Воспроизводство крупного рогатого скота

Технологии, используемые для контроля эструса у крупного рогатого скота

Fred Lehman¹ и Jim W. Lauderdale²

1 Оверленд-Парк, Канзас, США

2 Lauderdale Enterprises, Огаста, Мичиган, США

Эта глава в значительной степени является воспроизведением работы доктора James (Jim) Lauderdale, написанной к столетию в журнале Animal Science. Кропотливые усилия доктора Лодердейла по улавливанию и изучению ключевых научных деталей показывают небольшой, но постепенный прогресс, который заложил основу для технологических достижений и разработки инструментов для контроля воспроизводства крупного рогатого скота. Без этих инструментов, многие из которых воплощены в коммерческих фармацевтических препаратах, ветеринары и производители были бы ограничены в своих возможностях по осуществлению массовых программ контроля эструса и суперовуляции. Признание исторических достижений, которые привели к прогрессивному улучшению нашего понимания репродуктивной физиологии и фармакологии, может только увеличить усилия териогенологов и практиков, стремящихся внести следующий вклад в нашу дисциплину. Мы благодарим доктора Лодердейла и журнал Animal Science за совместную работу над этой главой.

Введение

Эффективность воспроизводства - один из важнейших факторов успеха молочных и cow-calf-ферм. Безусловно, без воспроизводства нет ни cow-calf, ни молочного предпринимательства. В 1950-х годах была разработана технология заморозки спермы крупного рогатого скота, и искусственное осеменение (ИО) бычками, прошедшими тестирование по потомству, что стало общепризнанным эффективным средством более быстрого генетического прогресса в плане надоев молока и производства говядины. В период с 1950-х по 1960-е годы основным препятствием для ИО мясного скота была необходимость ежедневного выявления охоты и ИО в течение 60–90 дней и более. Таким образом, с появлением искусственного осеменения дальнейший контроль эструса и управление воспроизводством стали представлять больший интерес и ценность, особенно для мясных производителей. В этой главе представлен обзор исследований, опубликованных в основном в журнале Animal Science, которые способствуют успешному управлению эструсом и воспроизводством в целом. Дополнительные публикации, не упомянутые в данном документе, содержат обзоры по улучшению технологий управления эструсом крупного рогатого скота и племенным производством^1–11.

Управление эстральным циклом

крупного рогатого скота

Ранние исследования с P4 (прогестероном)

Trimberger и Hansel¹² ежедневно вводили подкожно молочным коровам (n=30, каждая корова была контрольной) прогестерон (P4) в кукурузном масле. Для коров, получавших P4, интервал от последней инъекции P4 до течки составлял 4,6 дня, а уровень стельности (PR) составлял 12,5%; У 50% были аномальные фолликулы и у 53% была аномальная течка. Однако, у небеременных коров половой цикл, следующий за синхронизированной течкой, был нормальным по продолжительности полового цикла, эструса и структуре яичников; PR составил 65,2%, что указывает на отсутствие последующего негативного эффекта P4 на воспроизводство. Nellor и Cole¹³ измельчали кристаллический P4 в крахмальной эмульсии и вводили мясным телкам однократно подкожно 540–1120 мг P4 в различные дни эстрального цикла. Охота и формирование желтого тела (ЖТ) были предотвращены. Охота выявлена у 89% телок через 15–19 дней после инъекции 540–560 мг P4, и через 15–23 дня после инъекции 700–1120 мг P4 (у жирных телок, получавших эти дозы, не было проявлений течки на 15–23 дни). Во втором исследовании эмульсия P4 вводилась однократно подкожно 19 телкам в дозе 540 мг с последующим введением 2140 МЕ лошадиного гонадотропина через 15 дней после P4; охота была обнаружена у 84% через 1–4 дня после введения лошадиного гонадотропина, и 14% стали стельными от ИО при выявленной охоте. PR составил 67% среди шести контролей. В третьем исследовании эмульсия P4 вводилась однократно подкожно 35 телкам в дозе 540 мг с последующим введением 750 МЕ лошадиного гонадотропина через 15 дней после P4; у 89% была выявлена течка на протяжении 4-часового периода через 1 день после введения гонадотропина, и все телки были искусственно оплодотворены через 48 часов после введения гонадотропина. К сожалению, по синхронизированному ИО (TAI) частота наступления беременности не сообщалась. Это первый отчет об использовании TAI как компонента управления эструсом и осеменением крупного рогатого скота. Еще 20 мясных телок - 10 циклирующих и 10 нециклирующих были обработаны 540 мг эмульсии P4 с последующим введением 750 МЕ лошадиного гонадотропина через 15 дней после P4; 100% циклирующих и 50% нециклирующих телок были обнаружены в охоте в течение 3-х дней, что позволяет предположить, что P4 может инициировать охоту у некоторых телок с анэстральным циклом.

