«Рада представить вам новое, 10-е издание Руководства по репродукции животных, которое нашло свое место на книжных полках и в сердцах наших коллег, практикующих ветеринаров, преподавателей, а также студентов, изучающих ...»

КРАТКОЕ РУКОВОДСТВО

ПО РЕПРОДУКЦИИ ЖИВОТНЫХ

Крупный рогатый скот

часть 1 и 2

Введение

Рада представить вам новое, 10-е издание Руководства по репродукции

животных, которое нашло свое место на книжных полках и в сердцах наших

коллег, практикующих ветеринаров, преподавателей, а также студентов, изучающих ветеринарию — тех, для кого управление репродукцией домашних

животных стало частью ежедневной работы, и тех, кто разделяет мою не угасающую страсть к изучению воспроизводства.

Цель этой книги — рассказать о последних научных разработках и помочь при их воплощении в конкретные решения, которые будут применяться в каждодневной работе ветеринаров и принесут пользу как ветеринарии в целом, так и нашим клиентам — владельцам домашних животных и фермерам.

Возвращение к работе над Руководством стало для меня прекрасным опытом, однако эта работа была бы невозможной без помощи моих коллег, которые с энтузиазмом посвятили свое время этому проекту. Я хотела бы выразить уважение и признательность доктору Линде Хорспул за внесение редакторских правок и изменений в главы 7, 8 и 11 и доктору Марку Мартенсу за редактирование главы 4.

Я также в долгу перед доктором Дэвидом Пеппером, который помог мне с редактурой и вычиткой текста на английском языке.

Надеюсь, что Руководство окажется для вас полезным источником информации по этому интереснейшему как с научной, так и с практической точки зрения вопросу.

Моника Пташинская (Monika Ptaszynska), редактор 10-го издания ISBN 90-801886-6- Издание Intervet International bv 06000.1. 10-е издание, исправленное и дополненное, 009 г.

Перевод: Давыдова Н.Ю., 01 г.

 Содержание 1. ФИзИОлОгИя РЕПРОДУКЦИИ млЕКОПИТАющИХ 1.1. Введение

1.2. Нервная система, гормональная система и клеточные мессенджеры

1.3. Регулирование репродуктивной функции самки

1.5. Сезонность

1.6. Дополнительная литература

2. РЕПРОДУКЦИя КРС 2.1. Физиология

2.2. Управление оплодотворяемостью в стаде

..1. Оценка оплодотворяемости

... Экономические аспекты

... Диагностика стельности

..4. Эструс и выявление признаков половой охоты

..5. Время осеменения

2.3. Регулирование эструса

..1. Причины, по которым следует регулировать наступление эструса

... Способы регулирования эструса

... Факторы, оказывающие воздействие на оплодотворяемость осемененных коров

...1. Задержка овуляции

.... Неблагоприятная среда в матке

.... Важность ранней функции желтого тела для диагностики стельности и ее сохранения

...4. Влияние теплового стресса на эффективность репродукции у КРС

..4. Улучшение показателей оплодотворяемости во время и после искусственного осеменения

 Содержание 2.4. Нарушения репродуктивной системы

.4.1. Физиологические аспекты послеотельного периода.

Сокращение матки

.4.. Задержание последа

.4.. Маточные инфекции

.4.4. Анэструс

.4.4.1. Лечение анэструса у КРС

.4.5. Киста яичников

.4.6. Потеря стельности

.4.7. Корова, нуждающаяся в повторном осеменении

.4.8. Аборты

.4.9. Нежелательная стельность

2.5. Стимуляция отела

2.6. Бык-производитель

.6.1. Оценка пригодности быка к осеменению

.6.. Бесплодие

2.7. Пересадка эмбриона

.7.1. Подготовка коровы-донора

.7.. Подготовка коровы реципиента

2.8. Использование сексированного семени для осеменения

2.9. Многоплодная стельность

2.10. Дополнительная литература

1. Физиология репродукции млекопитающих 1.1. Введение В репродуктивный процесс млекопитающих вовлекаются две регуляторные системы. Специфическую роль играет как эндокринная, так и нервная система. Тонкое взаимодействие между этими двумя системами обусловливает целый каскад событий, который в конечном итоге приводит к рождению и успешному выращиванию здорового потомства. В этой главе приводятся основы теории репродуктивных процессов и примеры регулирования размножения у коров, иллюстрирующие взаимосвязи между различными стадиями процесса. Более подробная информация о репродукции у других видов животных представлена в соответствующих главах. В кратких разделах в конце данной главы рассматриваются эндокринные процессы у самцов, а также некоторые аспекты, связанные с сезонностью размножения.

1.2. Нервная система, гормональная система и клеточные мессенджеры Нервная система. Раздражители, продуцируемые окружающей средой, регистрируются органами чувств и передаются в головной мозг. Что касается репродуктивной системы, то примеры сенсорных сигналов включают информацию, получаемую посредством органов зрения (свет, образ других животных того же вида) и обоняния (половые запахи), а также посредством тактильных рецепторов (близость других животных), и передаваемую через зрительный нерв, обонятельный нерв и афферентные нервы в головной мозг. Мозг распознаёт информацию и, при необходимости, реагирует на нее, посылая импульсы по нервным волокнам в орган-мишень.

Гормональная система. Гормон можно определить как вырабатываемое железой или тканью организма химическое вещество, которое вызывает специфическую реакцию в ткани, чувствительной к гормону. Гормональная система осуществляет свое воздействие при помощи этих химических мессенджеров и регулируется комплексом обратных связей и импульсами, посылаемыми нервной системой и различными органами. Действие гормональной системы можно подразделить на типы в зависимости от способа, которым гормоны достигают клетки-мишени (Norman и Litwack, 1997).

1. Физиология репродукции млекопитающих Системные гормоны — гормоны эндокринной системы В эндокринной системе гормон вырабатывается и хранится в специальных клетках анатомически обусловленной эндокринной железы. Эти гормоны вбрасываются в кровоток и транспортируются (часто при помощи специальных транспортирующих белков) к органу-мишени, во многих случаях удаленному от источника, вырабатывающего гормоны.

Эндокринная система включает выделительные железы, которые высвобождают свои гормоны в общий кровоток (напр. инсулин) или локально (напр. гонадолиберин).

Паракринные гормоны Так называемые паракринные гормоны воздействуют на клетки или органы, находящиеся в непосредственной близости. Например, интерстициальные клетки Лейдига вырабатывают тестостерон, оказывающий воздействие на прилежащие семенные канальцы.

Аутокринные гормоны Термин «аутокринный» используется для описания процесса, при котором выделяющая гормон клетка является одновременно и клеткой-мишенью.

В качестве примера можно привести простагландины.

Нейромедиаторы Сегодня нейромедиаторы все чаще рассматриваются как гормоны, то есть считаются гормональными мессенджерами. Нейромедиаторы, такие как ацетилхолин, могут рассматриваться в качестве паракринных гормонов.

До настоящего времени об эндокринных функциях было известно больше, чем обо всей остальной гормональной системе. В последние десять лет все большее внимание ученых привлекают аутокринные и паракринные функции, однако многие аспекты по-прежнему остаются невыясненными.

После достижения клетки-мишени гормон должен вызвать реакцию, которая активируется специфичными к гормону рецепторами клетки-мишени — расположенными внутри клетки или на их поверхности уникальными молекулярными структурами, каждая из которых обладает специфичной восприимчивостью к определенной гормональной конфигурации. Таким образом, рецепторы выполняют две важные функции:

• распознавание конкретного гормона клеткой-мишенью;

• превращение гормонального сигнала в специфическую для клетки реакцию.

Биохимическая структура гормональных рецепторов может быть различной, но в целом, каждый рецептор может распознавать только очень специфичный гормональный объект и взаимодействовать с ним (в отличие от взаимодействия ферментов с субстратом по модели «ключ-замок»).

Тем не менее, все рецепторы имеют два основных компонента:

а) лиганд-связывающий домен, который стереоспецифически связывает подходящий гормон;

б) эффекторный домен, который распознает наличие комплекса «лигандсвязывающий домен — гормон» и активирует специфичную для данной клетки биологическую реакцию, которая обычно включает в себя активацию или инактивацию ферментов в клетках-мишенях.

Рецепторы стероидных гормонов обычно обнаруживаются в цитозоли и ядерном компартменте клетки-мишени, где они взаимодействуют непосредственно с ДНК. Рецепторы пептидных и белковых гормонов обычно располагаются на внешней мембране клетки.

Большинству рецепторов, особенно рецепторам клеточной мембраны, для передачи сигнала требуется вторичный мессенджер. Одним из наиболее известных вторичных мессенджеров является циклический АМФ (см. рис. 1).

После связывания с рецептором гормон активирует аденилатциклазную систему в клеточной мембране, и аденозинтрифосфат (АТФ) преобразуется в циклический АМФ. Циклический АМФ (цАМФ), вторичный мессенджер, в свою очередь активирует неактивную цАМФ-зависимую протеинкиназу А, которая расщепляется на активную каталитическую субъединицу и регуляторную субъединицу. Активная каталитическая субъединица протеинкиназы стимулирует фосфорилирование белка или фермента, что вызывает определенные клеточные реакции, такие как, например, синтез белка, рост или гормональную секрецию. Ввиду того, что обычно концентрация циркулирующих гормонов является низкой, рецептору требуется эффективный механизм захвата соответствующего гормона.

Действие, оказываемое выбросом эндокринного гормона, может меняться в зависимости от ряда обстоятельств. Количество и тип рецепторов клетки-мишени не является постоянным, и их образование и деградация представляет собой динамический процесс. Функцией одного гормона в клетке может быть индукция и деградация рецепторов для другого мессенджера.

Более того, при избытке гормонов рецепторы могут блокироваться. В таком случае дополнительная стимуляция дозой гормонов, которая в обычных условиях является в высшей степени эффективной, не приводит к необходимым результатам. Многие патологические состояния в репродуктивной сфере вызваны нарушениями на уровне рецепторов.

1. Физиология репродукции млекопитающих Рис.1. цАМФ в качестве вторичного мессенджера Клеточный ответ (секреция гормонов, синтез белка, 1.3. Регулирование репродуктивной функции самки Большая часть жизни типичной половозрелой самки проходит в стадии полового покоя (анэструс). Период полового созревания, а также периоды, связанные с беременностью и лактацией, в общей сложности занимают больше времени, чем относительно краткие периоды половой активности.

Тем не менее основное внимание уделяется именно периодам половой активности. В это время человек чаще всего вмешивается в репродуктивный процесс (допускает или не допускает размножение, делает выбор между самцом и искусственным осеменением, осуществляет управление эструсом, индукцию овуляции и т. д.). В течение этого периода также проявляется большинство проблем, связанных с разведением домашних животных.

Общий принцип гормональной регуляции репродуктивного процесса одинаков для различных видов домашних животных, однако существуют и некоторые различия. У отдельных видов животных эструс происходит неФизиология репродукции млекопитающих сколько раз в год (крупный рогатый скот, свиньи), тогда как у других видов полиэструс носит сезонный характер (лошади, овцы, кошки). У собак эструс имеет место один раз в год.

