Трубчатый теплообменник
Трансплантация
эмбрионов
Введение.
Биотехнология
в воспроизводстве и селекции
крупного рогатого скота имеет особое
значение. Крупный рогатый скот относится
к одноплодным видам
В последнее время приобрела
практическое значение
Принципиальная
биологическая возможность
В настоящее
время для этого может быть использована
единственная возможность - организм приемных
матерей (реципиентов) того же вида. Поэтому,
если одних коров использовать только
в качестве доноров ранних эмбрионов,
то других можно было бы использовать
только в качестве реципиентов - естественного
инкубатора для доращивания эмбрионов.
Это позволило бы интенсифицировать воспроизводство
отдельных самок за счет реализации потенциальных
запасов яйцеклеток в их яичниках. Таким
образом, за один год от ценных племенных
коров можно было бы получить не одного,
а значительно большее число потомков.
При этом в качестве приемных матерей
подойдут менее продуктивные, чем доноры,
коровы или просто телки, собственная
продуктивность которых еще неизвестна.(3)
Отбор коров-доноров
и реципиентов для трансплантации
Эффективность
применения метода
Исходя из того,
что донор - животное высокой племенной
ценности, то первое, на что обращают внимание
при их отборе - это молочная продуктивность,
которая за ряд лактаций должна быть на
50-60% выше стандарта данной породы, а содержание
жира в молоке - на20% и более. Число учитываемых
признаков может быть расширено в зависимости
от поставленных селекционных целей. Например,
содержание белка в молоке, пригодность
к машинному доению (форма вымени, скорость
молокоотдачи), крепость конституции,
экстерьер и т.д. Племенная ценность донора,
наряду с оценкой собственного генотипа,
должна подтверждаться продуктивностью
родителей. Коровы-доноры должны иметь
известное происхождение, подтвержденное
документально по системам групп крови.
В большинстве случаев в качестве доноров
используют лактирующих или выбракованных
коров (не связанных с гинекологической
патологией), в возрасте от 4 до 8 лет, живой
массой 500-650 кг, с удоем по наивысшей лактации
не ниже 7 тыс. кг молока, жирностью 3,7% и
более.
Не менее важным,
а может и определяющим фактором
при отборе доноров является состояние
репродуктивных органов. Поэтому для гормональной
обработки следует отбирать животных
не ранее, чем через 2,5-3 месяца после отела.
При этом уменьшение размеров матки до
физиологически необходимых размеров
не может служить гарантией готовности
давать эмбрионы высокого качества. Такой
гарантией может быть только проведение
клинического обследования предполагаемого
донора, которое при необходимости дает
возможность определить направление восстановления
функций размножения на основе экзогенной
гормонотерапии.
Целесообразно
проводить разовую индукцию полиовуляции
потенциальных доноров с целью выяснения
ответной реакции яичников на введение
гонадотропина, после чего делается окончательное
заключение о пригодности животного к
использованию в технологии трансплантации.
Коровы и телки с положительной ответной
суперовулирующей реакцией (10 и более
овуляций) и давшие не менее 4-х жизнеспособных
эмбриона за первую обработку переводятся
в группу постоянных доноров.
Оптимальный интервал
между повторными обработками животных
- 60-70 дней, в этом случае от донора можно
извлекать эмбрионы до 5 раз в год. В технологии
трансплантации эмбрионов коров-доноров
с уровнем реакции полиовуляции до 6 желтых
тел можно использовать повторно через
35-45 дней.
Дополнительными
критериями отбора животных для трансплантации
эмбрионов являются гормональный статус
и метаболическая активность потенциальных
доноров. Для получения от донора не менее
10 овуляций и 6 жизнеспособных эмбрионов
необходимо, чтобы в крови коров содержание
эстрадиола было на уровне 15,4 пг/мл, тестостерона
- 0,18 нг/мл, ЛГ - 1,46 МЕ/л на 0-й день полового
цикла, а также прогестерона - от 2,0 до 5,0
нг/мл (в среднем 3,55) и ЛГ - 1,54 МЕ/л на 10-й
день полового цикла. Вызывание суперовуляции
может быть эффективным при содержании
в крови холестерина не менее 3,55 ммоль/л,
β-каротина - 8,88 мкмоль/л, витамина А - 4,36
мкмоль/л, активность аланинаминотрансферазы
не ниже 0,24 мкмоль/л.(4)
Сервис-период более
точно и намного раньше, чем
интервал между отелами, выявляет
потенциальные возможности воспроизводительной
функции у коров. Он тесно связан с межотельным
периодом (коэффициент корреляции составляет
0.9). Оптимальный сервис-период не должен
превышать 80 дней. Однако анализ сервис-периода,
проведенный в ведущих племенных стадах
черно-пестрой породы, показал, что данный
показатель воспроизводительной функции
коров имеет высокий коэффициент изменчивости,
который составил 61%.
