Воспроизводство крупного рогатого скота

1. Adams G, Nasser L, Bo G, Mapletoft R, Garcia A, Del Campo M. Ответ фолликулов яичников на суперстимуляцию при волне 1 по сравнению с волной 2 у тёлок. Theriogenology 1994;42:1103–1113.

2. Evans A, Adams G, Rawlings N. Развитие фолликулов и гормональные изменения у тёлок до наступления половой зрелости в возрасте от 2 до 36 недель. J Reprod Fertil 1994;102:463–470.

3. Evans A, Adams G, Rawlings N. Эндокринные изменения и изменения фолликулов яичников, предшествующие первой овуляции у тёлок до наступления половой зрелости. J Reprod Fertil 1994;100:187–194.

4. Ginther O, Kot K, Kulick L, Martin S, Wiltbank M. Связь между ФСГ и волнами роста фолликулов яичников в течение последних шести месяцев беременности у крупного рогатого скота. J Reprod Fertil 1996;108:271–279.

5. Crowe M. Возобновление циклической активности яичников после отёла у коров мясных и молочных пород. Reprod Domest Anim 2008;43(доп. 5):20–28.

6. Santos J, Rutigliano H, Sá Filho M. Факторы риска, влияющие на возобновление эстральных циклов после отёла и выживаемость эмбрионов у лактирующих молочных коров. Anim Reprod Sci 2009;10:207–221.

7. Walsh S, Williams E, Evans A. Обзор причин низкой фертильности у высокопродуктивных молочных коров. Anim Reprod Sci 2011;123:127–138.

8. Rajamahendran R, Taylor C. Характеристика активности яичников у молочных коров после отёла с помощью ультразвукового исследования и анализа динамики концентрации прогестерона. Anim Reprod Sci 1990;22:171–180.

9. Tanaka T, Arai M, Ohtani S и др. . Влияние числа отёлов на динамику фолликулов и возобновление овариального цикла у молочных коров после отёла. Anim Reprod Sci 2008;108:134–143.

10. Savio J, Boland M, Hynes N, Roche J. Возобновление фолликулярной активности у молочных коров в ранний послеродовой период. J Reprod Fertil 1990;88:569–579.

11. Savio J, Boland M, Roche J. Развитие доминантных фолликулов и продолжительность овариальных циклов у молочных коров после отёла. J Reprod Fertil 1990;88:581–591.

12. Murphy M, Boland M, Roche J. Характер роста фолликулов и возобновление функции яичников у подсосных коров мясных пород после отёла. J Reprod Fertil 1990;90:523–533.

13. Rhodes F, McDougall S, Burke C, Verkerk G, Macmillan K. Обзор по приглашению: лечение коров с затяжным послеродовым анэструсом. J Dairy Sci 2003;86:1876–1894.

14. Erickson B, Reynolds R, Murphree R. Характеристики яичников и воспроизводительная способность коров старшего возраста. Biol Reprod 1976;15:555–560.

15. Klein J, Sauer M. Оценка фертильности женщин старшего репродуктивного возраста. Am J Obstet Gynecol 2001;185:758–770.

16. Stensen M, Tanbo T, Storeng R, Byholm T, Fedorcsak P. Стандартные системы морфологической оценки при лечении с применением вспомогательных репродуктивных технологий не отражают возрастного снижения качества ооцитов и эмбрионов. Reprod Biomed Online 2010;21:118–125.

17. Malhi P, Adams G, Singh J. Крупный рогатый скот как модель для изучения репродуктивного старения у женщин: характеристики фолликулов, жёлтого тела и эндокринной системы. Biol Reprod 2005;73:45–53.

18. Malhi P, Adams G, Pierson R, Singh J. Крупный рогатый скот как модель репродуктивного старения: ответ на синхронизацию овариальных циклов и суперовуляцию. Theriogenology 2006;66:1257–1266.

19. Malhi P, Adams G, Mapletoft R, Singh J. Способность ооцитов к развитию на модели репродуктивного старения у крупного рогатого скота. Reproduction 2007;134:233–239.

20. Seguin B. Управление репродуктивным циклом у молочного крупного рогатого скота. В кн.: Материалы ежегодного собрания Общества териогенологии , 1987, с. 300–308.