Существуют также различия в механизме овуляции. У большинства видов она спонтанна, однако у кошки, крольчихи или верблюдицы овуляция индуцируется стимуляцией сенсорных рецепторов во влагалище и шейке матки при коитусе. Специфические аспекты репродуктивного процесса у других видов млекопитающих рассматриваются в других главах, затрагивающих физиологию различных видов животных. В этом разделе приводится лишь общий обзор функций и взаимодействий наиболее важных гормонов, которые участвуют в репродукции (а также их секреторных тканей и тканеймишеней), на примере полового цикла коровы.

Рис. 2. Взаимосвязи в рамках регулирования репродуктивной функции самки

ГИПОТАЛАМУС

ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ

ЯИЧНИК

Репродуктивный процесс у млекопитающих регулируется сложным и лишь частично изученным каскадом последовательных совокупных действий центральной нервной системы, ряда секреторных тканей, тканей-миФизиология репродукции млекопитающих шеней и некоторых гормонов. На Рис.  схематически представлены самые важные органы и гормоны, вовлекаемые в репродуктивный процесс у самки млекопитающих, а также некоторые их функции и взаимодействия.

Центральная нервная система (ЦНС) получает информацию из внешней среды, окружающей животное (визуальные, обонятельные, звуковые и тактильные сигналы) и направляет эту информацию, в той степени, в которой она касается размножения, в гонады через гипоталамо-гипофизарно-яичниковую систему. Гипоталамус и гипофиз тесно связаны с вентральной частью головного мозга. Обе эти структуры не только продуцируют гормоны, но и являются органами-мишенями, образуя сложную гомеостатическую систему обратной связи, с помощью которой они регулируют скорость выделения собственных гормонов.

После получения сигналов из ЦНС эндокринные нейроны в гипоталамусе продуцируют один из рилизинг-гормонов, гонадотропин-рилизинг-гормон (гонадолиберин, ГнРГ), — относительно простой пептид, состоящий из 10 аминокислот (декапептид). Поскольку ГнРГ у млекопитающих высококонсервативен, технология регулирования фертильности на основе данного гормона нашла широкое применение у различных видов.

Этот гормон транспортируется через гипоталамо-гипофизарную портальную систему в переднюю долю гипофиза, органа-мишени. Здесь он стимулирует специальные клетки гипофиза, которые выделяют фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ). Высвобождение гормонов ГнРГ, ФСГ и ЛГ происходит не на постоянном уровне, а в виде последовательности пиков. При модулировании выделительной деятельности гипофиза решающее значение имеет амплитуда и частота пиков ГнРГ, а не постоянная концентрация гормона. Как внутренние (механизм обратной связи с гонадами), так и внешние факторы (фотопериод, феромоны, питание и метаболический статус) оказывают первичное воздействие на репродуктивную модель путем модулирования выделения ГнРГ гипоталамусом.

Как уже упоминалось, ГнРГ стимулирует выделение ФСГ и ЛГ клетками гипофиза. Гонадотропины ФСГ и ЛГ принадлежат к суперсемейству гликопротеинов. Они состоят из двух различных субъединиц, альфа и бета, которые не связаны ковалентно. ФСГ и ЛГ выделяются в организме не одновременно, поскольку регулируются независимо друг от друга. ГнРГ чрезвычайно важен для контроля выделения ЛГ. Поэтому пульсообразное выделение ЛГ гипофизом сопровождает пульсообразоное выделение ГнРГ гипоталамусом. Стимуляция посредством ГнРГ немедленно включает высвобождение и биосинтез ЛГ, восполняющий его запасы.

Содержание ЛГ в гипофизе у большинства млекопитающих до 10 раз выше, чем содержание ФСГ.

При этом синтез ФСГ модулируется различными гонадными факторами, а гонадотропин, как выяснилось, необходим для его поддержания. Запасы ФСГ в гипофизе малы, и его выделение отражает уровень и продолжительность его биосинтеза.

ГнРГ выделяется гипоталамусом в виде последовательности коротких выбросов, разделенных периодом покоя. Пульсообразная природа выделения ГнРГ гарантирует, что орган-мишень постоянно подвергается стимуляции гормонами: постоянная стимуляция высокой концентрацией гормонов приводит к снижению чувствительности клеток-мишеней. Экспериментально доказано, что постоянный ввод ГнРГ в высокой концентрации ведет к прогрессирующему снижению реакции гипофиза на ГнРГ. Это снижение чувствительности скорее всего вызвано уменьшением количества рецепторов ГнРГ в мембране клеток гипофиза.

На уровень ниже в гипоталамо-гипофизарно-яичниковой системе ФСГ стимулирует развитие фолликулов яичников. Во внутренней оболочке (theca interna) фолликула ЛГ стимулирует синтез андростендиона из холестерина.

Андростендион трансформируется в тестостерон, после чего в зернистых клетках фолликула последний под влиянием ФСГ подвергается ароматизации и преобразуется в эстрадиол-17. По принципу положительной обратной связи эстрадиол воздействует на гипоталамус и гипофиз, повышая частоту пульсов выброса ГнРГ. При достижении определенного порогового уровня эстрадиола гипоталамус реагирует всплеском ГнРГ, что, в свою очередь, индуцирует всплеск ЛГ, который инициирует овуляцию. Таким образом, по отношению к функции яичников ФСГ стимулирует рост фолликулов, в то время как ЛГ стимулирует их созревание, выработку эстрадиола и овуляцию.

ЛГ также поддерживает образование и функционирование желтого тела на раннем этапе.

Важным результатом действия эстрадиола является и индукция симптомов эструса. Эструс можно определить как поведенческие и физические симптомы, которые сигнализируют другим животным о том, что самка находится в фертильной фазе цикла и готова к спариванию.

Зернистые клетки также продуцируют ингибин. Значение данного гормона выяснено не в полной мере. Свое название он получил вследствие обеспечения отрицательной обратной связи в отношении выброса ФСГ из гипофиза, что позволяет контролировать развитие фолликула.

После овуляции остатки фолликула под влиянием ЛГ трансформируются в желтое тело, полость фолликула заполняется кровеносными сосудами, а зернистые клетки увеличиваются в размерах. Желтое тело является, прежде всего, секреторным органом, который продуцирует прогестерон и окситоцин.

1. Физиология репродукции млекопитающих Прогестерон — одна из важнейших составляющих, обусловливающих нормальный половой цикл коровы, а после оплодотворения яйцеклетки он становится основным гормоном, обеспечивающим сохранение стельности.

Прогестерон ослабляет пульсообразные выбросы ГнРГ и, тем самым, ингибирует новую овуляцию. Кроме того, он готовит эндометрий к имплантации развивающегося эмбриона, а также угнетает неконтролируемые сокращения стенки матки, являющиеся опасными для стельности. Если яйцеклетка, выходящая из фолликула при овуляции, не оплодотворяется, то организм животного не получает сигнала о наступившей стельности от эмбриона.

Примерно через 16 дней после овуляции эндометрий яловой матки начинает высвобождать простагландин F.

PGF инициирует рассасывание желтого тела; этот процесс называется лютеолиз. Механизм, посредством которого простагландины вызывают лютеолиз, в полной мере не изучен, однако он включает в себя снижение кровоснабжения желтого тела в результате сужения сосудов и воздействие простагландина F непосредственно на лютеиновые клетки. Первичным звеном для инициации лютеолиза является крупная лютеиновая клетка стареющего желтого тела (Weem и соавт., 006). Предполагается, что в лютеолизе также принимает участие окситоцин, вырабатываемый желтым телом. Связывание окситоцина с его рецептором в эндометрии матки ялового животного стимулирует пульсообразное выделение простагландина F. Экспериментальные исследования, проведенные в течение последних 10 лет, доказывают, что эстрогены усиливают экспрессию окситоциновых рецепторов матки и снижают экспрессию прогестероновых рецепторов.

Однако способ, посредством которого изменения в выделении эстрогена и прогестерона во время цикла эструса влияют на внутриклеточную динамику в клетках-мишенях матки, может оказаться гораздо более сложным, чем считалось до сих пор. Выделение эндометриального простагландина PGF инициирует лютеолиз. Уровень PGF в маточном венозном кровотоке начинает увеличиваться на 11-1-й день у овец, 1-14-й день у свиней и 16-17-й день после эструса у коров (обзор в Weem и соавт., 006).

В результате рассасывания желтого тела концентрация прогестерона в крови падает, что снимает прогестероновую блокировку высвобождения ГнРГ из гипоталамуса. Это инициирует новую фолликулярную фазу и, в конечном итоге, развитие предовуляторного фолликула. Период созревания фолликула, эструс и овуляция, которая характеризуется выработкой эстрадиола, называется фолликулярной фазой цикла. Фаза, в которой преобладает прогестерон — от овуляции до лютеолиза, — называется лютеиновой фазой (см. рис. ).

Рис. 3. Гормональный фон коровы во время эструса Упомянутые в данной главе гормоны, участвующие в репродуктивном процессе, перечислены в таблице 1, где приводятся их основные функции, локализация выработки и химическая структура. Однако следует отметить, что в таблицу включены лишь некоторые из известных функций отдельных гормонов, и совершенно очевидно, что не все функции этих гормонов достаточно изучены. Мы описываем известное эндокринное действие, однако большинство гормонов оказывает также и паракринное действие, которое исследовано крайне мало. Репродуктивный процесс у самок и самцов регулируется точно настроенной взаимосвязью действий и реакций самых разных гормонов. За последние десятилетия в этой области, безусловно, были достигнуты существенные результаты, но, тем не менее, общее понимание этих сложнейших процессов по-прежнему нельзя назвать полным.

1. Физиология репродукции млекопитающих Таблица 1. Биологическая активность ФСГ у самок (источник: Norman и Litwak, 1997) Мелатонин Шишковидная индикатор длины дня/ночи индоламин ГнРГ Гипоталамус стимулирует высвобождение Пептид ( ЛГ Передняя доля самки: стимулирует созрева- Гликопротеин Эстрогены Яичник (зер- индуцирует поведенче- стероид (эстрадиол- нистые клетки ский эструс, стимулирует ингибин самки: Яичник ингибирует высвобождение Пептид Прогестерон Яичник (желтое Подготавливает эндометрий стероид Простагландин Матка Рассасывание желтого тела Жирорастворимая 1.4. Регулирование репродуктивной функции самца Принцип размножения у самцов по своему характеру напоминает таковой у самок. Гормонами, обеспечивающими развитие и сохранение мужского фенотипа, также являются гонадотропины: ЛГ, который у самцов называется гормоном, стимулирующим интерстициальные клетки (ГСИК), и ФСГ, вырабатываемый гипофизом; андрогенные стероидные гормоны, включая тестостерон, вырабатываемый яичками, и ингибин. Женские стероидные гормоны, эстрадиол и эстрон, при определенных обстоятельствах также играют важную роль в управлении репродуктивной функцией самцов.