PR составил 20% при осеменении по выявленной охоте.

Второй семинар Brook Lodge по проблемам репродуктивной биологии, проведенный в мае 1965 года, способствовал обсуждению лидерами исследований в области репродуктивной биологии домашних животных адресного использования эстрогенов, P4 и прогестагенов, а также гонадотропинов для управления эструсом и воспроизводством крупного рогатого скота, лютеотрофных и лютеолитических механизмов, контролирующих продолжительность жизни ЖТ, и механизмов действия лютеинизирующего гормона (ЛГ) на стероидогенез ЖТ.¹⁴ Участникам встречи было рекомендовано продолжить существующие исследования по синхронизации полового цикла у молодняка крупного рогатого скота с целью последующей коммерциализации. Кроме того, J ohn Babcock¹⁴ спросил, может ли простагландин (PG) - новый класс соединений с вазоконстриктивными свойствами, выделяемый маткой, быть лютеолитическим фактором, контролирующим регрессию ЖТ. Вопрос Babcocka сподвиг ученых на исследования, которые привели к идентификации PGF2α как лютеолитика у крупного рогатого скота и к тому, что продукты PGF2α стали доступны для коммерческого использования в стадах крс.

Эти первоначальные исследования с использованием P4 с гонадотропинами и без них, а также данные, полученные в результате исследований гормональных факторов, влияющих на половой цикл коров, стимулировали исследования по поиску коммерчески жизнеспособных продуктов для управления половым циклом и воспроизводством крупного рогатого скота. В эти первые годы наибольший интерес для практической синхронизации эструса представляли пероральные экономичные прогестагены, которым давали с кормом в течение 18 дней для предотвращения охоты.

Разработка прогестагенов для коммерческого использования

Repromix^®

Группа Hansel исследовала применение медроксипрогестерона ацетата (MAP) - перорального синтетического гестагена, для синхронизации полового цикла крупного рогатого скота.¹⁵ Коровам породы герефорд (n = 32) скармливали 968/500 мг MAP в течение 20 дней, 16 из них получали инъекции 0,5 мг эстрадиола-17β во время ИО. Проявление охоты или формирование ЖТ, либо оба явления, были обнаружены у 91% в течение 3-5 дней после последней дачи MAP и у 25% диагностирована стельность от этого ИО. Введение 0,5 мг эстрадиола-17β во время ИО не повлияло на процент зачатий.

Основываясь на исследованиях доза-реакция, Zimbelman¹⁶ определил, что эффективная пероральная доза MAP для крупного рогатого скота составляет 180 мг ежедневно в течение 18 дней, причем кормление начинается на случайных стадиях эстрального цикла. В пяти исследованиях с участием 170 телок и коров у 86% животных была выявлена течка в течение 1–6 дней после последнего кормления MAP; в 93% случаев эструс был обнаружен на 2–4 дни, оплодотворяемость при ИО по синхронизированной охоте составила 51%, но сильно варьировала среди пяти исследований, а оплодотворяемость при ИО по охоте после синхронизированной охоты составила 76% среди ранее получавших MAP коров и 74% среди контрольных коров. Продолжительность стельности и масса тела теленка не различались между группой, получавшей с кормом MAP и контрольной группой. В течение кормления MAP не образовывались новые желтые тела, старые желтые тела регрессировали, но развитие фолликулов не изменялось. Эти данные были интерпретированы как показывающие, что MAP ингибирует овуляторный выброс ЛГ. Скармливание MAP крупному рогатому скоту в послеродовой период до возобновления половых циклов привело к значительному снижению вариабельности интервалов, но не среднего интервала от отела до первой овуляции после лечения, что позволяет предположить, что прогестаген может стимулировать возобновление половых циклов у коров после отела.

