Воспроизводство крупного рогатого скота

(a) (b)
Непрерывный Волнообразный
ЛГ
Ов. Ов.
Дни Дни
Диаметр фолликулов
Уровень циркулирующего ЛГ

Левый Яичник Правый День Фолликулы ЖТ
–2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20/0

Рис. 24.6 Картография фолликулярной и лютеиновой динамики яичников у крупного рогатого скота методом серийного УЗИ. Во время ежедневных осмотров (день 0 = овуляция) делается эскиз каждого яичника с записью количества, диаметра и относительного положения фолликулов и желтого тела. Данные используются для определения количества фолликулярных волн в течение интеровуляторного интервала (в этом примере две волны), появления фолликулярной волны (дни 0 и 10), доминирующего фолликула каждой волны (растущий - темно-синий; регрессирующий - бледно-синий), преселективных (фолликулы перед отбором доминантного) и подчиненных фолликулов каждой волны (черные), возникновение овуляции (дни 0 и 20), а также рост и регресс желтого тела (оранжевый). Обратите внимание, что в данном случае оба яичника участвуют в создании фолликулярных волн, и последовательные доминантные фолликулы могут быть в любом яичнике (случайном). Размер и количество яичниковых структур в каждом эскизе сведены в таблицу под соответствующими столбцами для фолликула и желтого тела. Фаза высокого уровня прогестерона (лютеиновая) выделена желтой областью.

Доминантные фолликулы Желтое тело
Подчиненные фолликулы Регрессирующие фолликулы
0 10 20
Ов Дни Ов
0 8 16 22
Ов Дни Ов
Диаметр
Диаметр

Рис. 24.7 Фолликулярная динамика в течение двухволнового (верхнего) и трехволнового (нижнего) эстральных циклов у крупного рогатого скота. Данные обоих яичников используются для идентификации доминантного фолликула каждой волны (растущий - темносиний; регрессивный - бледно-синий), подчиненных фолликулов каждой волны (растущий - черный; регрессивный - серый), возникновения овуляции, роста и регрессии желтого тела (темно-желтый). Фолликулярная волна у крупного рогатого скота характеризуется внезапным появлением (в течение 2–3 дней) группы небольших фолликулов (n = 8–41), которые растут с одинаковой скоростью в течение примерно 2–3 дней, затем один фолликул "выбирается" для продолжения роста (доминирующий фолликул), а остальные становятся атретичными и регрессируют (подчиненные фолликулы). Часто называемый «21-дневный» эстральный цикл у крупного рогатого скота существует только как среднее между двухволновыми (20 дней) и трехволновыми циклами (22 дня).

Сравнение двухволновых моделей с трехволновыми

Большинство эстральных циклов у крс (> 95%) состоят из двух или трех фолликулярных волн (рис. 24.7).^34,35 По некоторым сообщениям преобладал (>80%) двухволновый или трехволновый интеровуляторный интервал, в то время как другие сообщили о более равномерном распределении. По-видимому, у Bos taurus отсутствует специфическая для породы или возраста склонность к конкретной волновой структуре. Тем не менее, увеличение доли трехволновых моделей было связано с низким уровнем питания^36,37 и тепловым стрессом.^38,39 У Bos indicus не было обнаружено сезонного влияния на волновую картину,⁴⁰ но у этой модели есть закономерности. Большинство телок Нелоре (65%) демонстрировали трехволновую диаграмму, тогда как большинство коров (83%) демонстрировали двухволновую диаграмму⁴¹ . Другие сообщают, что до 27% эстральных циклов у коров Bos indicus состоят из четырех волн развития фолликулов, а у телок только только 7% (рассмотрено в 42 ссылке).