На рис. 4 представлена схема регулирования репродукции у самцов.

Таблица 2. Биологическая активность ФСГ у самцов (источник: Norman и Litwak, 1997) Незрелая клетка сертоли стимуляция митотического деления Зрелая клетка сертоли инициирование сперматогенеза, инициирование синтеза * Ингибирующее вещество Мюллера — это гонадный пептидный гормон, вызывающий регрессию Мюллеровых протоков во время эмбрионального развития самца.

ЛГ стимулирует выработку тестостерона клетками Лейдига. Выделение ЛГ обратно пропорционально уровню тестостерона и эстрадиола в крови, поскольку тестостерон оказывает влияние на секрецию ЛГ по принципу отрицательной обратной связи, подавляя пульсообразное высвобождение ГнРГ из гипоталамуса.

Известно, что ЛГ индуцирует биологические реакции в клетках Лейдига и Сертоли, однако ЛГ-специфичные рецепторы обнаружены только в клетках Лейдига. Это позволяет предположить, что механизм воздействия ЛГ на клетки Сертоли является паракринным. Рецепторы, специфичные к ФСГ, присутствуют в клетках Сертоли и в некоторой степени в сперматогониях.

Тестостерон (оказывающий воздействие на клетки Сертоли) также необходим для сперматогенеза. Доказано наличие функциональных андрогенных ядерных рецепторов в клетках Лейдига, Сертоли и перитубулярных клетках тканей яичек. Тестостерон и другие андрогены отвечают за обособление 1. Физиология репродукции млекопитающих и созревание репродуктивных органов самца, развитие вторичных половых признаков, а также за поведение самца, соответствующее его роли в репродуктивном процессе.

Таким образом, можно перечислить следующие основные функции клеток Лейдига: выработка тестостерона и инициирование сложных паракринных взаимодействий с семеносными тубулярными клетками и клетками Сертоли с целью оказания воздействия на сперматогенез. В ходе полового созревания клетки Сертоли созревают с точки зрения как биохимии, так и морфологии. Таким образом, формируется так называемый гематотестикулярный барьер. Клетки Сертоли задействованы в пяти важных процессах:

выработка уникальных регулирующих белков, таких как андроген-связывающий белок (АСБ); питание развивающихся сперматозоидов; фагоцитоз поврежденных сперматозоидов; выработка насыщенной бикарбонатом и калием жидкости, участвующей в транспортировке зрелых клеток спермы, и выработка эстрадиола из тестостерона.

Рис. 4. Взаимосвязи в рамках процесса регулирования репродуктивной функции самца

ГИПОТАЛАМУС

ПЕРЕДНЯЯ ДОЛЯ

ГИПОФИЗА

1.5. Сезонность В умеренных широтах животные сталкиваются с повторяющимися сезонными изменениями температуры, климата и доступности корма, что может оказать влияние на их репродуктивную деятельность. Одной из общих черт большинства диких и некоторых домашних животных является взаимосвязь репродуктивности с сезонностью. Роды предпочтительны в оптимальное время года, обычно весной, что позволяет потомству вырасти в наилучших климатических условиях и при максимальной доступности и разнообразии кормов до наступления следующей зимы (рис. 5).

Рис. 5. График сезонности спаривания и родов для некоторых видов млекопитающих (источник: Chemineau и соавт., 008) Калифорнйский толсторог Аляскинский толсторог

Я ФM A M И И A С O Н Д Я Ф M A M И И A С O Н Д

Это означает, что периоды половой активности (сезонный эструс) перемежаются периодами ее отсутствия (сезонный анэструс). Такие виды домашних животных, как овцы, козы и лошади, сохраняют строгую сезонность репродукции. Например, у овец половая активность начинается с сокращением длительности светового дня (размножение короткого дня), а у лошадей — с его удлинением (размножение длинного дня). В регионах с холодным и умеренным климатом это приводит к тому, что и овцы и лошади дают потомство весной (т. е. в период, когда достаточно корма), тем самым обеспечивая ему наилучшие шансы для выживания. Для любого вида или породы сезон спаривания остается постоянным в течение всей жизни, с относительно фиксированным временем начала и окончания активности яичников и соответствующим периодом максимальной выработки семени самцом. Этот точный и постоянный график обусловлен сложным механизФизиология репродукции млекопитающих мом, позволяющим обоим полам синхронизировать проявление их половой активности и сезона спаривания с учетом внешних факторов.

Эпифиз (шишковидная железа) является основным регуляторным органом сезонного размножения. Она запечатлевает продолжительность дня в результате получения сигналов от органов зрения и посредством сложных нейронных связей (см. рис. 6). Эпифиз продуцирует индоламины, самым важным из которых является мелатонин. Мелатонин вырабатывается и высвобождается в ночное время (в темноте). При укорачивании светового дня воздействие мелатонина на организм животного усиливается. Это оказывает стимулирующее действие, механизм которого в полной мере не изучен, на секрецию ГнРГ гипоталамусом животных, размножающихся при коротком световом дне, например овец. У животных, размножающихся при длинном световом дне (лошади), мелатонин, напротив, в течение длинных ночей (коротких дней) ингибирует высвобождение ГнРГ гипоталамусом. Таким образом, происходит распознавание различий в длине дня, и эта информация трансформируется в сигналы, запускающие половую активность.

В целом, можно отметить, что фотопериод, который определяет внутренний годичный ритм репродуктивной активности, влияет на репродукцию двумя различными, но дополняющими друг друга способами: путем адаптации фаз гонадного развития к изменениям в окружающей среде и путем синхронизации репродуктивного периода отдельных особей одного вида (Chemineau и соавт., 008).

Рис. 6. Роль эпифиза и мелатонина в репродукции 1.6. Дополнительная литература 1. Chemineau P., Guillaume D., Migaud M., Thiery JC., Pellicer-Rubio MT., Malpaux B. Seasonality of Reproduction in Mammals: Intimate Regulatory Mechanisms and Practical Implications. Rerod Domest Anim 008; 4 (Suppl. ): 40–47.

. Clarke IJ., Pompolo S. Synthesis and secretion of GnRH. Anim Reprod Sci 005; 88: 9–55.

. Ginther OJ., Beg MA., Donadeu FX., Bergfelt DR. Mechanism of follicle deviation in monovular farm species. Anim Reprod Sci 00; 78: 9–5 7.

4. Herbert CA., Trigg TE. Applications of GnRH in the control and management of fertility in female animals. Animal Reproduction Science 005; 88:

5. Mihm M., Bleach ECL. Endocrine regulation of ovarian antral follicle development in cattle. Anim Reprod Sci 00; 78:1 7–7.

6. Norman AW and Litwack G. Hormones. nd Edn. Academic Press, 1997.

7. Thiery JC., Chemineau P., Hernandez X., Migaud M., Malpaux B.

Neuroendocrine interactions and seasonality. Dom Anim End 00;

:87–100.

8. Weems CW., Weems YS., Randel RD. Prostaglandins and reproduction in female farm animals. Vet J 006; 171: 06–8.

2. Репродукция КРС 2. Репродукция КРС 2.1. Физиология Влияние рациона В ходе многочисленных исследований на коровах молочных пород было четко продемонстрировано, что резкое повышение выработки молока в начале периода лактации сопровождается появлением различных репродуктивных проблем (Grohn и соавт., 1994; Macmillan и соавт., 1996;

Poso и соавт., 1994). Более того, генетически заложенная способность к выработке предельно большого количества молока у молочных коров, наряду с изменениями в рационе и увеличением поголовья на ферме, связывается с постепенным снижением фертильности.

В поздний период стельности потребность в питании молочной коровы неизменно приводит ее к катаболическому состоянию. Следующая за отелом выработка молока вызывает дополнительную потребность в глюкозе, жирных кислотах и белке.

Неспособность удовлетворить высокие потребности в энергии — как для поддержания сил, так и для выработки молока — у высокопродуктивного скота приводит в результате к отрицательному балансу энергии, особенно в первые недели после отела.

Сниженный уровень глюкозы в организме приводит к глюконеогенезу в печени и действует как потенциальный механизм запуска липолиза.

Мобилизованные неэтерифицированные жирные кислоты (НЖК) служат альтернативным источником энергии для молочной коровы и помогают сохранить уровень глюкозы, которая используется в основном молочной железой для выработки лактозы.

Было документально зафиксировано, что у перекормленных на момент отела коров впоследствии гораздо чаще отмечается снижение аппетита и, в конечном итоге, развивается более выраженный отрицательный энергетический баланс, чем у нормальных коров на той же ферме. У первых отмечается более выраженная мобилизация запасов жира и накопление в печени триацилглицеридов (Rukkwamsuk и соавт., 1998), что приводит к липидозу печени, который, по мнению многих авторов, связан со снижением фертильности в период после отела.

Энергетический баланс в течение первых трех недель лактации тесно коррелирует с промежутком между отелом и первой овуляцией (Butler и соавт., 000). Сообщается также о том, что ярко выраженный отрицательный энергетический баланс может увеличить интервал от отела до наступления первой овуляции. Низкий уровень энергии, получаемой животным в первые недели лактации, ослабляет выработку гормона ЛГ, что также снижает восприимчивость яичника к стимуляции ЛГ (Jolly и соавт., 1995; Butler, 000).

Состояние эндокринной системы высокоудойных молочных коров Большинство доступных данных демонстрируют антагонистическую зависимость между производством молока и фертильностью. Тем не менее, вопрос о том, насколько силен этот антагонизм, остается открытым, особенно в свете того, что — как и для многих других репродуктивных показателей — четкой зависимости от выработки молока не выявлено. Однако наблюдения в полевых условиях четко свидетельствуют о том, у высокоудойных коров уровень оплодотворяемости ниже, чем у телок. Возможное отрицательное воздействие высоких удоев на функционирование репродуктивной системы высокоудойных коров можно модулировать с помощью различных аспектов репродуктивной функции.

В литературе не существует однозначного подтверждения отрицательного воздействия высоких удоев на интенсивность и продолжительность периода охоты. Однако как практикующие ветеринары, так и фермеры отмечают, что в отношении высокоудойных коров существуют трудности в выявлении эструса. В исследованиях Lopez и соавт. (004) говорится о том, что продолжительность эструса положительно взаимосвязана с пиковой концентрацией эстрадиола и отрицательно взаимосвязана с выработкой молока. Wiltbank и соавт. (006) предположили, что высокие удои ведут к уменьшению концентрации эстрадиола, что сокращает продолжительность и интенсивность эструса. Сниженная концентрация эстрадиола может вызвать увеличение размера фолликулов вследствие увеличения интервала до начала индуцированного эстрадиолом эструса, выброса ГнРГ-ЛГ и овуляции высокоудойных коров.

Сегодня кажется очевидным, что состояние эндокринной системы высокоудойных коров отличается от состояния эндокринной системы нелактирующих животных ввиду высокого уровня метаболизма. У коров, вырабатывающих молоко, развиваются фолликулы большего размера, однако концентрация эстрадиола в крови у этих животных остается более низкой (Lopes и соавт., 004). Кроме того, у высокоудойных особей наблюдается больший объем лютеиновой ткани и сниженная концентрация прогестерона. Наиболее очевидное объяснение заключается в том, что метаболизм стероидных гормонов увеличивается при повышении выработки молока у молочных коров.

