frequency    Increased GnRH will get repro going  Long days (spring) o Decreases melatonin o Decrease GnRH frequency   Can control using artificial light but hard to create evening   Long Day Breeders (spring)  Neurons wired the opposite  Shorter nights = less melatonin   Less melatonin = more GnRH   Can control easier with artificial light o Common practice for breeding mares earlier in the spring  Review  In seasonal breeders, both males and females are affected     basically like Mario Kart and blue shell, whoever in lead slows/inhibits  everyone else  Follicle Growth  Final development of the pre­ovulatory follicle(s)   Follicle growth drives o Increased estrogen o Increased inhibin  Think it has to do with strength and health of follicles May get rid of ones that aren’t expressing wanted gene as strongly Follicles are either selected to ovulate or gotten rid of Don’t form corpus luteum or anything, atresias will just be reabsorbed by body Increased Inhibin  Negative feedback on FSH  Dominant follicle not FSH dependent now  Stops support of other non­dominant follicles Increased Estrogen  Prepares the reproductive tract  Sexual receptivity  Induction of LH surge  Ovulation  Sequence of Events  Involves the GnRH tonic and surge centers o Can probably guess what’s play based on stage  Anterior pituitary gland  Ovary­ release of LH has effect   Estrous synchronization  Using a method to promote female mammals to come into estrus within a short timeframe  Why?  Group females together for calving intervals  Shorten breeding season o Better for breeder sleep and money  Reduce estrus detection o More common now is time synch o Don’t have to worry about looking  Estrous Synch How?  Management techniques that makes use of hormones to control or  reschedule the estrous cycle  Hormones associated o LH & FSH o Progesterone o Estrogen o Prostaglandin  Signal from uterus to reset because no pregnancy  Advantages  Calves produces early in season will wean heavier because they are older  Cows require 40­60 days to recover from calving before next breeding o Cows that bred earlier have better chance of maintaining 365 day  calving interval the next year Basis  Manipulate life span of CL  Manipulate growth of follicles and timing of ovulation Synch Methods   GnRH protocals o Naturally occurring hormones that stimulates the release of LH and FSH that stimulates follicular development o Protocols including Ovsynch and Cosynch  Protaglandins o Naturally occurring hormone that causes regression of CL  (lutelysis) and decreases progesterone secretion which results in a  return to estrus o Can expect estrus within two days following injection o Protocols include PGF one­shot method and PGF two­shot method  Progestins o Form of progesterone that extends the period of time progesterone  is present and prevents animal from coming into heat o Protocols include MGA+prostaglandin and CIDR  Prostaglandin protocols not used for heifers because they are less likely  to have functional CL  For all prostaglandin protocols, DO NOT allow herd into contact with  bull because prostaglandin will cause abortion if pregnant  One injection of PGF  Advantages o Useful for detection of estrus in heifers and cowas o Decreased drug cost o Limited animal handling  Disadvantages  o 10­25% of females may not be detected in estrus during days 0 to  10 o poor degree of synch on females that return to estrus o must have CL o length of estrus detection o abortion  Two injections of PGF Adv o Useful fro detection of estrus in heifers and cows o Tighter synch than one injection method o Can use fixed insemination time after 2  injection  Disadv o Must have functional CL o Length of estrus detection o Administration of PGF will cause abortion in pregnant animals MGA & prostaglandins  DO NOT do insemination before PGF injection  Advntages o Proven system for heifers o Inexpensive method o Can hasten cyclicity in anestrous females  Disadvantages  o Length of protocol o Must be appropriate feeding space to allow efficient consumption o Estrus synch may be variable o Can ensure uniformity of consumption of feed supplement prior to  and during oral administration of MGA  CIDR – controlled internal drug release  Remove CIDR at day 7, also give PGF injection on day 7  Advantages o Useful for detection of estrus in heifers and cows o induces cyclicity in percentage of anestrous o High pregnancy rates  Disadvantages o Possible retention failure of CIDR o Cost per treatment may be higher o An additional day of processing for hormone treatment would be  require to facilitate  GnRH Protocals  GnRH injection, PGF injection, select synch within in next 5 days  48 hours after PGF, inject GnRH  Ovsynch  Cosynch o Semen quality is more critical here since must stay viable for  longer  Advantages o Higher and tighter rate of estrous compared to PGF o Allows estrus detection or time AI  Disadvantages o Higher cost o Increase time and labor o Not recommended for heifers  Synch in Mare  Products: equimate, estrumate, lutalyse  When administered in diestrus, expect ovulation in 7­12 days  If 30­33mm follicle present, expect ovulation in 2­4days  Will only work when fully functional CL is present  “short cycling” refers to restarting of estrus cycle  prostaglandin should be given after day 6  hCG can be given to mares resulting in immediate ovulation  Synch in Sow  Prostaglandin will not cause regression until day 12 of cycle because LH  bind to luteal cell receptors with strong affinity following ovulation and  is not released until day 12.  