Прогностические факторы, связанные с двух- и трехволновым циклом, могут дать представление о механизмах, контролирующих эти явления, и могут впоследствии помочь в управлении воспроизводством и разработке эффективных протоколов для синхронизации яичников, суперстимуляции и искусственного оплодотворения в фиксированное время. Процент стельности у крупного рогатого скота с двумя или тремя волнами сравнивались^43– 45 на основе представления о том, что преовуляторный фолликул в двухволновой структуре растет в течение более длительного периода³¹ и, следовательно, может содержать относительно старый ооцит. Тем не менее, результаты были противоречивы; в некоторых исследованиях частота беременности между двумя и тремя волнами не различалась,^43,45 , тогда как в другом исследовании сообщалось о более низкой частоте беременности после овуляции в конце двухволнового цикла.⁴⁴

В более позднем исследовании, включающем ультрасонографические данные 91-го интеровуляторного интервала, было проведено сравнение 35 двух- и трехволновых схем развития фолликулов для определения повторяемости и прогностических характеристик данной волновой картины.

Двухволновые циклы были на 3 дня короче трехволновых (19,8 ± 0,2 против 22,5 ± 0,3; P <0,01). Большинство циклов продолжительностью 21 день или менее были двухволновыми (88%; P <0,05), в то время как большинство циклов продолжительностью 22 дня и более были трехволновыми (78%; P <0,05). Доля последовательных циклов, в которых структура оставалась неизменной (то есть повторяемость), была более чем в два раза выше, чем доля циклов, которые меняли схемы (70% против 30%; P <0,01). Повторяемость волнового характера и соотношение двух- и трехволновых схем в стаде не зависели от времени года; другими словами, не зависели от пастбищных (весна и лето) и не пастбищных (осень и зима) сезонов. Интересно, что самая сильная корреляция была между количеством волн в интеровуляторном интервале и продолжительностью фолликулярного доминирования волны-1. Продолжительность доминирования доминирующего фолликула волны 1 была на 3 дня дольше, а начало регрессии было позже в двухволновых циклах, чем в трехволновых (P <0,01). Доминирование 1-й волны было связано с последующей задержкой достижения максимального диаметра доминирующим фолликулом 2-й волны, а также с ранним началом лютеолиза (рис. 24.7). Результаты подтвердили гипотезу о том, что факторы, которые влияют на развитие доминантного фолликула волны-1, ответственны за регулирование волновой картины (за количество волн ).

С другой стороны, желтое тело беременности было связано с отрицательным внутрияичниковым влиянием на доминантный фолликул.^46,48 Доминирующие фолликулы последовательных волн были чаще (75–80%) обнаружены в яичнике, противоположном желтому телу во время беременности. Причина отрицательной локальной взаимосвязи между желтым телом и фолликулами неизвестна, но она может быть напрямую связана с концептусом ( развивающийся плод и окружающие его плодные оболочки ), а не с желтым телом. Это подтверждают наблюдения, согласно которым не возникало овариальной асимметрии во время первых двух фолликулярных волн у стельных коров или в 10-ти последовательных фолликулярных волнах у непокрытых телок, обработанных прогестероном.³³ Последнее наблюдение, однако, опровергается тем фактом, что экзогенный прогестерон не предотвращал лютеолиз у обработанных телок; регрессия желтого тела произошла в ожидаемое для небеременных животных время, независимо от лечения прогестероном. Тем не менее, экспериментальный проект, включающий гистерэктомию ( удаление матки) во время середины диэструса, позволил провести прямое сравнение эффектов персистирующего желтого тела из-за гистерэктомии или беременности.⁴⁹ Результаты показали, что одностороннее ослабление развития фолликула было обусловлено концептом или ипсилатеральным беременным рогом матки, а не желтым телом.