Wiltbank и соавт. (006) предположили, что некоторые изменения в работе репродуктивной системы коровы в период лактации вызваны значиРепродукция КРС тельным ускорением метаболизма стероидов, связанным с увеличением потребления кормов и увеличением печеночного кровотока. У молочных коров в период лактации постоянный богатый рацион приводит к хроническому увеличению печеночного кровотока и приблизительно удвоению уровня метаболизма стероидных гормонов по сравнению с нелактирующими животными такого же размера и возраста. Результаты последних исследований показывают, что даже при одинаковом уровне выработки гормонов уровень концентрации стероидных гормонов в период лактации снижен (Sangsritavong и соавт., 00; Wiltbank и соавт., 006).

В дополнение к низкой концентрации эстрадиола в начале эструса также, по-видимому, происходит ускоренное снижение его концентрации после выброса ЛГ вследствие ускорения метаболизма данного стероида. Это приводит к сокращению продолжительности эструса у высокоудойных животных. Ускоренный метаболизм стероидов, обусловленный высоким уровнем удоев, может оказывать и более выраженное отрицательное воздействие на фертильность. Предовуляторный фолликул и яйцеклетка подвергаются более длительному воздействию усиленной пульсообразной волны ЛГ, что, в свою очередь, может привести к овуляции излишне стимулированной или незрелой яйцеклетки и тем самым уменьшить фертильность. Уменьшение скорости роста концентрации прогестерона, следующее за овуляцией, также может снизить уровень фертильности ввиду ухудшения выживаемости эмбрионов.

Более того, на яичники, рост и созревание фолликула у высокоудойных молочных коров оказывает непосредственное воздействие измененный инсулин, инсулиноподобный фактор роста I (IGF-I), лептин и уровень неэтерифицированных жирных кислот (НЖК). Поскольку инсулин стимулирует рост фолликула, его созревание и стероидогенез на локальном уровне, то уменьшенная концентрация инсулина после отела связана с замедленным развитием фолликула.

Важно понимать, что последствия отрицательного энергетического баланса будут наблюдаться и после того, как корова восстановит физическое состояние. Исследователи доказали наличие остаточного воздействия указанного метаболического состояния на состояние предовуляторного фолликула в течение - месяцев после отела. Такие фолликулы могут оказаться неспособными вырабатывать достаточный уровень эстрадиола, качество их яйцеклетки может быть более низким, а последующая овуляция может привести к образованию желтого тела со сниженной способностью к стероидогенезу.

Физиология эструса у КРС Половой цикл коровы, как правило, не зависит от времени года. В среднем эструс, или «охота», наблюдается каждый 1 день (диапазон: 18-4 дня).

Момент эструса называют «нулевым» днем полового цикла. Он является относительно кратковременным и длится в среднем 18 часов (диапазон:

4-4 часа). Овуляция происходит примерно через 0 часов после начала эструса, т. е. уже после окончания проявления признаков поведенческого эструса. Оплодотворение яйцеклетки происходит в яйцеводе. Бластоциста достигает матки примерно на 5-й день. Стельность длится 79-90 дней.

Интервал от отела до первой овуляции сильно варьируется и зависит от породы коровы, ее питания, удоев, сезона, а также наличия при матери подсосного теленка. Первая овуляция после отела обычно не сопровождается характерным для эструса поведением, и часто ее называют «скрытой»

охотой. См. также .4.1.

Рост фолликула у КРС Рост и созревание фолликула жвачных животных характеризуется наличием двух или трех последовательных фолликулярных волн на цикл эструса.

Появление ультразвукового исследования позволило собрать больше информации о стадиях роста фолликула и его отбора. Каждая волна включает набор когорты фолликулов из общего потока фолликулов из яичника, затем происходит выбор доминантного фолликула, который продолжает расти и созревать во время предовуляторной фазы, в то время как остальные подвергаются атрезии. В развитии фолликула различают три определенные стадии: фаза роста, фаза отбора и фаза покоя.

Каждая волна состоит из одновременной попытки трех-шести фолликулов вырасти больше 4-5 мм в диаметре. В течение нескольких дней после начала волны один из фолликулов становится доминантным. Доминантный фолликул продолжает расти и дифференцироваться, в то время как остальные фолликулы перестают расти и регрессируют. Доминантный фолликул первой волны при двухволновом цикле, а также второй и третьей волны — при трехволновом цикле, регрессирует. Однако, доминантный фолликул любой фолликулярной волны, включая первую, может овулировать при соответствующем состоянии эндокринной системы, обеспеченном индукцией лютелиоза (инъекцией простагландина F) во время его доминирующего состояния.

Фолликулярные волны У КРС и других видов фолликулярной волне предшествует или сопровождает ее небольшое увеличение уровня ФСГ.

2. Репродукция КРС Все фолликулы, растущие в виде когорты, имеют специфические рецепторы к ФСГ и нуждаются в гонадотропине, который необходим для их роста. На этой стадии растущие фолликулы не имеют достаточно рецепторов к ЛГ, чтобы ответить на стимуляцию ЛГ, поэтому такую стадию роста часто именуют ФСГ-зависимой. У КРС последующий рост ФСГ имеет ту же амплитуду, что и выброс ГнРГ, связывается с образованием новых фолликулярных волн, происходит во время цикла эструса, после отела, в период стельности и перед отелом.

Отбор доминантного фолликула По причинам, которые на данный момент изучены недостаточно, из группы фолликулов, образовавшихся при незначительном повышении ФСГ, отбирается только один доминантный фолликул. Основной характеристикой доминантного фолликула является его высокая способность к выработке эстрадиола. Выделение эстрадиола и, возможно, андрогена связывается с прекращением роста уровня ФСГ и затем его сохранением на базальном уровне (Ginther и соавт., 000 a,b). Будущий доминантный фолликул приобретает рецепторы ЛГ, которые позволяют ему продолжать рост в условиях низкого уровня ФСГ и растущего уровня ЛГ. Это подтверждается увеличившейся способностью к связыванию ЛГ зернистыми клетками нового доминантного фолликула.

Посредством косвенного снижения уровня ФСГ доминантный фолликул уменьшает поддержку, важную для второстепенных фолликулов, снижая содержание жизненно важного компонента для их роста и одновременно извлекая пользу из низкого уровня ФСГ и растущего уровня ЛГ. В то же время этот доминантный фолликул может обеспечивать пролиферацию клеток и усиливать выделение эстрадиола, несмотря на снижение стимуляции ФСГ. По-видимому, доминантный фолликул увеличивает или поддерживает высокий уровень экспрессии мРНК ФСГ-рецептора и обеспечивает его связывание, что позволяет ему преодолеть пороговый диаметр в 8,5 мм (Mihm и Evans, 008).

Недавно появилась важная информация о роли других модуляторов, таких как факторы роста, ингибин и инсулин, в определении и выборе доминантного фолликула (Fortune и соавт., 001; Mihm и соавт., 00). Гормон роста вызывает повышение синтеза инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I) и его основного транспортного и связывающего белков.

На сегодняшний день совершенно очевидно, что яичник является важной составляющей, обеспечивающей как экспрессию гена IGF-I, так и рецепцию последнего. Большинство компонентов системы ИФР (IGF) экспрессируются в фолликулах коровы. Кроме того, в недавно опубликованной работе Silva и соавт. (009) перечисляют следующие процессы, в которых задействован фактор IGF-I, связанный с КРС: стимуляция роста первичного и вторичного фолликулов; выработка эстрадиола вторичным и антральным фолликулами;

пролиферация зернистых клеток в антральных фолликулах; жизнеспособность и созревание яйцеклетки; увеличение восприимчивости фолликулов к гонадотропинам; доминирование фолликула; множественная овуляция.

Поскольку наблюдения показывают, что фактор IGF-I увеличивает дифференциацию индуцированных ФСГ зернистых клеток и особенно приобретение рецепторов к ЛГ, увеличенная концентрация свободного IGF-I в отобранном будущем доминантном фолликуле может отвечать за преимущества ее развития.

Отобранный доминантный фолликул Следующий за отбором рост, выделение эстрогена и продолжительность жизни доминантного фолликула контролируются пульсообразной секрецией ЛГ. Поэтому любые изменения в ГнРГ, а следовательно, и в выделении ЛГ, окажут значительное воздействие на продолжающийся рост доминантного фолликула и его овуляцию. На данный момент хорошо известно, что, например, при увеличении частоты пульсации ЛГ в результате лечения прогестероном период доминирования этого фолликула увеличивается с двух-семи до более 14-ти дней, что оказывает воздействие на созревание яйцеклетки (Diskin и соавт., 00). Питание, условия содержания животных и даже наличие инфекций — все, что прямо или косвенно оказывает воздействие на фон ГнРГ/ЛГ у КРС, — будет иметь значительные последствия для доминантного фолликула и, следовательно, овуляции и фертильности.

ЛГ ЛГ ЛГ

Образование и функция желтого тела На месте овулировавшего фолликула формируется особая структура, которая называется «желтое тело». Желтое тело образуется в результате процесса, именуемого лютеинизацией и включающего как структурные, так 2. Репродукция КРС и функциональные изменения гранулезных клеток и тека-клеток овулировавшего фолликула, что приводит к образованию временной секреторной структуры.

У коров в желтом теле существует не менее двух типов клеток со стероидогенными свойствами: большие и малые лютеиновые клетки. Большие лютеиновые клетки образуются из зернистых клеток, а малые — из текаклеток фолликула после овуляции. Важно помнить, что желтое тело состоит не только из стероидогеннных лютеиновых клеток, но и из множества других клеток, таких как эндотелиоциты сосудистой стенки, различные иммунные клетки и фибробласты.

Образование желтого тела напрямую стимулируется воздействием ЛГ.

Однако совершенно очевидно, что стероидные и белковые гормоны, факторы роста, эйкозаноиды и цитокины играют важную роль в формировании функционального желтого тела (Berisha и Schams, 005).

У КРС и других домашних животных именно ЛГ, выделяемый гипофизом, выступает в качестве основного регулятора синтеза и выделения прогестерона желтым телом (Skarzynski и соавт., 008). ЛГ стимулирует выделение прогестерона малыми лютеиновыми клетками посредством специальных рецепторов к ЛГ. Более того, концентрация прогестерона в лютеиновой фазе, согласно новейшим исследованиям, является одним из важнейших факторов, поддерживающих функционирование желтого тела.

Вновь сформированное желтое тело остается устойчивым к воздействию внешнего PGF до четырех-шести дней. По-видимому, восприимчивость желтого тела к экстрагонадному PGF также увеличивается к концу лютеиновой фазы.

