Воспроизводство крупного рогатого скота

Обработанным телкам давали 400 мг DHPA ежедневно в течение 9 дней и вводили внутримышечно 5 мг EV (эстрадиола валерат) на 2 день скармливания DHPA. Выявление эструса составило 84% за 96 часов; оплодотворяемость составила 32% для DHPA/EV и 50% для контрольных телок. Дальнейшие исследования также были направлены на изучение комбинации DHPA, вводимого в течение 9 дней, и EV, вводимого внутримышечно на 2-й день кормления DHPA. Одной группе мясных телок скармливали 400 мг DHPA в течение 9 дней и вводили 5 мг EV на 2 день кормления DHPA (n = 66), а вторая служила в качестве необработанного контроля (n = 33). Кормление DHPA начинали без учета дня полового цикла. Процент обработанных телок, у которых обнаружена охота, составил 82% через 48 часов, 86% через 72 часа и 95% через 96 часов. Частота зачатия составила 54% для телок с синхронизированным эструсом и 52% для контрольных ИО в течение 21 дня. Основываясь на данных цитированных выше исследований, Wiltbank и др.²¹ изучили использование подкожных имплантатов с полигидроксиполимером для доставки агента, ингибирующего эстральную фазу (норэтандролон, Nor), в комбинации с EV, вводимым внутримышечно при имплантации для регресса ЖТ. Мясным телкам имплантировали имплант Nor на срок 9 дней и вводили 5 мг EV при имплантации (n = 42), вторая группа была контрольной (n = 62). Процент прихода в охоту через 96 часов составил 93% для Nor с оплодотворяемостью 56% в группе, получавшей Nor, и осемененной по синхронизированной охоте и 67% для контрольных ИО по охоте, выявленной в течение 22 дней. Внутримышечная инъекция 2 мг эстрадиола-17β через 24 часа после удаления имплантата привела к проявлению охоты у 98–100% особей на протяжении 48-часового интервала и 100% овуляции через 36-часовой интервал. Было опубликовано три исследования по синхронизации охоты у мясного скота с использованием подкожных 9-дневных имплантатов, содержащих норгестомет вместо Nor, и либо внутримышечной инъекции EV, либо комбинированной инъекции, либо EV и норгестомета.^22-24 Эти исследования предоставили данные, которые привели к испытанию конечного продукта под коммерческим названием Syncro-Mate-B®(SMB). Syncro-Mate-B® представляет собой имплантат на основе полигидроксиполимера с концентрацией норгестомета 6 мг, вводимый подкожно на 9 дней, плюс внутримышечная инъекция 3 мг норгестомета и 5 мг EV во время имплантации. Spitzer и др.²³ исследовали использование SMB и осеменение либо при обнаружении охоты, либо в определенное время (TAI) после удаления имплантата. Мясных телок разделили на группы, одна из которых служила контролем и была осеменена при выявлении охоты в течение 21 дня (n = 276); вторая обработана SMB и осеменена при выявлении синхронизированной охоты (n = 307); третья обработана SMB и осеменена по фиксированному времени (TAI) дважды через 48 и 60 часов (n = 47); четвертая обработана SMB и TAI в 45, 48 или 50 часов (n = 176); и пятая обработана SMB и TAI в 54 или 55 часов (n = 152). PR (оплодотворяемость) составил 62% за 21 день для контроля; 50% для SMB+ИО по выявленной охоте в течение 5 дней; 45% для SMB+TAI в 48 и 60 часов; 62% для SMB+TAI в 45, 48 или 50 часов; и 58% для SMB+TAI в 54 или 55 часов. PR по ИО за 21 день составил 62%, 61%, 57%, 70% и 67% для пяти групп, соответственно. На основании данных, представленных выше, SMB был одобрен Центром ветеринарной медицины Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA CVM) как «Препарат для синхронизации течки/овуляции у мясного крупного рогатого скота и нелактирующих молочных телок».²⁵

Меленгестрола ацетат

Zimbelman и Smith^26,27 сообщили о серии исследований, направленных на изучение эффективности перорального введения дозы меленгестрола ацетата (MGA) для подавления течки и воздействия на динамику фолликулов и желтых тел в яичниках крупного рогатого скота.