Repeated injections over two or three days will regress CL sooner, but  not practical  Common progestins will synch estrus but cause ovarian cysts  Regumate has been found to be effective  Noncycling giltscan be synchronized with P.G. 600 I400 IU eCG and 200 IU hCG)  Synch in Ewe  Most coming either prostaglandin or CIDR  Embryo Transfer  Removal of embryo’s from one animal and placement in another, growth  & birth  Why?  Productivity of genetically superior donors  Maximize use of valuable semen  Transport genetics across long distances  Production of identical offspring by embryo splitting o Potentially valuable as research animals  Purpose of Embryo Transfer  Increase productivity of genetically superior donors  Max use of valuable sperm  Limitations  Expensive  Labor intensive  Requires extensive training and experience  Successful   Superovulation  AI  Recovery of embryo  Maintenance of embryo  Transfer of embryos to recipient female  Superovulation  Treatment of a female with gonadotropins (generally FSH) to increase  the number of oocytes that are selected to become more dominant  follicles and ovulate  o A typical treatment response in cattle would be 8 to 10 ovulations  Procedures o Hormones used  FSH(follicle stimulating hormone)  Short half life ~2hours  Used for commercial SOET  PMSG (pregnant mare serum gonadotropin; eCG)  Long half life ~2­4days  Not approved for use in commercial in US  Steps in Cows  Synchronize recipient with donor o Goal: want donor and recipient to be in same stage of estrous cycle o Reason: prep of recipient uterus to suppose embryogenesis o How: treat recipient with synchronization protocol that induces  estrus to occur at same time as donor  Superovulation of donor female o Goal: hypertimulate ovaries with gonadotropins o Reason: provide higher than normal numbers of follicles that will  ovulate o How: inject donor with FSH  Inseminate donor with semen from genetically superior bull o Goal: to generate the best fertilization rates and genetic  combinations possible o Reason: enhance rate of genetic progress o How: utilize high fertile semen and trained inseminator  Recovery and ID of viable embryos o Goal: nonsurgically collect (flush) embryos from donor for transfer o Reason: to recover viable embryos o How: block with local anesthetic to relax rectum, at day 6­8 a  Foley’s catheter is inserted into uterus and inflated to prevents  retrograde flow of flushing medium, introduce medium, lavage  uterus and collect fluid  Transfer of viable embryos into synchronized recipients o Goals: deposit a potentially viable embryo into uterine horn of  each recipient o Reason: to achieve pregnancy  o How: single embryo is placed in uterine horn using a transfer  pipette  Embryo Grading  Criteria for classifying o Even number of cells o Uniform division o Healthy zone pellucida o 1: excellent, 2: good, 3:fair, 4 – poor, 5 – degenerate   Summary  We  can control repro in livestock using hormones  Various protocols exist with various advantages & disadvantages    Tonic Center  Like a dripping faucet   Specific nuclei o Arcuate Nucleus o Ventromedial Nucleus   Following Luteolysis – progesterone decrease   Decrease in P4 o Decreases negative feedback on tonic GnRH o Increased the pulse frequency   Approx. 5 pg/ml pulse of GnRH every 1­2 hrs   Stimulates basal LH o 5 ng/ml o Needed by the theca cells for androgen synthesis   Increased release of FSH o Needed by granulosa cells for aromatization of androgen to  estrogen   Both lead to increased estrogen production and follicle growth and  maturation   Surge Center  Akin to gushing faucet   Differential effect of estrogen   Specific nuclei o Preoptic nucleus o Suprachiasmatic nucleus o Anterior hypothalamic area   During luteal phase o High P4 o Low E2 o Negative feedback on surge center o Not a large release of GnRH o Relatively low E2 o Low estrogen has negative feedback on surge center o Decreases GnRH release o FSH/LH stores up in gonadotrope cells   During follicular phase o Low P4, high E2 o High estrogen has postitive feedback on surge center o Threshold E2 induces synchronized action potential firing of  GnRH neurons  o Surge is going to send direct signal to dominant follicle to start  ovulation o LH is critical factor o GnRH neurons dump GnRH into the portal plexus o 20­100+ pg/ml (minimum 20x higher than Tonic Center) o Travels to gonadotrope cells in the anterior pituitary gland o Stored up LH is dumped into the blood o 100­150 ng/ml LH   Summary  CL regresses, decreasing P4  Increase FSH and LH  This increases follicle growth which increases E2  As follicle grow inhibin in increased leading to decreased FSH slowing  things down  However E2 continues to rise hitting a threshold  This causes GnRH release causing LH surge  Ovulation    When threshold E2 is reached   LH surge leading to ovulation  Decreased E2  CL forms leading to increased P4   Follicle Growth