Лютеолиз У нестельного животного происходит регресс желтого тела — процесс, называемый лютеолизом. Этот процесс обусловливает продолжение цикла и развитие нового доминантного фолликула, что обеспечивает корове возможность нового зачатия. Лютеолиз начинается на 16-17-й день после эструса, инициированного простагландином F (PGF), который выделяет матка в конце лютеиновой фазы. PGF в венозном кровотоке матки коровы изначально увеличивается на 16-17-й день после эструса.

Лютеолитический каскад может быть представлен в следующем виде: окситоцин, вырабатываемый желтым телом, связывается со специальными окситоциновыми рецепторами в эндометрии (индуцированным ограниченным количеством эстрадиола, выработанного фолликулами в конце лютеиновой фазы), стимулируя тем самым высвобождение PGF из клеток эндометрия.

Простагландин высвобождается в маточный венозный кровоток, достигает яичника (как описывалось выше — путем переноса по яичниковой артерии) и вызывает регресс желтого тела.

Быстрый функциональный регресс желтого тела характеризуется уменьшением выработки прогестерона, за которой следует фаза структурного регресса.

Механизм подавляющего воздействия PGF пока изучен не полностью, однако предполагается наличие двух основных механизмов.

1. Уменьшение кровотока в желтом теле Недавно было предложено рассматривать быстрое уменьшение кровотока как основное лютеолитическое воздействие PGF. Гистологические изменения, которые происходят во время лютеолиза, включают гипертрофию и гиперплазию клеток стенок артериол, аккумулирование эластичных тканей в средней оболочке, мукоидную дегенерацию внутренней оболочки, проникновение некоторых эндотелиальных клеток в просветы капилляров и образование липких соединений между ними, приводящих к сужению диаметра сосудов. Недавно было также продемонстрировано, что инъекция лютеолитической дозы простагландина F, аналогичная состоянию в середине лютеиновой фазы, увеличивает в лютеиновой фазе выработку вазоактивных веществ, которые играют важную роль в каскаде лютеолиза. Уменьшение кровотока в желтом теле через 8 часов после инъекции простагландина совпало с началом структурного лютеолиза, что привело к значительному сокращению объема желтого тела.

2. Прямое воздействие на лютеиновые клетки Прямое воздействие простагландина на лютеиновые клетки в результате уменьшения синтеза циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), обычно вырабатываемого в виде реакции на ЛГ, а также подавление стероидогенного воздействия цАМФ. Это воздействие в дальнейшем будет только усиливаться за счет уменьшения числа рецепторов к ЛГ. Во время структурной фазы лютеолиза лютеиновые клетки подвергаются процессу апоптоза (так называемой запрограммированной гибели).

Этот тезис был еще раз подтвержден результатами исследования, показавшими, что инициированное простагландинами снижение концентрации прогестерона в плазме происходит до ощутимого уменьшения как объема желтого тела, так и кровотока в нем.

2. Репродукция КРС 2.2. Управление оплодотворяемостью в стаде В целях оптимальной выработки молока и прироста поголовья телят в отношении каждой коровы на ферме, как правило, ставится задача каждый год получать одного здорового теленка, т. е. интервал между отелами составляет 65 дней. Многочисленные исследования подтвердили, что если корова остается яловой в период, выходящий за рамки оптимального срока после отела, это является экономически невыгодным для фермерского хозяйства (Groenendaal и соавт., 004; De Vries, 006).

Многие современные профессиональные периодические издания поднимают вопрос о том, может ли более длительный период между отелами, позволяющий дольше потреблять энергетические корма и приостановить процесс воспроизводства, оказать положительное влияние на репродуктивную функцию, особенно у молочных коров. Несмотря на очевидное доказательство того, что более успешного осеменения можно достичь на 70-90-й день после отела, чем при осеменении немедленно после естественного периода ожидания, более позднее осеменение экономически не выгодно как на молочных, так и на сезонных мясных фермах (Arbel и соавт., 001).

Регулирование репродукции в молочном стаде является лишь одним из инструментов в наборе решений по управлению фермой, который должен присутствовать в арсенале каждого ветеринара. Производительность коров напрямую определяет прибыль, зависящую от удоя на корову в день, количества ремонтных животных, имеющихся в наличии, а также процента добровольной или обязательной выбраковки. Важно понимать, что выбор программы регулирования репродукции будет обусловлен уровнем затрат, наличием возможностей по содержанию и уходу, задачами фермы и стилем управления.

Согласно опросам фермеров рентабельность расходов на услуги, оказываемые ветеринаром, является основой для успеха программы по поддержанию здоровья стада.

Настоящая глава посвящена основным аспектам регулирования фертильности поголовья.

2.2.1. Оценка оплодотворяемости В таблице 1 перечислены параметры и целевые показатели, обычно используемые для анализа и оценки оплодотворяемости на молочной ферме.

Таблица 1. Параметры и целевые показатели репродукции для молочных ферм интервал от отела до оплодотворения яйцеклетки (среднее < 90 дней количество дней сервис-периода) Количество абортов (в период от 45 до 265 дней стельности) < 3% В мясном стаде с подсосным молодняком этот теленок является основным источником дохода. Основные данные по эффективности репродукции приводятся в таблице .

Таблица 2. Параметры и целевые показатели репродукции для мясных ферм Процент стельности (через 35 дней после окончания сезона > 95% спаривания) Процент телят, рожденных живыми (у коров с подтвержден- > 93% ной стельностью) Необходимо обратить внимание на то, что эти данные приводятся для молочного и мясного стада с интенсивным способом управления и умеренного климата. Сравнения уместны только для стад, содержащихся в тех же или подобных условиях.

2.2.2. Экономические аспекты Существуют три причины экономических потерь, обусловленных проблемами фертильности:

2. Репродукция КРС • потери, связанные с некорректным графиком или неправильным искусственным осеменением;

• слишком длительный перерыв между отелами;

• выбраковка бесплодных животных с высоким генетическим потенциалом.

Потери, связанные с некорректным графиком искусственного осеменения Эндокринные нарушения, неблагоприятно воздействующие на репродуктивность у КРС, часто проявляются в виде нерегулярности эструса, не выраженных признаков половой охоты или запоздалой овуляции. Результатом может стать неверно рассчитанное время для проведения искусственного осеменения, что также может быть следствием плохого управления. Повторное искусственное осеменение повышает затраты и приводит к потере спермы.

Слишком длительный перерыв между отелами Слишком длительный период между отелами приводит в результате к более продолжительной лактации и более длительному сухостойному периоду.

Общий ущерб повышается с увеличением периода между отелами (см.

таблицу ). Длительный перерыв между отелами является прямым результатом увеличения периода между отелом и оплодотворением и выражается в количестве дней так называемого сервис-периода. Общеизвестно, что увеличение сервис-периода является убыточным и выражается в сокращении общего производства молока (см. таблицу ).

Таблица 3. Оценочный ущерб, связанный с сервис-периодом в молочном стаде (источник: Esslemont и Kossaibati, 00) средний удой молока — 6000 л/лактация (305 дней) Высокий удой молока — 10 000 л/лактация (305 дней) Выбраковка бесплодных животных На сегодняшний день уровень выбраковки на больших коммерческих молочных фермах в США может достигать 4%, и он почти также высок на многих крупных фермах по всему миру. Одной из основных причин выбраковки является отсутствие стельности.

Потери, связанные с преждевременной выбраковкой по причине бесплодия, зависят от возраста и уровня производительности выбраковываемых коров (рис. 1). Эти потери представляют собой упущенную выгоду и являются максимальными у высокоудойных коров в период второй лактации, а затем снижаются с возрастом коровы и общим сокращением производительности (Dijkhuizen и соавт., 1991).

Если выбраковке подвергается молодая корова, потери включают не только ее будущие удои, но и ее генетический потенциал источника ремонтных телок.

Рис. 1. Оценочная стоимость выбраковки в стаде (источник: Esslemont и Kossaibati, 00) Стоимость простоя высокоудойной коровы Более того, при высоком годичном уровне выбраковки возраст стада смещается в сторону увеличения количества первотелок. Превышение определенного порога в этом смысле является нежелательным как с точки зрения производства молока, так и с точки зрения репродуктивной эффективности, поскольку у первотелок чаще всего наблюдаются проблемы с репродуктивной функцией после отела.

2.2.3. Диагностика стельности Раннее и точное выявление стельности и ее отсутствия — как на молочной, так и на мясной ферме, — представляет особую важность для 2. Репродукция КРС поддержания высокого уровня воспроизводства поголовья. Необходимо также выявление проблем с фертильностью на ранних стадиях у отдельных животных и у стада в целом.

Отсутствие эструса Если примерно через три недели после спаривания или искусственного осеменения эструс у коровы отсутствует, обычно считается, что она является стельной. Однако даже если выявление эструса проводится должным образом, не всех таких коров можно считать стельными. С другой стороны, вплоть до 7% стельных коров могут обнаруживать признаки эструса при стельности. Осеменение таких коров может привести в результате к гибели эмбриона или плода.

Ректальная пальпация Диагностика ранней стельности (1- месяца) основывается на совокупности следующих признаков: ассиметрия рогов матки, более слабый тонус в стельном роге, флюктуирующее содержимое в стельном роге (позднее — в обоих рогах), прощупываемое желтое тело в яичнике со стороны стельного рога, скольжение оболочки и ощутимый амниотический пузырь.

На более поздних стадиях стельности (более -х месяцев) шейка матки располагается спереди по отношению к арке таза, матку нельзя оттянуть.

Матка дряблая, а карункулы (иногда и внутриутробный плод) поддаются пальпации. Средняя маточная артерия увеличивается в диаметре, и можно обнаружить вибрацию. См. таблицу 4.

Преимуществом ректальной пальпации является получение немедленного ответа на вопрос о стельности коровы, что позволяет незамедлительно производить соответствующие действия, если корова окажется яловой.

В хороших условиях содержания животного для проведения ректальной пальпации требуется минимальный набор инструментов и ограниченное число работников. Квалифицированный ветеринар может определить наличие стельности у КРС на 5-й день после оплодотворения.

Таблица 4. Признаки стельности при ректальной пальпации стельности оболочки Обычными причинами ошибок при ректальной пальпации являются недостаточный отвод матки, аномальное содержимое матки (пиометра или мукометра) или ошибки, связанные с датой осеменения. Существует противоречивая информация о возможном риске, которому может подвергаться эмбрион/плод при проведении ректальной пальпации. Слишком ранняя или неправильно проведенная пальпация амниотического пузыря может повредить эмбрион/плод и привести к его гибели. Однако недавние исследования, опубликованные Romano и соавт. (007), продемонстрировали, что диагностика стельности с помощью ректальной пальпации между 4 и 41-м днями после оплодотворения с применением так называемой техники смещения оболочки не оказывает отрицательного воздействия на эмбрион/плод.

Независимо от преимуществ ректальной пальпации диагностика стельности этим методом не дает информации о развитии эмбриона (уродства, жизнеспособность и т. д.), при этом между датой оплодотворения и датой диагностики проходит довольно длительный период, что не позволяет быстро повторить осеменение в случае отсутствия стельности.