Эффективная пероральная суточная доза для подавления эструса и предотвращения образования ЖТ, но не влияющая на дальнейшее развитие фолликулов была определена как 0,25–0,50 мг. Кормление MGA в течение 14–18 дней одинаково эффективно синхронизировало охоту после прекращения его дачи. Zimbelman и Smith заметили, что телки, получавшие MGA, по-видимому, увеличивали прирост массы тела по сравнению с контрольными телками, особенно при дозах MGA 0,25–0,75 мг.^27,28 Наблюдение, что у телок, получавших MGA, увеличивалась масса тела, натолкнуло группу Blossа также исследовать MGA в качестве стимулятора роста мясных телок.²⁸ Мясным телкам (n = 255) скармливали MGA в составе стандартного откормочного рациона в различных дозах от 0,35 до 0,53 мг и в разных физиологических условиях (пубертатный, неполовозрелый, овариэктомированный) ежедневно в течение 106–119 дней. Овариэктомированные или неполовозрелые телки не увеличивали прирост массы тела, а конверсия корма была выше или ниже контроля. Однако, у пубертатных телок, получавших MGA, среднее увеличение среднесуточного прироста на 6,2% и конверсии корма на 6,4% по сравнению с контрольными животными. Патологоанатомическое исследование яичников часто выявляет множественные фолликулы, что позволяет предположить, что прогестаген подавляет высвобождение ЛГ, что приводит к ановуляторным, но эстроген-компетентным фолликулам, что подтверждается Imwalle et al.²⁹ Была выдвинута теория о персистентном низком уровне эндогенного эстрогена, и данные подтверждают эту интерпретацию, который приводит к увеличению скорости роста за счет анаболического действия.³⁰ Последующие исследования на коммерческих откормочных площадках привели к утверждению MGA в качестве «Препарата для увеличения скорости прироста массы тела, улучшения конверсии корма и подавления охоты у телок, выращенных в неволе на убой.³¹

Исследования, проводившиеся в компании Upjohn в период с 1960 по 1969 год, были направлены на получение одобрения FDA CVM в отношении MGA для синхронизации течки у мясного скота. Однако, запрос на лейбл эстральной синхронизации был отложен до 1997 года изза деловых, политических и регулирующих решений. Поскольку MGA был коммерчески доступен благодаря положительным результатам на откормочной площадке и наличию обширных данных по эффективным программам синхронизации полового цикла мясного скота, MGA использовался для синхронизации полового цикла мясного скота, начиная примерно с 1970 года. Синхронизация эструса была исследована в 15 испытаниях с 556 получавшими MGA, и 829 необработанными контрольными животными.³² Эструс выявлялся у 70% MGA-телок через 3–8 дней после последнего потребления и 86% были выявлены в течение 20 дней; у 71% контролей охота выявлена в течение 20 дней. Диапазон выявления эстральной активности среди 15 испытаний составлял 39–95% для группы MGA в течение 3–8 дней и 28–90% для контрольных телок в течение 20 дней. Процент стельности при первом осеменении был подсчитан в 24 испытаниях с 1853 MGA-обработанными и 537 контрольными животными и составил 36% (диапазон 11–75%) для MGA за 3–8 дней и 50% (диапазон 24–91%) для контрольной группы за 20 дней. Оплодотворяемость по второму осеменению среди MGA-обработанных телок составила 61% (диапазон 8–100%). Наблюдаемый индекс зачатия 0,72 (36%/50%) среди телок, получавших MGA и осемененных в течение 3-8 дней по охоте по сравнению с оплодотворяемостью в контрольной группе за 20 дней, оставался стабильным в течение последних 40 лет, и очевидно увеличение оплодотворяемости телок, получавших MGA и осемененных во время второй охоты, было последовательным наблюдением. Причиной снижения оплодотворяемости в охоту, выявленную сразу после приема прогестерона/прогестагенов являются «персистентные фолликулы».^33–38

В 1997 г. MGA был одобрен FDA CVM для кормления 0,5 мг в день на срок до 24 дней для подавления эструса у телок, предназначенных для разведения.³⁹