Два яичника, одна волна

Два яичника действуют как единое целое - фолликулярные волны одного яичника происходят во взаимосвязи с другим. Яичники реагируют в унисон ( совместно) на факторы, регулирующие динамику фолликулярной волны, поэтому фолликулярная волна - это результат роста множества фолликулов в обоих яичниках (рис. 24.6 и 24.7). В исследовании внутриовариальных отношений между фолликулами и желтым телом Ginther и соавт.⁴⁶ пришли к выводу, что доминантный фолликул подавляет подчиненных и новая волна возникает скорее через системные, чем через локальные пути. Присутствие доминантного фолликула в одном яичнике не вызывало такую же картину в другом яичнике. Следовательно, не было обнаружено внутрияичниковых взаимоотношений, влияющих на выбор места возникновения последовательных доминантных фолликулов во время эстрального цикла; другими словами, сторона ановуляторных и овуляторных доминантных фолликулов была случайной. Эти наблюдения согласуются с результатами ранних исследований о воздействии односторонней овариэктомии. Удаление яичника с самым большим фолликулом привело к увеличению развития фолликула в оставшемся яичнике, но удаление яичника при отсутствии на нем самого большого фолликула не привело к такому компенсаторному эффекту (цитируется в [46]). В то время как внутрифолликулярные (аутокринные и паракринные) факторы важны для роста, развития и гибели отдельного фолликула, нет убедительной документации in vivo о непосредственном влиянии одного фолликула на развитие/регрессию его соседей.

Асимметрия в динамике фолликулов в левом и правом яичниках использовалась для выяснения разницы местных и системных механизмов контроля функции яичников, а некоторые сообщили о большей фолликулярной активности и доле овуляций в правом яичнике у крупного рогатого скота (~ 60%),^{12, 22} в то время как другие сообщают об отсутствии таких различий.^26,31 Фолликулярная асимметрия яичников также объясняется наличием желтого тела. У овец⁴⁷ и крупного рогатого скота было зарегистрировано положительное внутрияичниковое влияние желтого тела на развитие мелких антральных фолликулов (≤3 мм)²¹ , но положительный эффект не распространялся на крупные доминантные фолликулы.

Гормональное взаимодействие, контролирующее динамику фолликулярной волны

Результаты ранних исследований динамики фолликулов породили гипотезу о том, что доминантный фолликул подавляет рост подчиненных в существующей волне и подавляет появление следующей фолликулярной волны.^31,32 В поддержку этой гипотезы выступает серия исследований, включающих системное лечение с использованием белковой фракции фолликулярной жидкости и электрокоагуляции доминирующего фолликула.^50–52 Прикладные последствия этих результатов были немедленными и далеко идущими, и ознаменовали новую эру в синхронизации яичников и суперстимуляции крупного рогатого скота.^53–55

Появление фолликулярной волны и отбор доминантного фолликула имеют причинно-временную связь с повышением и понижением циркулирующих концентраций фолликулостимулирующего гормона (ФСГ)⁵¹ (рис. 24.8). Появлению фолликулярной волны предшествует всплеск концентрации ФСГ в плазме как спонтанных, так и индуцированных волн.^51,56 Всплески ФСГ, предшествующие каждой волне, имеют одинаковую величину: скачки в середине цикла схожи по амплитуде и ширине с преовуляторным выбросом гонадотропина.^51,56 Фолликулярные продукты, особенно из доминантного фолликула, ответственны за подавление высвобождения ФСГ и, следовательно, появление следующей фолликулярной волны⁵⁷ (рис. 24.9). Прямая связь между числом фолликулов, возникающих в ответ на всплеск ФСГ, и последующей степенью подавления ФСГ^58–60 подтверждает, что все фолликулы новой волны способствуют подавлению ФСГ.

Эстрадиол, ингибин-А и -В являются основными фолликулярными продуктами, ответственными за подавление ФСГ. 57,61–65 Ингибин-А вырабатывается всеми небольшими растущими фолликулами волны и, по-видимому, является наиболее важным супрессором ФСГ в течение первых 2-х дней появления волны; эстрадиол, секретируемый из доминантного фолликула, является наиболее важным супрессором ФСГ после этого периода.^66–69 Надир (самый низкий уровень) в ФСГ достигается через 4 дня после появления волны, и уровни остаются низкими в течение следующих 2-3 дней.