Hansel и др.¹⁷ исследовали применение MAP и хлормадинона ацетат (CAP) для синхронизации охоты у мясного скота. Животные получали эти гестагены перорально в дозе 240 мг MAP в день и 10 мг CAP в день, каждый в течение 18 дней. По сводным данным за 1963 и 1964 гг., частота выявления эстральной фазы в течение 1–9 дней после последнего скармливания составила 84% для MAP (n = 232) и 87% для CAP (n = 236); у 93% контролей (n = 229) была выявлена охота в течение 20 дней. PR при ИО по синхронизированной охоте плюс последующей охоте составил 49% для MAP и 31% для CAP в синхронизированные дни 1–9 охоты и 46% для ИО контрольных животных в течение 20 дней. PR по ИО в синхронизированную охоту плюс последующую охоту для MAP и CAP и ИО в течение 40 дней для контроля составлял 74, 68 и 66% соответственно.

Исследование, проведенное группой Hansel в Корнелле (Итака, штат Нью-Йорк) и группой Zimbelman в компании Upjohn (Каламазу, штат Мичиган), стимулировало коммерческое развитие компании Upjohn,которая стала поставлять MAP под торговым названием Repromix®. Repromix® был первым продуктом для синхронизации течки крупного рогатого скота. The Repromix Story представлял собой буклет на 45 страниц, в котором была представлена информация о репродуктивном цикле крупного рогатого скота, синхронизации репродуктивного цикла, эффективности и безопасности Repromix как средства синхронизации эструса у коров, данные полевых испытаний и методы управления, необходимые для успешной синхронизации полового цикла и осеменения коров.¹⁸ Коровам давали 180 мг MAP в день в течение 18 дней в случайные дни эстрального цикла. В исследовании принимали участие университетские (n = 9) и коммерческие (n = 63) учреждения, из которых 4326 голов крупного рогатого скота получали MAP и 1899 голов выступали в качестве необработанного контроля. По сводным данным за 1962–1963 (52 исследования) и с 1964 (18 исследований), 76% коров, получавших MAP, были обнаружены в охоте на 1-6 дни после последнего потребления MAP с PR 36%. У контрольных коров PR 42% по ИО по охоте, выявленной в течение 20 дней. PR для ИО при обнаружении охоты в течение 26 дней составлял 60% для MAP и 45% для контроля. Repromix® продавался в Соединенных Штатах для синхронизации охоты крупного рогатого скота примерно с 1965 по 1967 год, но он был слишком дорогим для коммерческих производителей, и компания Upjohn прекратила продажи в 1967 году.

Syncro-Mate-B^®

Wiltbank и др.¹⁹ исследовали гестагены отдельно и в комбинации с эстрогенами для синхронизации эструса у крупного рогатого скота. В первоначальном исследовании мясным телкам (n=324 в двух испытаниях) вводили подкожно различные дозы P4 в кукурузном масле и эстрадиол в течение разных интервалов времени, начиная с разных дней эстрального цикла. Эстральная синхронность в течение 4 дней составила 68–100% (контроль 100% за 21 день), а оплодотворяемость - 12–53% (контроль 50% за 21 день).

Wiltbank и др.²⁰ скармливали телкам дигидроксипрогестерона ацетофенид (DHPA) либо отдельно, либо в комбинации с эстрадиолвалератом (EV) для синхронизации течки. Мясных телок разделили на группы, одной из которых скармливали 500 мг DHPA ежедневно в течение 20 дней (n = 50), начиная с неизвестных дней полового цикла, а вторая служила необработанным контролем (n = 54). Выявление охоты в течение 48 часов составило 96%, а оплодотворяемость - 54% среди телок, обработанных DHPA. В контрольной группе оплодотворяемость при ИО по выявленной синхронизированной охоте составила 26%. Яйцеклетки собрали у телок через 48 часов после искусственного осеменения, и степень оплодотворения составляла 54% для группы DHPA и 86% для контроля. Во втором исследовании 100 мясных телок были проведены по обратной схеме обработка-контроль.