Как развивалось применение PGF2α

Научные публикации показали: 1) что человеческая матка либо сокращалась, либо расслаблялась при закапывании свежей спермы; 2) сильное стимулирующее действие на гладкие мышцы оказывает семенная жидкость человека, обезьяны, барана и козла, а также экстракты везикулярных желез (семенных пузырьков) барана; и 3) липидные экстракты везикулярных желез барана, фракция, содержащая жирорастворимые кислоты, вызывали сильную стимуляцию гладких мышц.^40-42 Активный фактор получил название «простагландин». Об исследованиях простагландина не было известно вплоть до 1960-х годов, когда ученые Каролинского института (Стокгольм, Швеция) и The Upjohn Company начали сотрудничать, чтобы произвести достаточное его количество для исследований. Вопрос, заданный J. Babcock во время встречи в Brook Lodge, положил начало исследованию лютеолитического действия простагландинов.⁴³

Сообщалось, что PGF2α обладает лютеолитическим действием у крупного рогатого скота.^44–46 Lauderdale сообщил, что телки, которым вводили подкожно 30 мг трометаминовой соли PGF2α, приходили в охоту через 2–4 дня при инъекции между 6 и 9 днями и 13 и 16 днями, но не при инъекции во 2-4 дни полового цикла. Команда Liehr сообщила, что 6 мг трометаминовой соли PGF2α, введенные в ипсилатеральный рог матки в "отзывчивые" дни эстрального цикла (дни, когда есть ЖТ) , привели к возвращению в охоту через 2,4 ± 0,5 дня, а группа Rowsonа сообщила, что аналог PGF2α, клопростенол, оказывал лютеолитическое действие у крупного рогатого скота, и у коров течка наступила примерно через 3 дня.

Годом позднее сообщалось, что после внутриматочного введения 5 мг трометаминовой соли PGF2α в ипсилатеральный рог, сывороточный P4 уменьшился через 12 часов, диаметр ЖТ уменьшился за 24 часа, а интервалы до охоты, пика ЛГ и овуляции составили 72±5, 71±4 и 95±5 часов соответственно и что последующий эстральный цикл имел нормальную продолжительность (21±3 дня).⁴⁷ Введение 1,5 или 2,0 мг PGF2α в ипсилатеральный рог матки 34 мясным коровам однократно между 6 и 15 днями полового цикла приводило к приходу в охоту 74% животных через 60–80 часов после PGF2α и оплодотворяемости в 52% после ИО при обнаружении охоты. Если 400 мкг эстрадиола-17β вводили внутримышечно через 48 часов после PGF2α, у 69% была течка через 60–80 часов после PGF2α, при этом процент зачатия по выявленной охоте составил 69%.⁴⁸ Команда Lauderdalа исследовала фертильность коров из четырех локаций в трех штатах после внутримышечной инъекции 30 мг соли трометамина PGF2α. Коров пальпировали, и те, у кого было ЖТ, были случайным образом распределены на группы: контрольную, осемененную по выявленной охоте в течение 18-25 дней (n=153), обработанную PGF2α с ИО по охоте, выявленной в течение 7 дней после инъекции (n=119), и обработанную PGF2α с ИО через 72 и 90 часов после инъекции (n=120). Выявляемость эструса составила 80, 58 и 72%, а PR - 42, 30 и 40% для трех групп соответственно.⁴⁹

Команда Peters синхронизировала охоту у мясных коров с помощью 25 мг PGF2α, вводимого внутримышечно один или два раза с 12-дневным интервалом, либо совместно с 400 мкг бензоата эстрадиола (EB), вводимого внутримышечно через 48 часов после PGF2α, либо без него. При выявлении охоты коров искусственно осеменяли. Процент животных, обнаруженных в эструсе через 56–86 часов после введения PGF2α, составил 72% для не получавших EB (n=333) и 90% для обработанных EB (n=272); коэффициент отела по этим ИО составил 34 и 42% для обеих групп.⁵⁰