21. Kastelic J, Ginther O. Факторы, влияющие на происхождение овулирующего фолликула у тёлок при индуцированном лютеолизе. Anim Reprod Sci 1991;26:13–24.

22. Savio J, Boland M, Hynes N, Mattiacci M, Roche J. Овулирует ли первый доминантный фолликул эстрального цикла у тёлок после лютеолиза на 7-й день? Theriogenology 1990;33:677–687.

23. Evans A, Mossa F, Fair T и др. . Причины и последствия вариации числа фолликулов яичников у крупного рогатого скота. Soc Reprod Fertil Suppl 2010;67:421–429.

24. Fortune J. Рост и развитие фолликулов яичников у млекопитающих. Biol Reprod 1994;50:225–232.

Материнское распознавание и физиология беременности

Caleb O. Lemley¹ , Leticia E. Camacho² и Kimberly A. Vonnahme²

1 Факультет наук о животных и молочных продуктах, Университет штата Миссисипи, Старквилл, Миссисипи, США

2 Факультет наук о животных, Университет штата Северная Дакота, Фарго, Северная Дакота, США

Материнское распознавание беременности

Материнское распознавание беременности охватывает процесс, согласно которому генерируется биохимический сигнал, предотвращающий лютеиновую регрессию, что позволяет желтому телу сохраняться и продолжать выделять достаточное количество прогестерона. Потребность в прогестероне для успешного поддержания беременности у крс превышает продолжительность эстрального цикла, и поэтому беременная самка должна быстро распознать наличие концепта. У крупного рогатого скота этот сигнал включает в себя секрецию концептом интерферона-тау (ИФН-тау), который дополнительно стимулирует лютеотропные и антилютеолитические сигналы. Хотя в некоторых исследованиях эти слова используют взаимозаменяемо, далее мы будем обозначать лютеотропин как сигнал, который стимулирует лютеиновую секрецию прогестерона, в то время как антилютеолитические вещества действуют как сигнал, который блокирует лютеолиз, подавляя или маскируя эндогенные лютеолитические сигналы. Материнское распознавание сигнала беременности происходит до имплантации зародыша, которая начинается на третьей неделе беременности и классифицируется как поверхностное прикрепление у крупного рогатого скота.

Несколько биологических опытов были сосредоточены на выявлении веществ, участвующих в продлении срока функционирования желтого тела у крс. В большинстве из этих более ранних исследований изучалась продолжительность эстрального цикла у небеременных животных, которым вводили экстракт гипофиза. В 1965 году ученые из Корнельского университета сообщили, что лютеинизирующий гормон (ЛГ) является лютеотропином для крупного рогатого скота, и инъекции экстрактов гипофиза или очищенного бычьего ЛГ продлевают эстральный цикл коров на 11 или 16 дней соответственно. Этот опыт подтвердил лютеотропное действие ЛГ, который может служить эндогенным биохимическим сигналом от концептуса; однако, кроме приматов и кобыл, никакие другие млекопитающие не обладают обеими генетическими субъединицами для хорионического гонадотропина. Следовательно, хорионический гонадотропин, обладающий свойствами ЛГ, не является сигналом для материнского признания беременности у крупного рогатого скота. Тем не менее, эти ранние исследования внесли фундаментальный вклад в основу изучения различий в механизмах продления продолжительности жизни желтого тела у разных видов млекопитающих, что является важным компонентом «концептматеринской перекрестной связи» во время материнского распознавания беременности.

^{Эти первые результаты побудили исследователей изучить другие} потенциальные вещества, продуцируемые концептом, которые могут оказывать лютеотропное и/или антилютеолитическое влияние, предотвращая лютеолиз во время пульсирующего высвобождения простагландина F2α. Внутриматочная инфузия эстрадиола-17β и ПГЕ2 продлевали срок жизни желтого тела у крс, а также секрецию прогестерона на 5–6 дней по сравнению с нестельной контрольной группой.² Лютеотропное действие эстрадиола-17β скорее всего косвенно, поскольку эстрогены блокировали индуцированную ЛГ секрецию прогестерона у культивируемых лютеиновых клеток коров.³ Косвенное воздействие внутриматочного эстрадиола-17β на увеличение продолжительности жизни лютеинового тела может проявляться в виде увеличения маточного и/или яичникового кровотока. У свиноматок, овец и коров локальное увеличение кровоснабжения в беременном роге матки происходит одновременно с материнским распознаванием беременности.⁴ Кроме того, это местное увеличение кровотока в матке может помочь перенаправить транспорт простагландина из рога матки в прилежащий яичник через маточно-яичниковое сплетение. ПГЕ2 непосредственно стимулирует секрецию прогестерона и продукцию циклического АМФ бычьими лютеиновыми клетками in vitro точно так же, как и ЛГ.⁵ Кроме того, и эндометрий и желтое тело экспрессируют полный путь биосинтеза простагландина и дифференциальная экспрессия этих компонентов во время критического периода материнского признания беременности (дни 15–17 эстрального цикла) может оказывать лютеотропное или антилютеолитическое действие.