Прогестероновый анализ Прогестерон, выделяемый функционирующим желтым телом в период между 18 и 4-м днями после осеменения, является ранним показателем 2. Репродукция КРС стельности. Прогестерон может быть обнаружен в образце молока или плазмы. Оптимальным временем для анализа является 4-й день после осеменения, что устраняет проблему, связанную с различной длительностью полового цикла, которая обусловливает возможный ложно-положительный диагноз.

Чувствительность (т. е. точность в определении стельности) метода анализа прогестерона в молоке (тест ИФА) в ходе исследования, проведенного Pieterse и соавт. (1989), составляла 9,1%. Однако его специфичность (т. е.

точность определения отсутствия стельности) составляла только 9,%. Это означало, что достаточно большое количество коров согласно данным анализа были стельными, но на самом деле таковыми не являлись. Чаще всего причинами ошибок являются: пиометра или персистирующее желтое тело, краткий интервал межу эструсом, кистозное заболевание яичников (киста желтого тела), неправильное обращение с образцами и диагностическим набором, а также ранняя гибель эмбриона.

Это указывает на то, что одного анализа прогестерона для определения стельности недостаточно, стельность должна подтверждаться с помощью ректальной пальпации примерно на 40-й день после осеменения. Однако при взятии нескольких образцов в период после осеменения и до 1-4-го дня точность диагностики отсутствия стельности достигает 95-100%. Таким образом, анализ на уровень прогестерона в молоке должен использоваться для выявления отсутствия стельности как можно раньше, что позволит вновь запустить животное в программу осеменения.

Обследование с применением ультразвуковой диагностики Использование трансректальной диагностики для определения стельности на ранних сроках стоит в ряду самых практических применений УЗИ при регулировании репродукции животных (см. таблицу 5). Раннее выявление яловых коров после естественного или искусственного осеменения повышает эффективность репродуктивности и уровень стельности за счет уменьшения сервис-периода между искусственными осеменениями и увеличения количества успешных осеменений. УЗИ в реальном времени (режим «В») является надежным и относительно простым методом диагностики стельности. В условиях большинства ферм стельность может быстро и точно диагностироваться на основе УЗИ начиная с 6-го дня после искусственного осеменения.

Использование УЗИ обеспечивает точность на уровне 99%, что позволяет выявлять проблемы, связанные с репродуктивностью, мгновенно. В целом, на скорость проведения ультразвуковой диагностики на молочных фермах влияют два фактора: профессионализм оператора и фиксация коров. Если эти факторы оптимальны, то скорость УЗИ-диагностики будет равна скорости ректальной пальпации, однако объем полученной информации будет гораздо больше. Основным преимуществом является получение точного диагноза на более ранних сроках, нежели при ректальной пальпации.

Таблица 5. День первого обнаружения признаков стельности у коров с помощью УЗИ (источник: Curran и соавт., 1986) Характеристика Поскольку стельность может быть обнаружена ранее, чем при ректальной пальпации, уровень потери стельности зачастую выше. Из коров, диагностированных как стельные на 8-й день после искусственного осеменения, у 10-16% к 56-му дню произойдет ранняя гибель эмбрионов (Mee и соавт., 1994; Vasconcelos и соавт., 1997). Поэтому, коровы, диагностированные как стельные на 8-й день после искусственного осеменения при помощи УЗИ, должны пройти повторное обследование примерно на 60-й день, после которого риск эмбриональной смертности снижается (Mee и соавт., 1994;

Vasconcelos и соавт., 1997).

2. Репродукция КРС Диагностика многоплодой стельности Точная диагностика многоплодой стельности при помощи трансректального ультразвукового исследования возможна на 40-55-й день после осеменения. При проведении раннего УЗИ, направленного на обнаружение близнецов, рога матки должны тщательно исследоваться по всей длине во избежание пропуска эмбриона. В зависимости от типа коровы (молочная, мясная, оба направления) необходимо разработать сценарий дальнейших действий по отношению к животному после обнаружения близнецов: аборт и повторное осеменение или ведение стельности до отела. Многоплодая стельность проблематична в полевых условиях, однако ее диагностика всегда приносит положительные плоды, поскольку позволяет принять дополнительные меры для обеспечения нормального отела.

Определение пола плода Трансректальное ультразвуковое исследование может использоваться для определения пола плода путем оценки морфологии и расположения полового бугорка. Надежная и точная диагностика возможна уже на 55й день стельности (Fricke 00). Для определения пола плода требуется больший уровень профессионализма и опыт, чем для ранней диагностики стельности и оценки структуры яичника. Следует отметить, что, несмотря на отдельные преимущества, определение пола плода должно включаться в программу управления размножением только в том случае, если полученная информация, с точки зрения управляющего фермой, принесет пользу.

Информация о проценте коров, вынашивающих плод женского пола, может представлять ценность для молочной фермы при отборе ремонтных телок.

При недостаточном количестве ожидаемых замен существует возможность составления планов закупки ремонтных телок у другого поставщика. С другой стороны, сведения о поле плода могут быть полезными для молочных ферм, занимающихся выращиванием бычков на продажу в центры осеменения и т. д.

Ранняя диагностика стельности на основе определения молекул, характерных для стельности За последние 10 лет была разработана техника ранней диагностики стельности у КРС на основе определения белков, характерных для стельности.

Гликопротеины беременности Гликопротеины беременности (ГПБ) известны под различными наименованиями, включая белок беременности В. Эти белки представляют большое семейство гликопротеинов, находящихся во внешнем эпителиальном клеточном слое (хорион/трофэктодерма) плаценты плацентарных видов. Молекулы ГПБ принадлежат к группе протеолитических ферментов, известных как аспарагиновые протеиназы (АП). Множество родственных ГПБ молекул обнаруживается в период между ранним развитием бластоцисты и отелом (Sousa и соавт., 006). Белок беременности В был первым белком беременности, обнаруженным у КРС (Butler и соавт., 198). Позднее выяснилось, что он имеет ту же N-терминальную аминокислотную последовательность, что и гликопротеин беременности (Xie и соавт., 1991; Lynch и соавт., 199). Оба, белок беременности В и ГПБ, позже были переквалифицированы в бычий ГПБ-1 (boPAG-1).

Средняя концентрация ГПБ у КРС возрастает с 15-го по 5-й день стельности. Однако различия в уровне содержания ГПБ в сыворотке коров ограничивают использование этого способа диагностики до 6-0-го дня стельности (Humblot, 001).

Существует несколько различных способов диагностики, осуществляемых с использованием радиоиммунного (Haugejorden и соавт., 006;

Lopez-Gatius и соавт., 007; Ayad и соавт., 009) или иммуноферментного анализа (Green и соавт., 005; Silva и соавт., 007; Friedrich and Holtz 009).

Многочисленные лаборатории при университетах и научных институтах используют анализы на основе ГПБ для экспериментальной диагностики стельности, а некоторые из них предлагают тесты для практикующих ветеринаров на коммерческой основе.

Иммуноферментный анализ на обнаружение белка беременности В (BioPRYNTM, BioTracking, Moscow, ID, USA) используется в США, Канаде, Австралии и Венгрии. Анализ образцов сыворотки проводится лицензированными лабораториями и рекомендуется для диагностики стельности начиная с 0-го дня после осеменения у молочных и мясных коров и с 8-го дня — у телок. В целом, имеющиеся данные демонстрируют, что такой тип анализа, при его проведении на 0-й и далее день после осеменения, представляет большую диагностическую ценность. Необходимо отметить, что молекулы ГПБ остаются в организме в течение продолжительного времени после отела, поэтому коров следует подвергать диагностике на наличие ГПБ спустя более 60 дней после отела.

ФРБ/ФРО Фактор ранней беременности (ФРБ) был впервые обнаружен у беременной мыши (Morton и соавт., 1987), а позже у овцы и КРС (Nancarrow и соавт., 1981) при помощи анализа подавления розеткообразования.

Было продемонстрировано, что фактор ранней беременности имеет спеРепродукция КРС цифические, связанные с регуляцией роста иммуномодулирующие свойства и требуется для успешного наступления беременности и деления как нормальных, так и опухолевых клеток, как in vivo, так и in vitro (Cavanagh, 1996). Значительное различие в титрах ингибирования розеткообразования наблюдалось у стельных и яловых коров на 1-16-й и 5-й день после искусственного осеменения (Sakonju и соавт., 199). Это позволило предположить, что измерение активности ФРБ может использоваться как способ ранней диагностики стельности. Различные публикации сообщают о противоречивых результатах лабораторных исследований на основе ФРБ/ФРО, в основном отмечая низкую степень специфичности анализа при проведении на ранних сроках после осеменения (Cordoba и соавт., 001;

Ambrose и соавт., 007).

Недавно в коммерческую продажу поступил новый тест на стельность КРС. По имеющимся данным анализ на основе фактора раннего оплодотворения (ФРО) (Concepto Diagnostics, Ноксвилль, штат Теннесси, США) определяет наличие гликопротеина беременности через 48 часов после осеменения. Однако количество положительных результатов пока ограничено и недостаточно для того, чтобы рекомендовать этот тест для широкого применения.

2.2.4. Эструс и выявление признаков половой охоты Репродуктивная функция — это основной фактор, влияющий на производительность и экономическую эффективность молочных и мясных стад.

Для стада, в котором применяется искусственное осеменение, выявление признаков охоты и показатель отелов являются двумя основными детерминантами, определяющими единый период отела и интервал между отелами.

Недостаточное и/или неверное выявление эструса приводит к задержке осеменения, снижению показателя оплодотворяемости и, соответственно, увеличению сервис-периода (см. таблицу 6).

Эструс представляет собой целый комплекс физиологических и поведенческих признаков, проявляющихся непосредственно перед овуляцией.

Продолжительность эструса варьируется от 4-х до 4-х часов. Признаками эструса являются: рефлекс стояния коровы при садке быка; распухшая вульва; гиперемированная слизистая оболочка влагалища; прозрачные и тягучие выделения из влагалища; расчесанный корень хвоста, иногда с незначительными повреждениями кожи; беспокойство; сбивание в группы; потирание подбородком; стремление лизать, толкаться, бодаться друг с другом; попытка садок на других животных; возможно также снижение аппетита и/или удоев молока.

Признаки эструса, особенно в том случае, если одновременно в состоянии половой охоты (или непосредственно перед ее началом) находится несколько коров, часто интерпретируются неправильно. Из всех признаков наиболее надежным показателем эструса является рефлекс стояния (стояние при садке). Корова в таком состоянии находится в «стойкой охоте».

Таблица 6. Точность визуального выявления признаков охоты по отношению к числу наблюдений в день Способы выявления признаков охоты Существуют различные способы, облегчающие выявление признаков охоты.

Детекторы садок «Детектор садок» приклеивается вдоль средней линии спины коровы непосредственно перед основанием хвоста. «Сработавший» детектор указывает на то, что, на корову делались садки. Экспериментальная оценка дает противоречивые результаты. В качестве объяснений приводятся, в частности, такие обстоятельства, как потеря детектора, слабая активность при холодной погоде, а также большая доля ложно-положительных результатов при плотном размещении животных.