Группа Лодердейла описала дозозависимую реакцию на PGF2α при синхронизации течки у крупного рогатого скота. Эффективная доза для регресса ЖТ, приводящего к началу охоты, была определена в исследовании зависимости реакции от дозировки препарата с участием девяти стад и 1215 голов молочных коров и телок; установленная доза составляла 25 мг PGF2α, вводимого внутримышечно⁵¹ , и составлено несколько программ практического использования PGF2α для синхронизации течки у крупного рогатого скота.⁵²

В самых ранних программах коровам дважды вводили PGF2α с интервалом 10–12 дней в попытке синхронизировать всех животных, потому что в течение 0–5 дней эстрального цикла они не реагировали на лютеолитическую дозу PGF2α. Исследование эффективности было проведено с участием 24 стад и 1844 голов крупного рогатого скота. Контрольная группа подвергалась искусственному осеменению при выявлении охоты в течение 24 дней (контроль); коровам в опытной группе внутримышечно вводили 25 мг PGF2α с интервалом 10–12 дней и искусственно осеменяли либо при выявлении охоты в течение 5 дней после второго PGF2α (PGF2α ИО по охоте), либо через 80 часов после второго PGF2α (PGF2α TAI). Процент коров в охоте составил 66% для контрольной группы и 47% для группы PGF2α ИО, 81% для контрольной группы телок и 66% для группы телок PGF2α ИО. Индекс зачатия составил 61% для контроля и 61% для группы PGF2α ИО у коров, 58% для контрольной группы и 55% для группы PGF2α ИО у телок. PR составил 48, 34 и 35% для соответствующих групп коров и 53, 38 и 36% для соответствующих групп телок.

PGF2α (стерильный раствор Люталайз) был одобрен FDA CVM для синхронизации течки крупного рогатого скота в программах с двойной инъекцией с интервалом 11–14 дней (1979 г.) и однократной инъекцией (1981).⁵³

Впоследствии были одобрены дженерики и аналоги Lutalyse® (Pfizer, Нью-Йорк) (ProstaMate^тм, Teva, Сент-Джозеф, штат Миссури; Estrumate^тм, Intervet / Schering-Plough, Миллсборо, штат Делавэр; In Synch^тм, Pro Labs, Сент-Джозеф, штат Миссури, и EstroPLAN^тм, Pfizer).

Как развивалось применение GnRH

Публикации Kittock и др.,⁵⁴Mauer и Rippel,⁵⁵и Zolman и др.⁵⁶ документально подтвердили, что гонадотропин-рилизинг-гормон (GnRH) высвобождает ЛГ у крупного рогатого скота. Kaltenbach и др.⁵⁷ сообщили, что как интракаротидные (введение в сонную артерию) , так и внутримышечные инъекции ГнРГ высвобождали как ЛГ, так и фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) у крупного рогатого скота. Кроме того, эти авторы сообщили, что у телок, получавших SMB (Syncro-Mate-B® - прогестероновый имплант) , наблюдался всплеск ЛГ, охота, и овуляция в ответ на введение 250 мкг GnRH внутримышечно через 24 или 36 часов после удаления имплантата.

Имеются документальные свидетельства того, что крупные или доминантные (или и те, и другие) фолликулы на яичниках крс либо овулируют, либо продолжают регрессировать посредством атрезии в ответ на экзогенный гонадолиберин.^58–62 Когда гонадолиберин является компонентом протоколов синхронизации охоты и управления воспроизводством, для успешного "обнуления" фолликулов и управления овуляцией имеет значение время (день эстрального цикла относительно стадии доминирования фолликулов) инъекции гонадолиберина, что измеряется приемлемым процентом оплодотворения, особенно когда используется метод TAI.

Препарат ГнРГ Cystorelin® был одобрен FDA CVM для лечения фолликулярных кист яичников у крупного рогатого скота в 1986 году.⁶³ Впоследствии были одобрены дженерики Cystorelin® (Merial, Афины, Джорджия) (Factry^тм, Форт-Додж, штат Айова; Fertagyl^тм, Intervet/ ScheringPlough; и OvaCyst^тм, Teva).