and Atresia  Follicle growth occurs throughout the estrous cycle  Growth depends on FSH and LH in the blood  Final growth stage termed the “follicular phase”   Antral Follicles  Categorize follicles based on size and dependent on species  Diameter   Sow   Cow   Small   < 3 mm   < 5 mm   Medium   4­6 mm   6­9 mm   Large   6­10 mm   10­15 mm   Pre­Ovulatory   10­16 mm   15­20 mm    Recruitment  Small subset of primary follicles are selected and initiate growth  Process by which the follicle that is selected is not well defined  We do know certain factors that appear to play a role  Lots of primordial follicles waiting to be recruited  No concrete or easy explanation    Dominance  Surviving follicles will continue to grow  This increases the level of E2  Start to synthesize and secrete inhibin  Leading to decreased FSH   Atresia  Hormone controlled apoptosis  Fate of the vast majority of follicles (including most antral)  Monotocous species – all but one follicle will regress  Polyocous species – system uses E2/inhibin ratio to determine how many survive   10/2/15  Follicle Waves  In most species a group or “wave” of pre­antral follicles are selected  This group is selected during the pre­ovulatory FSH surge  In Cattle o First wave identifiable during metestrus o Second wave during mid­diestrus (10­11mm)  But Cl progesterone  Limits follicle growth  Follicles regress and become atretic o Third wave  CL is regressing therefore P4 is decreasing  FSH & LH increases  Follicle continues maturing  Dominant follicle producing more E2  Estrus behavior  LH surge  Ovulation & mating o Wave number  In cattle the number of waves per cycle varies   Either 2, 3 or 4 Varies among cows   Waves identified in other species as well  o These waves continue during periods of anestrus  Prior to puberty  During pregnancy  During other periods of anestrus   Stops only with reproductive senescence   Hormone Function Review  FSH – stimulates follicles to start growing  LH – stimulates steroid production by theca interna cells   FSH – stimulates estrogen production by granulosa cells   LH – initiates ovulation and luteinization   Inhibin o Produced by mature antral follicles o Exerts negative feedback to decrease FSH o Small pre­antral follicles are not dependent on FSH o Can continue to grow in the absence of FSH o Antral follicles are dependent on FSH and will regress without  FSH support  Steroid Production  Two cell theory  Theca and granulosa  Produces estrodial  Estrodial o Diffuses through the basement membrane to capillaries  o Distributed throughout the body  o Binds to receptors:  Hypothalamus (GnRH)  Reproductive tract  Brain (behavior)   Ovulation & Luteinization  Oocyte must exit the follicle o Granulosa o Basement membrane o Theca interna and externa  o Intracellular connective tissue o Tunica albuginea o Peritoneum/surface epithelium   Maturation  Oocytes must develop from immature primordial germ cells to mature  ovulated oocytes in order to be functional   Four phases: o Prenatal mitotic divisions o Nuclear arrest in dictyotene (prolonged diplotene) of prophase I o Cytoplasmic growth (cytoplasmic maturation) o Resumption of meiosis at ovulation       Mitotic Divisions  Occur prior to birth  Generally held that born with all ova (no more division)  100,000s – millions depending on species  Last mitotic division is oogonia to primary oocyte   Meiosis  Primary oocyte develops and enters into meiosis  Meiosis does not complete but stops at dictyotene stage (prophase I)  Resulting primary oocyte can remain dormant (years)  Unless stimulated in which it enters the growing pool   Meiosis I o First division of meiosis o Prophase 1: Each chromosome duplicates and remains closely  associated. These are called sister chromatids. Crossing­over  can occur during the latter part of this stage.  o Metaphase 1: Homologous chromosomes align at the  equatorial plate. o Anaphase 1: Homologous pairs separate with sister chromatids remaining together.  o Telophase 1: Two daughter cells are formed with each daughter  containing only one chromosome of the homologous pair.   Meiosis II o Second division of meiosis: Gamete formation  o Prophase 2: DNA does not replicate.  o Metaphase 2: Chromosomes align at the equatorial plate.  o Anaphase 2: Centromeres divide and sister chromatids  migrate separately to each pole.  o Telophase 2: Cell division is complete. Four haploid daughter  cells are obtained. (3 are polar bodies) o NO DNA REPLICATION   Meiosis – Genetic Variation o During normal cell growth, mitosis produces daughter cells  identical to parent cell (2n to 2n)  o Meiosis results in genetic variation by shuffling of maternal  and paternal chromosomes and crossing over.  o No daughter cells formed during meiosis are genetically identical  to either mother or father  o During sexual reproduction, fusion of the unique haploid g


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

75 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."

Kyle Maynard Purdue

"When you're taking detailed notes and trying to help everyone else out in the class, it really helps you learn and understand the I made $280 on my first study guide!"

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.