Интерферон-тау, впервые идентифицированный как белок бычьего трофобласта^1,7 , распознается как материнский признак сигнала беременности у крупного рогатого скота.⁸ Секреция интерферона-тау эмбриональными клетками трофобласта наиболее высока между 15 и 17 днями и наблюдается до 28 дня беременности; более того, недостаточный ответ эндометрия на ИФН-тау, верятно, является одной из основных причин неправильного производства и действия ПГФ2α и ПГЕ2, что приводит к невынашиванию беременности. Культивируемые in vitro культуры клеток эндометрия коров с повышенными концентрациями ИФН-тау продуцируют преимущественно ПГЕ2 по сравнению с ПГФ2α.⁹

Более того, пространственно-временное соотношение метаболизма, транспорта и плотности рецепторов простагландина в эндометрии и миометрии матки существенно изменяется после воздействия ИФН-тау.⁶ Повышенные физиологические концентрации ИФН-тау из концептуса будут избирательно увеличивать соотношение ПГЕ2 к ПГФ2α. Это соотношение устанавливает антилютеолитический эффект ИФН-тау в сочетании с лютеотропным эффектом ПГЕ2, что в конечном итоге приводит к увеличению продолжительности жизни желтого тела и правильному становлению беременности. Кроме того, эмбриональная секреция ПГЕ2 может давать синергетический эффект с увеличением эндометриальной продукции ПГЕ2, которая стимулируется концептуальной секрецией ИФН-тау. Этот ПГЕ2 может быть конкурентно транспортирован через маточно-яичниковое сплетение в яичник, где он увеличивает выработку лютеинового ПГЕ2, тем самым способствуя поддержанию лютеиновой системы в качестве лютеотропина.⁶ В отличие от этого, повышенное соотношение ПГФ2α к ПГЕ2 будет стимулировать сократимость матки и конкурентный транспорт ПГФ2α через маточно-яичниковое сплетение в направлении желтого тела, тем самым инициируя лютеиновую регрессию. В совокупности повышенный тонус матки и регрессия лютеиновой системы могут привести к срыву беременности и/или возврату к новому эстральному циклу после нормальной продолжительности жизни желтого тела.

Предотвращение регресса желтого тела и непрерывная секреция достаточного количества прогестерона имеет жизненно важное значение для успешного сохранения беременности. Основной мишенью для прогестерона является репродуктивный тракт. Амплитуда секреции прогестерона может оказывать влияние на среду матки, включая ингибирование митотического деления клеток эндометрия, индукцию дифференцировки стромы и стимуляцию дополнительных выделений эпителиальных желез матки или гистотрофов.¹⁰ Это увеличение секреции маточными железами питательных веществ и факторов роста необходимо для раннего развития концепта. В 1956 году исследователи выдвинули гипотезу о прогестероновом блоке, которая утверждает, что прогестерон поддерживает беременность, напрямую блокируя роды, и удаление источника прогестерона инициирует роды.¹² Более поздние исследования показали, что добавление прогестерона предотвращает вставку белков щелевого соединения между гладкомышечными клетками матки за счет снижения экспрессии коннексина-43.¹³ Также было показано, что прогестерон подавляет гены, связанные с сократительной способностью матки. В целом, коровы с уровнем прогестерона менее 0,5 нг/мл имеют повышенную сократимость в клетках циркулярной гладкой мышцы миометрия по сравнению с таковыми у коров в диэструсе (> 4,0 нг/мл прогестерона).¹⁵ Эти различия в возбуждении-сокращении миометрия вызваны геномными действиями прогестерона, которые приводят к расслабленному и спокойному состоянию матки, что способствует поддержанию успешной беременности до момента "отмены" прогестерона.¹⁴ Кроме того, синтез прогестерона зависит от продукции лютеина в первые 200 дней гестации; однако, внегонадальный источник прогестерона у крс, в первую очередь плацента, не секретирует достаточное количество прогестерона до третьего триместра беременности. Эта плацентарная секреция прогестерона зависит от секреции прогестерона в яичнике. Смещение лютеиновой плацентарной секреции прогестерона, который может способствовать поддержанию беременности, происходит только после ПГФ2α-индуцированного лютеолиза или у животных с овариэктомией¹⁶ . Кроме того, у коровы желтое тело может контролировать плацентарный стероидогенез и плацента не берет на себя секрецию прогестерона, пока дефицит яичникового лютеина не станет очевидным во время поздней беременности.