Развитие трансректальной ультрасонографии для выявления фолликулярных волн яичников

В серии статей сообщалось, что трансректальная ультразвуковая визуализация позволяет проводить неинвазивный мониторинг набора (рекрутинга) , отбора, доминирования и атрезии яичниковых фолликулов, овуляции и регрессии ЖТ.^64–67 Авторы определили, что у крупного рогатого скота наблюдается две или три фолликулярных волны в каждом эстральном цикле.

Ультрасонография имеет важное значение для понимания стадии развития фолликула яичника по дню эстрального цикла и чувствительности фолликула к ГнРГ. Эта информация и УЗИ внесли значительный вклад в понимание того, что время введения ГнРГ относительно дня эстрального цикла и стадии доминирования фолликулов имеет решающее значение для обновления фолликулов и управления овуляцией и, следовательно, для достижения приемлемых показателей оплодотворяемости, особенно когда используется осеменение по фиксированному времени (TAI) . Понимание рекрутирования, отбора, доминирования и атрезии фолликулов яичников дало понимание того, почему протоколы эстральной синхронизации, основанные на прогестагене и PGF2α, приводили проявлению охоты в течение 4–6 дней, и к различиям в оплодотворяемости по TAI. Протоколы синхронизации охоты, основанные на прогестагене и PGF2α, контролируют продолжительность жизни ЖТ, но не контролируют фолликулы яичников. Контроль каждого из этих звеньев важен для минимизации отклонений в наступлении охоты и достижения приемлемой оплодотворяемости по TAI.

Использование прогестерона / прогестагенов и PGF2 α

Компания Roche⁶⁸ исследовала синхронизацию охоты и осеменения у молочного и мясного скота с использованием спиралей Silastic, пропитанных P4 (прогестерон) , обернутых вокруг стержня из нержавеющей стали и введенных во влагалище (интравагинальное устройство, высвобождающее P4, PRID) на 12 дней плюс внутримышечная инъекция 5 мг EB (бензоат эстрадиола) и 50 мг P4 в кукурузном масле во время введения PRID. Контрольная группа была искусственно осеменена во время охоты, а коровы с PRID также были искусственно осеменены во время охоты, выявленной в течение 2-6 дней после удаления PRID. Синхронность охоты составила 86% у молочных коров (n = 159) и 81% у молочных телок (n = 253). Коэффициенты отела (процент отелившихся) по первому искусственному осеменению для контрольных животных и животных, осемененных по синхронизированной с PRID охотой составили 49 и 45% для молочных коров и 45 и 53% для молочных телок. Во втором исследовании мясных коров разделили на группы: контрольную с ИО по естественной охоте (n = 14), PRID с ИО по выявленной синхронизированной охоте (n = 16), PRID с ИО через 48 часов после удаления PRID (n = 14) и PRID плюс 100 мкг GnRH через 30 часов с ИО через 48 часов после удаления PRID (n = 23). PR составил 71, 69, 21 и 52% соответственно. В третьем исследовании мясные телки были разделены на контрольную группу с ИО по естественной охоте (n = 24), PRID с ИО через 56 часов после удаления PRID (n = 26), PRID с ИО через 74 часа после удаления PRID (n = 25) и PRID с ИО через 56 и 74 часа после удаления PRID (n = 25). PR составил 58, 65, 46 и 68% соответственно. Smith и др.⁶⁹ исследовали результаты синхронизации охоты и осеменения телок голштинской породы с использованием PRID плюс PGF2α. В этом исследовании, в отличие от предыдущего исследования, импланты PRID применялись в течение 6 или 7 дней, и на 6-й день вводили внутримышечно 25 мг PGF2α. Телок разделили на группы: контрольную группу с ИО по естественной охоте в течение 25 дней (n = 79); PRID в течение 6 дней с ИО через 1–5 дней после удаления PRID (n = 80) и PRID в течение 7 дней с ИО через 1–5 дней после удаления PRID (n = 83). В охоте выявлено 97, 99 и 99% животных соответственно. PR (здесь это оплодотворяемость) составил 72, 82 и 73% соответственно. Во втором исследовании эстральную синхронизацию исследовали при двойной инъекции 25 мг PGF2α с интервалом в 11 дней. Коров разделили на группы: контрольную с ИО по охоте, выявленной в течение 25 дней (n = 91); группу, которой вводили 25 мг PGF2α дважды через 11 дней с TAI (ИО по фиксир.времени) через 80 часов (n = 90), и группу с установленным в течение 7 дней PRID и TAI через 84 часа (n = 93). Частота выявления эструса составила 93, 84 и 94% соответственно. PR составил 73, 52 и 66% соответственно.