Сервис-период в
основном зависит от интервала между
отелом и первым осеменением, и интервала
между первым и последним, т.е. эффективным
осеменением. Высокопродуктивных коров
следует осеменять на втором месяце после
нормального отела. Это обусловлено тем,
что первый половой цикл проявляется слабо,
половая охота клинически плохо определяется
или вовсе не обнаруживается.
Первое осеменение
коров на втором месяце после отела не
удлиняет сервис- и межотельный период.
При оптимальном сервис-периоде до 80 дней
после первого и второго осеменений средняя
оплодотворяемость коров составляет 95-98%,
а продолжительность межотельного периода
не превышает одного года.
Для оценки воспроизводительных
способностей коров, отобранных в качестве
потенциальных доноров, необходимо
анализировать такие параметры
как оплодотворяемость от первого
осеменения и индекс осеменения. При
правильной технике осеменения и своевременном
определении половой охоты оплодотворяемость
коров от первого осеменения должна составлять
в среднем 60%.
Важным показателем
воспроизводительной
Существенное
влияние на изменчивость индекса
осеменения оказывают такие факторы,
как продолжительность периода
от отела до первого осеменения, своевременное
выявление коров в половой охоте, оплодотворяющая
способность спермы быка и др. Индекс осеменения
коров, выделенных в группу потенциальных
доноров, не должен превышать 1.5. В идеальном
случае потенциальная корова-донор должна
иметь индекс осеменения равный 1. У коров-доноров
при всех отелах должны отсутствовать
осложнения (мертворождаемость, задержание
последа, послеродовые заболевания половых
органов).(1)
В качестве реципиентов
используются телки случного возраста
(16-18 месяцев) не представляющие племенной
ценности, живой массой 380-400 кг. Не рекомендуется
использовать телок с низкой живой массой.
Реципиенты должны
быть клинически здоровы, внутренние и
наружные половые органы хорошо развиты,
половой цикл должен соответствовать
физиологическим параметрам. При ректальном
исследовании матка и яичники реципиента
должны находиться в тазовой полости.
Шейка матки должна быть четко выражена,
длиной 7-12 см, диаметром 2,5-3,0 см. Длина
рогов матки от 20 до 35 см. Яичники должны
иметь округлую или овальную форму, плотную
консистенцию, размер 3х2 см у коров и 2,0х1,5
см у телок.
Исследованиями
выявлена зависимость приживляемости
зародышей от морфофункционального
состояния органов
При отборе потенциальных
реципиентов следует также
При отборе потенциальных
реципиентов для трансплантации существенное
значение имеет определение качества
желтого тела животного. Если на яичнике
реципиента пальпируется желтое тело
отличного качества (размер 1,0-1,5 см, выступает
над поверхностью яичника, имеет грибовидную
форму) или хорошего качества (размер 0,7-1,0
см, округлая или грибовидная форма), то
уровень приживляемости зародышей составляет
53-57%. При удовлетворительном желтом теле
(размер 0,5 см, округлая форма) уровень
стельности находится в пределах 28-30%.
Не рекомендуется использовать для пересадки
эмбриона реципиента, на яичниках которого
имеется одновременно желтое тело и фолликул
до 1,0 см.
Для более объективной
оценки функциональной активности яичников
и снижения эмбриональной смертности
при трансплантации, наряду с диагностированием
качества желтых тел, следует проводить
определение концентрации стероидных
гормонов и биохимических показателей
крови реципиентов на 6-7 день естественного
или индуцированного полового цикла.