Удлинение концепта и экстраэмбриональные мембраны

Раннее удлинение бычьего концепта включает экспоненциальное увеличение длины и ширины трофэктодермы и требует дифференцировки внеэмбриональных мембран, а также влияния со стороны эндометрия матери. Это удлинение начинается на 14-й день вслед за вылуплением яйцевидной бластоцисты примерно на 9-10 день, и образует нитевидный концепт к 19-20 дням после осеменения.¹⁷ На 14 день большинство яйцевидных или трубкообразных зародышей примерно 5 мм в длину начнут формировать эпибласт ( наружный слой клеточной стенки дискобластулы у высших позвоночных ), определяющий зародышевый диск ( ранний эмбрион на стадии развития до образования сомитов ), который различим от эпителия трофобласта. Оба этих отсека изнутри выстланы непрерывным гипобластом, который по большей части окрашивается положительно в отношении α-фетопротеина¹⁸ , однако гистологический вид гипобласта варьируется в зависимости от его пространственной ориентации на эпибласт по сравнению со слоями клеток трофобласта. Пространственная ориентация приводит к двум типам гипобластных клеток: плоский тип клеток, если они расположены рядом со слоем трофобласта, или от кубовидного до столбчатого типа клеток под эпибластом или эмбриональным диском.¹⁸ В этот момент между трофобластом или эпибластом и клеточными слоями гипобласта образуется характерная базальная пластинка. Кроме того, соседние эпибластные клетки соединены через плотные контакты, также, как периферические эпибластные клетки рядом с клетками трофобласта. Предполагаемые признаки ранней эмбриональной смертности в трубкообразном концептусе заключаются в апоптотических клетках эпибласта или разрыхлении гипобласта от трофобласта. Во время этой фазы удлинения первичные складки амниона будут формироваться в виде выроста клеток трофобласта, прилегающих к эпибласту, в то время как гипобласт не участвует в формировании этой внезародышевой оболочки. Наиболее заметным отличием в течение этого ограниченного периода является гипертрофический и гиперпластический рост трофэктодермы дифференцирующий хорионический мешок, который может увеличиваться от нескольких сантиметров до 30 см и более.¹⁹

Период раннего прикрепления на 20–33-й день после осеменения протекает в виде последовательных стадий предконтакта, соприкосновения и адгезии между маткой и хорионом и заканчивается внедрением микроворсинок трофобласта в эпителий матки. Этот период времени совпадает с несколькими сообщениями об ограниченном успехе в вымывании неповрежденных зародышей для экспериментального использования.²⁰ На ранней стадии прикрепления начинается развитие аллантоиса, и на 21-й день после оплодотворения наблюдается сильная положительная связь между длиной эмбриона и шириной аллантоиса.¹⁸ Некоторые исследователи наблюдали аномалии или недоразвитие внеэмбриональных мембран после экстракорпорального оплодотворения или переноса ядер соматических клеток; тем не менее, основные механизмы нарушения развития не совсем понятны. Следовательно, эмбриональная смертность в эти моменты времени может быть вызвана трудностями в мобилизации питательных веществ, вызванными аллантоисом, проявляющим недостаточную васкуляризацию, замедление роста или его отсутствие.²¹ Что касается значительного удлинения трофэктодермы хорионического мешка, то аллантоис претерпевает постепенный рост с 21 по 25 день после осеменения, в ходе которого он начнет занимать оба рога матки и начнет фиксироваться на хорионе с образованием хориоаллантоиса плаценты; однако, это слияние остается неполным до 60–70 дней беременности.²¹