Эти данные документально подтверждают эффективность синхронизации эструса при использовании только PRID плюс PGF2α или PGF2α, но PR выше при использовании PRID плюс PGF2α по сравнению с одним PGF2α.

Moody и соавт.⁷⁰ синхронизировали охоту, скармливая 0,5 мг MGA ежедневно телкам в течение 6 дней (MGA6, n = 32) или 7 дней (MGA7, n = 31), и вводили 25 мг PGF2α на 6 день коровам каждой группы; контрольная группа (n = 33) и животные, получавшие MGA, были искусственно осеменены при обнаружении эструса. Уровень зачатия при первом осеменении составил 58% (контрольная группа), 44% (MGA6) и 61% (MGA7). PR составил 18, 25 и 42% для соответствующих групп, осемененных в течение 5 дней и 61, 47 и 65% для соответствующих групп, осемененных в течение 19 дней.

Lucy и др.⁷¹ опубликовали результаты масштабного полевого испытания, посвященного изучению синхронизации эструса с использованием интравагинального импланта, высвобождающего P4, содержащего 1,38 г P4 (контролируемое внутреннее высвобождающее лекарство устройство, CIDR), введенного на 7 дней плюс 25 мг PGF2α на 6-й день. Коров искусственно осеменяли по охоте, выявленной в течение 31 дня для группы контроля и 3 дня для группы CIDR. Для контрольных коров и нормально циклирующих коров с CIDR частота выявления охоты составила 82 и 72%, частота оплодотворения составила 64 и 63%, а PR составил 58 и 46%. Для контрольных коров и нециклирующих в начале исследования коров с CIDR частота выявления охоты составила 67 и 45%, частота оплодотворения - 58 и 57%, а PR - 42 и 26%. Для контрольных телок и циклирующих телок с CIDR выявляемость в охоте составила 87 и 80%, оплодотворяемость - 61 и 61%, а PR - 64 и 49%. Для контрольных телок и нециклирующих телок CIDR выявляемость в охоте составила 54 и 48%, оплодотворемость - 56 и 58%, а PR - 31 и 28%. Eazi-Breed CIDR® (CIDR®, Pfizer), специально предназначенный для использования с PGF2α для синхронизации течки у мясного скота и молочных телок, был одобрен FDA CVM в 1997 году.⁷²

Прогестагены, PGF2 α и GnRH

Приход животных в охоту можно заблокировать прогестагенами, синхронизируя охоту после удаления блока P4, но, как правило, фертильность снижается, когда коров искусственно осеменяют во время синхронизированной охоты. В наше время доступны коммерческие продукты, содержащие прогестагены. Как известно PGF2α будет регрессировать ЖТ у крупного рогатого скота, и были разработаны программы синхронизации эструса с использованием PGF2α, но его введение неэффективно, если коровы не циклируют в период лечения. PGF2α и его различные аналоги коммерчески доступны. ГнРГ можно использовать в протоколах синхронизации эструса и управления воспроизводством, чтобы обновить фолликулярную волну, вызвав овуляцию и образование ЖТ. Существуют многочисленные протоколы управления охотой и осеменением для мясного и молочного скота, которые включают прогестагены, PGF2α и GnRH в различных комбинациях. Протоколы осеменения с коэффициентами стельности по TAI порядка 55% и выше взяты из исследований по разведению коров Bos taurus; коровы Bos indicus показали не столь хороший результат.^73,74 Однако, Williams и др.⁷⁵ разработали протокол осеменения (GnRH плюс PGF2α в день введения CIDR с его установкой на 5 дней, PGF2α в день удаления CIDR, GnRH и TAI через 66 часов с оплодотворяемостью более 50%) у крупного рогатого скота с генетикой Bos indicus.