Пересадку эмбрионов
следует проводить реципиентам,
независимо от качества желтого тела,
с уровнем прогестерона в крови от 2,0 до
4,9 нг/мл. Соотношение прогестерона к эстрадиолу
должно быть 1:10. В случае использования
телок в качестве реципиентов с уровнем
прогестерона свыше 5 нг/мл приживляемость
снижается на 10-17%, а с уровнем ниже 2,0 нг/мл
- на 25-30%. Содержание холестерина должно
быть в пределах от 2,60-3,90 мкмоль/л, β-каротина
- 12,2-17,3 мкмоль/л.
После ветеринарных
обработок коров и телок для
трансплантации эмбрионов их можно
использовать только через 3 недели. На
каждого донора следует готовить 5-6 реципиентов.
Диагностика стельности
реципиентов проводится ректальным
методом спустя 2-3 месяца после эмбриопересадок.
Кормление доноров
и реципиентов должно быть биологически
полноценным. Недостаточный уровень кормления,
несбалансированность рациона по общей
питательности и другим жизненно важным
элементам, использование кормов низкого
качества ведут к нарушению обмена веществ,
что оказывает отрицательное влияние
на эффективность гормонального вызывания
суперовуляции, качество полученных эмбрионов
и их приживляемость.
Вызывание суперовуляции
у коров-доноров
Для вызывания
суперовуляции у крупного рогатого
скота используются гонадотропные
препараты (гонадотропин сыворотки
жеребых кобыл - ГСЖК и фолликулостимулирующий
гормон - ФСГ - гипофиза животных), для синхронизации
половых циклов - аналоги простагландина
Ф2-альфа (эстрофан, магэстрофан, клопростенол,
суперфан, ремофан, клатрапростин, эстуфалан
и др.). Препараты ГСЖК обладают комплексной
фолликулостимулирующей и лютеинизирующей
активностью. Период полураспада экзогенного
ГСЖК у коров составляет около 6 дней. Соотношение
ФСГ и ЛГ в различных партиях неодинаковое,
что сказывается на результативности
суперовуляции. Стимуляция роста фолликулов
препаратами ГСЖК сопровождается, как
правило, увеличением массы яичников,
образованием после овуляции разного
числа и величины желтых тел. Из-за длительного
распада ГСЖК в крови животных накапливаются
повышенные концентрации гормонов. Изменение
эндокринного статуса при индукции суперовуляции
может оказывать неблагоприятное действие
на оплодотворяемость яйцеклеток, развитие
зародышей, а также на физиологическое
состояние половых органов (в частности,
наблюдается кистозное перерождение яичников).
Для исключения длительной стимуляции
роста фолликулов применяется анти-СЖК.
Обработка антисывороткой в день проявления
охоты нейтрализует циркулирующую в крови
животных ГСЖК и тем самым прекращает
дальнейшую стимуляцию роста фолликулов
в яичниках. Это создает более благоприятный
фон для овуляции, оплодотворяемости яйцеклеток
и последующего развития зародышей. В
практике используются стандартные гонадотропные
препараты высокой степени очистки: сергон
(Чехия), фоллигон (Голландия), прегмагон
(Германия). Эти препараты инъецируют донорам
на 11-12-ый день полового цикла, однократно,
в дозе 50 И.Е. на 100 кг живой массы животного.
Применение этих гонадотропинов обеспечивает
вызывание множественной овуляции у 75-78%
животных и получение в среднем 3,5-4,0 жизнеспособных
эмбриона на донора.
Опыт работы
по вызыванию суперовуляции у
коров-доноров сывороточными и
гипофизарными препаратами
Синхронизация
половых циклов доноров и реципиентов
Синхронность
проявления эструса между донором
и реципиентом - важнейшее условие
высокой приживляемости эмбрионов.
Для синхронизации охоты
По технологии
трансплантации на каждого донора следует
подготавливать не менее 5 реципиентов,
причем день охоты реципиента должен
совпадать с днем первого осеменения суперовулирующего
донора. В случае использования в технологии
трансплантации постоянных доноров (проверенных
на гормональную обработку и имевших стабильный
выход качественных эмбрионов) число реципиентов
можно увеличить до 10.