Современные технологии позволили усложнить детектор садки.

Некоторые детекторы показывают с помощью мигания, сколько садок было сделано и сколько времени прошло с момента последней садки.

Пожалуй, наиболее сложный детектор представляет собой работающий на батарейках прибор, восприимчивый к давлению и передающий радиосигнал, принимаемый передатчиком. Сигнал затем оцифровывается и сохраняется в компьютере в совокупности с датой, временем, продолжительностью каждой садки и идентификационным номером коровы. Такой детектор широко используется в США.

2. Репродукция КРС Карандаш для хвоста. Полоса яркого цвета (0 см в длину и 5 см в ширину) наносится в районе основания хвоста. Животные, делающие садку, стирают полосу. Мел следует наносить в течение как минимум четырех недель. Считается, что такой способ повышает эффективность выявления эструса, однако в небольших помещениях и при плотном размещении животных количество ложно-положительных результатов повышается.

Пробники Животные-пробники, например вазэктомированные быки или выбракованные коровы, проходящие лечение тестостероном, будут делать садку на корову в половой охоте и, тем самым, привлекать внимание животновода.

Для большей эффективности возможно навешивание колокольчика или трещотки. Недостатками такой системы являются агрессивное поведение и фаворитизм (игнорирование других коров в состоянии половой охоты, кроме фаворитов). Кроме того, вазэктомированные быки могут быть переносчиками венерических заболеваний.

Шагомеры Коровы в период охоты перемещаются почти в два раза активнее, чем до и после эструса. Так, измеряя пройденное животным расстояние при помощи шагомеров, можно определить, находится ли корова в эструсе.

Однако значительная разница в двигательной активности у различных особей не позволяет вывести среднее пороговое значение, которое указывало бы на эструс. Сравнение может проводиться только для конкретного животного и требует компьютеризации и значительного увеличения расходов. Тем не менее, сочетание наблюдений, направленных на выявление охоты, и использование шагомеров дает высокоэффективный и точный результат.

Видеонаблюдение Этот метод предполагает ведение видеонаблюдения и фиксирование поведения животных на ограниченной площади, требует внимательного анализа ежедневных видеозаписей и основывается на субъективном толковании поведения коров.

Измерение электрического сопротивления вагинальной мускулатуры — метод Драминского Изменения электрического сопротивления вагинальной мускулатуры измеряется при помощи так называемого аппарата Драминского, имеющего интравагинальный зонд.

Для обеспечения надежности этого способа необходимо наличие тщательно зафиксированных результатов, полученных для каждой коровы при прошлом эструсе, и не менее двух результатов в текущем эструсе.

Одиночные данные могут быть неверно истолкованы (используются стандартные значения, однако индивидуальные отклонения также имеют место).

2.2.5. Время осеменения Оплодотворение яйцеклетки происходит в яйцеводе в месте соединения перешейка и ампулы маточной трубы. Срок жизни яйцеклетки составляет примерно 1-18 часов, и со временем ее жизнеспособность уменьшается.

Примерно через 8 часов после оплодотворения достаточное количество сперматозоидов достигает перешейка яйцевода. Для оплодотворения требуется, чтобы сперматозоиды были функционально активными, что проявляется в их повышенной подвижности и полной акросомной реакции.

Оптимальное время для осеменения по отношению к овуляции (интервал между овуляцией и осеменением) зависит в основном от срока жизнеспособности сперматозоида и от жизнеспособности яйцеклетки в половом тракте самки. Сперматозоиды сохраняют жизнеспособность в течение ограниченного периода времени, поэтому в случае слишком раннего осеменения сперматозоиды погибнут раньше, чем успеют оплодотворить яйцеклетку.

Напротив, если осеменение проведено слишком поздно, яйцеклетка теряет способность к оплодотворению.

Обычно овуляция происходит через 10-15 часов после окончания эструса. Поэтому оптимальным временем для осеменения является период ближе к окончанию эструса (см. таблицу 7). На практике за коровами не осуществляется постоянного наблюдения, поэтому окончание эструса не является очевидным. Вследствие ограниченного срока жизни как яйцеклетки, так и сперматозоидов, существует «окно» примерно в 1 часов, в течение которых может быть достигнут оптимальный уровень оплодотворяемости.

Исследования Roelofs и соавт. (006) показали, что интервал между овуляцией и осеменением, имеющим высокую вероятность оплодотворения, довольно продолжителен (6-1 часов до овуляции). Однако интервал между овуляцией и осеменением, в течение которого у оплодотворенной яйцеклетки есть наибольшие шансы трансформации в здоровый эмбрион, является меньшим (4-1 часов до овуляции).

2. Репродукция КРС Таблица 7. Оптимальное время осеменения по отношению к эструсу На практике оптимальным является использование правила «утро/вечер»: всех коров, у которых эструс был обнаружен утром, следует осеменять после полудня. Если на следующее утро эструс сохраняется, таких коров осеменяют повторно. Коров, у которых эструс был обнаружен после полудня или вечером, следует осеменять на следующее утро. Это представляет собой компромисс между максимальными шансами на осеменение и получением эмбриона оптимального качества с хорошим потенциалом развития (рис. ). Другими словами, раннее осеменение дает хорошие перспективы для получения качественного эмбриона, но снижает показатели оплодотворяемости (живучесть сперматозоида, ожидающего яйцеклетку, уменьшается). С другой стороны, позднее осеменение дает лучшие показатели оплодотворяемости (большой объем свежей спермы), однако вследствие старения яйцеклетки, которая овулирует значительно раньше, существует риск снижения качества эмбриона (Saacke 008).

Рис. 2. Рассчитанный показатель стельности в зависимости от времени осеменения (источник: Saacke 008) 2.3. Регулирование эструса 2.3.1. Причины, по которым следует регулировать наступление эструса Половой цикл возможно регулировать с помощью фармакологических средств, что позволяет вызывать или контролировать время наступления эструса и овуляции.

Основными причинами, по которым следует регулировать наступление эструса, являются следующие:

• борьба с отсутствием эструса/нарушением полового цикла как в молочном, так и в мясном стаде;

• индуцирование эструса в предварительно определенном промежутке времени с целью упрощения выявления эструса и других действий по управлению стадом (наличие специалистов по искусственному осеменению, сезонность осеменения);

• синхронизация донорского и реципиентного скота для пересадки эмбриона;

• лечение определенных нарушений, таких как суб-эструс, персистентное желтое тело, поликистоз яичника.

Планирование и экономическая эффективность программ по регулированию эструса Существует несколько факторов, которые следует рассмотреть при принятии решения о применении в стаде регулирования эструса, особенно при выборе фармакологической программы. При оценке и отборе наиболее подходящей системы чрезвычайно важно понимать ситуацию, сложившуюся на ферме в сфере репродукции. Необходим тщательный анализ породы животных, возрастной структуры стада и степени производительности поголовья. Важно учитывать кадровые ресурсы, квалификацию и степень подготовки персонала на ферме, рабочие часы, в особенности если планируется использовать сложную программу регулирования эструса, поскольку точное время и дозировка препарата оказываются решающими для эффективности программы.

Всегда следует иметь в виду, что расходы на программу регулирования эструса должны быть оправданны не только с точки зрения возможного улучшения показателей стельности и сокращения сервис-периода, но и с точки зрения уменьшения стоимости рабочей силы, необходимой для диагностики эструса. Визуальное выявление животных в охоте требует большого количества сотрудников, это влечет за собой гораздо большие 2. Репродукция КРС расходы, чем использование программы синхронизации. Экономическая эффективность должна быть рассчитана для каждого конкретного стада с учетом всех преимуществ выбора программы синхронизации.

Некоторые аспекты регулирования эструса должны быть рассмотрены отдельно для мясного и молочного стада.

Мясной скот Для разведения мясного скота часто используют экстенсивный метод на групповой основе. Поэтому выявление эструса в таких стадах является в значительно меньшей степени интенсивным и менее точным, чем в молочных. Наличие подсосного теленка и сезонные влияния могут подавлять или блокировать половую активность у мясного скота. По этим причинам признаки эструса у мясных коров не проявляются в течение 40-60 дней после отела, когда приходит время их осеменения.

На большинстве мясных ферм осеменение привязано к определенному периоду. Коровы, у которых вовремя не восстановилась активность яичников и, в силу этого, не произошло зачатия, обычно выбраковываются.

Для мясного поголовья применение искусственного осеменения имеет некоторые преимущества по сравнению с вольной случкой:

• снижается потребность в количестве быков;

• возможно использование спермы высокого качества от генетически протестированных быков, что повышает племенную ценность поголовья;

• воспроизводство телят осуществляется более единообразно — туровые отелы.

Выявление эструса у мясных коров зачастую является фактором, ограничивающим успешное использование искусственного осеменения.

Решением этой проблемы может стать управление эструсом и синхронизация. Применение в начале естественного периода осеменения системы на основе прогестагена/ГСЖК стимулирует и синхронизирует активность яичников. Это ускоряет и сокращает период отела по сравнению с процессом естественного осеменения при использовании вольной случки.

Преимущества такой системы являются весьма существенными:

• более тщательный уход в течение сокращенного периода отела, что снижает потери телят, вызванные дистоцией;

• при отъеме в фиксированное время телята ко времени продажи будут более зрелыми и будут иметь больший вес;

• короткий период между отелами повышает плодовитость поголовья в целом в следующем сезоне;

• телят возможно продавать партиями одного возраста и соответствующего качества, что повышает их ценность;

• это позволяет и/или упрощает осуществление искусственного осеменения и способствует более рациональному использованию спермы.

Молочный скот В молочных стадах, в которых практикуется отел в течение всего года, с коровами следует работать в индивидуальном порядке и более интенсивно, чем в мясном скотоводстве. При поставленной цели получения одного теленка в год интервал между отелом и зачатием ограничивается примерно 85 днями, в течение которых происходит инволюция матки, восстановление активности яичников и выявление эструса. Как правило, в период 40 дней после отела эструс выявляется примерно у 5% молочных коров.

Регулирование эструса у молочного скота применяется по следующим показаниям:

• для индукции эструса и овуляции у коров с анэструсом после отела с целью сокращения интервала между отелом и первым осеменением;

• синхронизация донорского и реципиентного скота для пересадки • синхронизация эструса в группах животных с целью упрощения и сокращения времени выявления эструса;

• для управления периодом отела на ферме в целом.

На многих молочных фермах проблема, связанная с выявлением животных в половой охоте, значительно ограничивает возможности репродукции.

Увеличение производительности вкупе с увеличением размеров стада оказало свое влияние на способ регулирования размножения, который направлен в основном на развитие системы синхронизации эструса, позволяющей проводить искусственное осеменение в определенное время и без необходимости выявления признаков половой охоты.

С более подробным экономическим анализом можно ознакомиться в работах De Vries (006) и Olynk и соавт. (007, 008).