Перед гормональной
обработкой животных исследуют ректально
(определяют размеры и форму яичников,
наличие и выраженность желтого
тела). Лютеиновая фаза цикла соответствует
оптимальному времени для инъекции
препаратов. Простагландины вводят внутримышечно
в дозах, указанных в наставлениях по их
применению. Как правило, животные приходят
в охоту через 48-72 часа после инъекции
препарата. Не пришедших в охоту животных
обрабатывают повторно через 10-11 дней
с момента первого введения ПГФ2-альфа.
Двукратное введение препарата (в любую
фазу полового цикла) с 10-ти дневным интервалом
эффективно использовать на большом поголовье
доноров и реципиентов, так как это способствует
увеличению числа животных, проявивших
признаки половой охоты, и снижает трудоемкость
операций обслуживающего персонала.
Исследованиями
установлено, что комплексное
использование гормональных
Эффективность
способов подготовки животных для эмбриотрансплантации
Аналогичная
закономерность наблюдалась по
группе коров-доноров.
Таким образом,
комплексное использование
Осеменение коров-доноров.
Результаты суперовуляции
определяются эффективным осеменением
коров-доноров. Проблема оплодотворения
яйцеклеток и получения биологически
полноценных эмбрионов все ещё остается
открытой. Как показывают результаты исследований,
только 60-65% эмбрионов пригодны для трансплантации,
остальные яйцеклетки, образовавшиеся
в результате гормональной обработки
гонадотропинами, оказываются либо неоплодотворенными,
либо после оплодотворения отстают в развитии
или дегенерируют. Причина этих нарушений
остается неизвестной.
Для искусственного
осеменения коров-доноров необходимо
использовать сперму только выдающихся
быков-производителей, достоверно оцененных
по качеству потомства. Надежным критерием
наследственных качеств быка служит коэффициент
повторяемости, т.е. коэффициент регрессии
будущих дочерей быка на число фактически
имеющихся дочерей. Если генетическое
превосходство дочерей быка, выраженное
величиной отклонения от сверстниц, умножить
на коэффициент повторяемости, то полученная
величина будет характеризовать генетическое
превосходство будущих дочерей быка, или
предсказанную разность. Предсказанная
разность является одним из наиболее объективных
качеств быка, разработанных в современной
селекции молочного скота.
Для искусственного
осеменения коров-доноров следует
использовать, как правило, сперму производителей
1-й племенной категории, т.е. таких,
племенная ценность которых превышает
среднюю популяционную величину на два
стандартных отклонения. В этом случае
существенно повышаются темпы селекции,
и улучшается племенная ценность новой
генерации.
Племенной подбор
быков-производителей и коров-доноров
осуществляется по заказному или
целевому спариванию родителей. В его
основе должен лежать принцип индивидуального
подбора в соответствии с селекционной
программой совершенствования существующих
или создания новых пород, типов и линий.
Требования к
оценке оплодотворяющей способности
спермы быков, предназначенной для осеменения
коров-доноров, должна быть значительно
выше, чем при оплодотворении остальных
коров. Для повышения оплодотворяемости
доноров и выхода эмбрионов, наряду
с использованием высококачественной
спермы, необходимо определить сроки половой
охоты для своевременного проведения
искусственного осеменения. Как правило,
коров с гормонально вызванной половой
охотой осеменяют дважды: первый раз при
начале появления половой охоты и второй
- через 12-24 часа.
В нашей стране
коров-доноров искусственно осеменяют
дважды в день с интервалом 10-12 часов каждый
раз двумя-тремя дозами замороженной спермы.
Так как при суперовуляции повышается
число овулировавших яйцеклеток, в каждой
дозе спермы должно быть не менее 50 млн
подвижных спермиев.
День, в который
проводится искусственное осеменение
коровы-донора, считается датой оплодотворения.
С этого дня начинается отсчет развития
эмбрионов in vivo до их извлечения.(1)
Извлечение и
оценка эмбрионов.
Эффективность
метода трансплантации во многом определяется
способом извлечения эмбрионов. Оплодотворенные
яйцеклетки от суперовулированных коров-доноров
могут быть извлечены тремя способами:
после убоя коровы-донора; хирургическим;
нехирургическим.
Извлечение эмбриона
после убоя коровы-донора. Самым
простым и надежным способом извлечения
эмбрионов является убой коровы-донора.
Этот способ практиковался только на первых
этапах освоения метода трансплантации.
В настоящее время из-за потери генетически
ценной коровы-донора он не используется.