2.3.2. Способы регулирования эструса Основные требования, предъявляемые к любой эффективной системе управления половым циклом, — это предсказуемое с высокой степенью вероятности наступление эструса и последующая овуляция в течение 1часов, за которой следует высокий процент стельности после одноразового запланированного искусственного осеменения. Ввиду меняющейся потребности фолликулов яичника в поддержке гонадотропином в течение их 2. Репродукция КРС роста, создать терапию на основе одного внешнего гормона для стимуляции предсказуемой новой фолликулярной волны у животного, независимо от стадии волны во время лечения, затруднительно.

Все фармакологические способы регулирования эструса должны рассматриваться как полезный инструмент, основной целью которого является повышение показателей стельности в стаде, улучшение процесса осеменения или устранение существующих организационных ошибок. В некоторых случаях системы регулирования эструса могут использоваться для лечения определенных нарушений деятельности половой системы, например «скрытой охоты», кистоза яичников.

Однако, фармакологический способ регулирования эструса не является заменой тщательно составленному рациону и соответствующему управлению осеменением в стаде.

У коров с активностью яичников половой цикл может регулироваться тремя способами:

• путем применения простагландинов для индуцирования раннего рассасывания желтого тела;

• путем последовательного применения простагландинов и аналогов ГнРГ для обеспечения синхронизированного развития фолликулов после индуцированного лютеолиза;

• путем применения прогестагенов, которые действуют как искусственное желтое тело.

Для коров, у которых отсутствует эструс (нет овуляции), должна использоваться система, индуцирующая рост фолликула и овуляцию с последующей лютеиновой фазой физиологической продолжительности:

• системы на основе прогестагенов, обычно в комплексе с ГнРГ и/или ГСЖК/eCG (сывороточный гонадотропин жеребых кобыл/гонадотропин сыворотки лошади);

• стимуляция деятельности яичника ГнРГ с последующим запуском программы типа «Овсинх» (Ovsynch).

Простагландины В период между 6-м и 16-м днями цикла (период высвобождения природного простагландина F) инъекция простагландина (Estrumate®) индуцирует рассасывание желтого тела, завершая лютеиновую фазу. Затем с началом новой фолликулярной фазы животное приходит в состояние половой охоты, после чего наступает овуляция. Оплодотворяемость при индуцированном эструсе остается на том же уровне, что и при естественном. Для синхронизации группы коров, имеющих половой цикл, с учетом того, что все они могут находиться на разных и неизвестных стадиях цикла, одной инъекции недостаточно. Повторную инъекцию необходимо осуществить через 11дней, поскольку к этому моменту у всех коров должно присутствовать функционирующее желтое тело.

Несмотря на быстрый лютеолиз, период до начала эструса после лечения простагландинами PGF может варьироваться и зависеть от стадии развития фолликулярной волны у животного на момент лечения (рис. ).

У животных с функционирующим доминантным фолликулом половая охота наступит в течение - дней, поскольку доминантный фолликул овулирует во время индуцированного лютеолиза (рис. 4). Животным, у которых присутствовала преддоминантная фаза волны, потребуется -4 дня для формирования доминантного фолликула, следовательно, период до начала половой охоты будет длиннее.

Осеменение при выявленном эструсе обеспечивает лучшие показатели оплодотворения и рекомендуется, в частности, для ферм с возрастным поголовьем. Телки быстрее реагируют на синхронизацию, поэтому у коров и телок, имеющих устойчивый половой цикл, возможно применение запланированного осеменения на 7-й и 96-й час. Поскольку простагландины оказывают воздействие на желтое тело, они эффективны только для животных, имеющих половой цикл.

Рис. 3. Интервал между инъекцией простагландина и овуляцией у КРС 2. Репродукция КРС Рис. 4. Наступление эструса у коров после лечения простагландинами Простагландины могут использоваться также рамках других способов управления эструсом, определяемых намерениями фермера, типом животных и условиями, сложившимися на ферме. Обзор наиболее часто используемых систем, составленный Cavalieri и соавт. (006), см. на рис. 5.

Программы, предусматривающие ввод нескольких доз препарата, предназначены, как правило, для синхронизации эструса во всем стаде и обеспечивают начало ожидаемой половой охоты у большинства коров в течение 7 дней лечения. Существует также ряд программ, предусматривающих одноразовое введение дозы. Это снижает стоимость программы, но ограничивает гибкость по сравнению с многодозовыми программами. Такие программы основаны на стратегическом введении PGF коровам, у которых после лечения весьма вероятно наступление лютеолиза. Затем в течение длительного периода требуется проводить выявление эструса и/или определение наличия желтого тела, что гарантирует высокий процент ответной реакции на лечение.

Так называемая программа целевого осеменения была разработана с целью повышения уровня репродуктивности на крупных молочных фермах (Nebel и Jobst 1998). В соответствии с этой системой коровы подвергаются воздействию препарата систематически в один и тот же день недели, что упрощает распределение лечения и позволяет проводить искусственное осеменение в будние дни. Животные получают инъекцию простагландина с интервалом в 14 дней и осеменяются при выявлении эструса.

Коровы, у которых после третьей инъекции простагландина эструс не наступает, осеменяются в фиксированное время через 7-80 часов после последней инъекции PGF.

Рис. 5. Различные системы регулирования эструса на основе простагландинов Применение программ подобного рода, предусматривающих последовательный ввод простагландинов, зарекомендовало себя в стадах, характеризующихся большим процентом маточных инфекций после отела.

Простагландины вызывают сокращение матки и, как считается, оказывают положительное воздействие на иммунные клетки эндометрия. Более того, при использовании этой терапии каждая последующая лютеиновая фаза сокращается, а иммуноподавляющее воздействие прогестерона уменьшаРепродукция КРС ется. Некоторые специалисты, однако, возражают против такой методики, поскольку полагают, что она может представлять риск для последующего оплодотворения животных. Если начало лечения следует за первой после отела овуляцией и продолжается без перерыва в течение нескольких циклов, то у коров практически не остается шансов на прохождение полной лютеиновой фазы. Такая ситуация может привести к ограничению фертильности следствие снижения воздействия прогестерона.

Применение у мясных коров Поскольку у мясных коров довольно обычным является анэструс после отела, простагландины не рассматриваются как способ регулирования эструса у этого типа животных. Если все же планируется использовать эту методику, необходимо убедиться в том, что у коровы присутствует устоявшийся половой цикл и она имеет соответствующую упитанность.

Простагландины и аналоги ГнРГ Эта программа, известная как «программа „Овсинх” (Ovsynch)» (рис.

6), изначально была предназначена для молочных коров. Она предусматривает две инъекции аналога ГнРГ, в промежутке между которыми осуществляется однократная инъекция PGF (Pursley и соавт., 1995). Поскольку в полевых условиях синхронизация, как правило, применяется у коров, находящихся на разных стадиях полового цикла, введение ГнРГ в сочетании с простагландином приводит в результате к большей гомогенности фолликулов яичника на момент индуцирования лютеолиза. Результатом является возможность более точного прогнозирования наступления эструса после вызванного простагландинами лютеолиза и улучшение синхронизации выброса ЛГ, что позволяет синхронизировать и развитие фолликулов, и регресс желтого тела.

Рис. 6. Программа «Овсинх»

Овуляция доминантного фолликула Индукция лютеолиза Индукция овуляции Запланированное Первое введение ГнРГ происходит на случайной стадии полового цикла и вызывает либо овуляцию, либо лютеинизацию доминантного фолликула (при его наличии) у 85% коров (Pursley и соавт., 1995). Введение простагландина также вызывает регресс любого дополнительного желтого тела или лютеинизированного фолликула, обусловленного действием ГнРГ, либо регресс фактически любого желтого тела, являющегося результатом предыдущей спонтанной овуляции (рис. 7). У коров с изменениями в динамике фолликулярной волны новый доминантный фолликул будет присутствовать в яичнике ко времени второй инъекции ГнРГ. У коров, получивших ГнРГ во время преддоминантной фазы цикла фолликулярной волны, не происходит изменения фолликулярной волны, и поэтому доминантный фолликул также будет наблюдаться ко времени второй инъекции ГнРГ. Овуляторная реакция у молочного скота четко синхронизируется и проявляется примерно через 6- часа после второй инъекции ГнРГ. Таким образом, запланированное осеменение через 17-4 часа после инъекции ГнРГ должно в результате обеспечить высокую вероятность успешного оплодотворения (Peters и соавт., 1999).

Рис. 7. Фолликулярная динамика у коров, проходящих лечение по программе «Овсинх»

2. Репродукция КРС Программа «Овсинх» упрощает планирование первого после отела искусственного осеменения, одновременно улучшая деятельность репродуктивной системы в период непосредственно после отела, что позволяет экономить рабочую силу ввиду отсутствия необходимости выявления эструса у животных. Coleman и соавт. (1991) и Twagiramungu и соавт. (199) отмечают, что показатели оплодотворяемости коров, синхронизированных с помощью ГнРГ и PGF, варьируются от 5 до 65% и равняются показателям оплодотворяемости контрольной группы животных, осемененных при первом выявленном эструсе.

Эффективность программы «Овсинх»

Эффективность программы на основе ГнРГ-PGF, синхронизующей эструс и овуляцию, зависит от стадии развития фолликула во время введения первой инъекции ГнРГ. Наилучшие показатели оплодотворяемости при использовании данной программы достигаются в том случае, если во время первой инъекции коровы находятся в стадии овуляции.

Vasconcelos и соавт. (1999) изучили влияние дня полового цикла, в который начинается применение программы «Овсинх», на показатели стельности у молочных коров в период лактации (таблица 8).

Таблица 8. Эффективность индуцирования эструса при помощи программы «Овсинх», начатой в различные дни полового цикла (источник: Vasconcelos и соавт., 1999) Таким образом, можно сделать вывод о том, что показатели оплодотворяемости достигаются при начале применения программы «Овсинх» между 1-м и 1-м днем полового цикла. Мониторинг полового цикла с целью выбора наиболее подходящего времени для начала программы является, однако, непрактичным и в любом случае разрушает саму идею использования данРепродукция КРС ной программы, предназначенной для применения на любой стадии цикла коровы.

В течение последних нескольких лет проводились многочисленные исследования, направленные на сравнение показателей оплодотворяемости при использовании программы «Овсинх» и других способов управления половым циклом, таких как введение простагландинов (Pursley и соавт., 1997;

de la Sota и соавт., 1998; Keister и соавт., 1998; Stevenson и соавт., 1999, 000; Cartmill 001), прогестагенов (Gaery и соавт., 1998; Williams и соавт., 00), применение различных модификаций программы «Овсинх» (Bartolome и соавт., 00; Pancarci и соавт., 00), а также проведение естественного осеменения (Cordoba и Fricke 001).

В мета-анализе, выполненном Rabiee и соавт. (005), результаты, приведенные в многочисленных исследованиях, сравниваются с результатами, полученными в рамках использования программы «Овсинх», проведения естественного осеменения, введения одиночной, двойной или тройной инъекции простагландина, а также в рамках программ «Селект Синх» (Select Synch), «Хит Синх» (Heat Synch) или модификаций «Овсинх». Авторы пришли к выводу о том, что показатели стельности по программе «Овсинх»