Извлечение эмбриона
хирургическим способом. Важным моментом,
обеспечивающим эффективность извлечения
эмбрионов, является определение стадии
их развития и места положения в половых
путях коровы-донора. Для трансплантации
рекомендуется использовать бластоцисты,
поэтому эмбрионы извлекают между 7-8-ми
сутками после первого искусственного
осеменения .
Имеется несколько
способов хирургического извлечения эмбрионов:
разрез верхнего свода влагалища, лапаротомия
по белой линии живота и лапаротомия
в области голодной ямки.
Хирургический
способ извлечения эмбрионов является
трудоемким, дорогостоящим и, что особенно
важно, им нельзя пользоваться многократно.
В настоящее время хирургический способ
извлечения применяется в редких случаях,
главным образом в научных целях.
Извлечение эмбрионов
нехирургическим способом. Основное преимущество
нехирургического способа извлечения
эмбрионов заключается в простоте манипуляций.
Для этого не требуется специального операционного
помещения. Эмбрионы можно извлекать непосредственно
в производственных условиях. С селекционной
точки зрения, при правильном применении
нехирургического способа воспроизводительная
способность доноров не нарушается, что
позволяет многократно использовать генетически
ценных коров-доноров для получения от
них большого числа потомков.
В общем виде
извлечение эмбрионов нехирургическим
методом происходит по следующей
схеме. Коров-доноров обследуют на
наличие желтых тел, чистят и моют,
ограничивают рацион и кратность
кормления, а за сутки прекращают
кормление и поение. Перед самым
извлечением эмбрионов дезинфицируют
наружные половые органы коров-доноров.
Извлекают эмбрионы под местной анестезией.
В рог матки вводят продезинфицированный
двухканальный резиновый или пластмассовый
катетер с надувным баллончиком, в который
нагнетают 10 куб см воздуха. Выход из рога
матки закрывают, надувая воздухом тонкостенный
резиновый баллончик. Затем в рог вводят
промывную жидкость и осторожно массируют,
чтобы отделить эмбрионы от стенок матки.
В качестве промывной среды применяют
PBS до 500 мл. Этот состав используется и
для кратковременного культивирования
эмбрионов.
Вымывание повторяют
5-8 раз. Основную часть эмбрионов
извлекают в первых трех-четырех
смывах. Промывание в обоих рогах
матки, включая введение катетеров,
продолжается 20-50 минут. За это время можно
извлечь более 50% эмбрионов, находящихся
на стадии морулы или бластоцисты.
После вымывания
эмбрионов в матку вводят раствор
антибиотика с целью
Во многих странах
разработаны различные
Кратковременное
Эмбрионы крупного
рогатого скота можно сохранить
путем пересадки их в яйцепровод
самок других видов млекопитающих.
Лучше всего обеспечивается нормальное
предимплантационное развитие эмбрионов
коров в яйцепроводе крольчих.
Установлено, что эмбрионы коровы в яйцепроводе
крольчихи могут успешно развиваться
до стадий, пригодных для трансплантации
реципиентам, т.е. до морулы и бластоцисты.
Недостатком этого метода является его
трудоемкость и возможные потери зигот
при их переносе. В настоящее время широкое
распространение получил метод краткосрочного
хранения эмбрионов in vitro.
После извлечения
и оценки на жизнеспособность эмбрионы
переносят в питательные среды
с температурой 37 градусов. Большинство
сред,
в которых культивируют
и хранят эмбрионы, включают растворы
солей, аминокислоты с бикарбонатным ионом
как буферным агентом, обеспечивающим
pH в пределах 7.2-7.6. Проведенные исследования
показали, что продолжительность культивирования
без потери биологических качеств эмбрионов
возможна до 95 часов.
В последние
годы проводятся исследования по краткосрочному
хранению эмбрионов in vitro при их охлаждении
ниже 37 градусов. Разработка этого метода
имеет большое практическое значение,
т.к. позволяет существенно
Оценка эмбрионов.
Оценка эмбрионов крупного рогатого
скота производится несколькими
методами. Наибольшее распространение
получил морфологический метод.
Установлено, что результаты имплантации
эмбрионов зависят от того, насколько
полно оценена способность оплодотворенных
яйцеклеток к развитию.
По морфологическим
признакам и эмбриональной