Рецепторы к ФСГ располагаются только на клетках гранулёзы, тогда как рецепторы к ЛГ присутствуют и на гранулёзных клетках и на клетках теки. В гранулёзных клетках доминантного фолликула рецепторов к ЛГ больше, чем в клетках подчинённых, второстепенных фолликулов, поэтому он продолжает рост, а подчинённые фолликулы регрессируют.
В клетках теки присутствуют ферменты, способствующие превращению прогестерона в андрогены, а фермент ароматаза, способствующий превращать андрогены в эстрадиол, выявляется только в клетках гранулёзы (Adams G.P., 1999).
В возникновении волн роста фолликулов важную роль также играет ингибин. В частности, было показано, что подавление активности ингибина в период ранней лютеальной фазы способствует резкому возрастанию секреции ФСГ. При этом, секреция эстрадиола и прогестерона бывает обычно высокой (Kaneko H. еt al., 1997).
Титова В.А. с соавторами, используя УЗИ, провели анализ динамики роста фолликулов в течении полового цикла, индуцированного введением простагландина F2α. По их данным, из 23 обработанных коров (500 мг ПГФ-2альфа) охоту проявила 21 корова. У 76% коров было 2 волны роста фолликулов, у 24% – 3 волны. Срок появления 2-й волны – 11,3 дня, 3-й волны – 16,3 дня. По их наблюдениям, продолжительность доминирования фолликула составляла 6,1 дня. Диаметр доминантного фолликула перед овуляцией – 15,8 мм. Интервал времени от появления охоты до овуляции составил в среднем 26,1 часа. У животных с 2-мя волнами доминантный фолликул первой волны достигал максимального размера на 8-й день, второй волны – на 21-й день. Через 1 день после этого – овуляция. У животных с 3-мя волнами доминантный фолликул первой волны достигал максимума на 9-10-й день, второй волны – на 16-й день, 3-й волны – на 23-й день. Овуляция в этом случае проходила на 24-й день. Наивысшая концентрация прогестерона у животных с 2-мя волнами была на 12-й день (5,9 нг/мл), с 3-мя волнами – на 16-й день (6,4 нг/мл). Размер желтого тела при максимальных значениях концентрации прогестерона был несколько больше у животных с 3-мя волнами, однако связи между размером желтых тел и концентрацией прогестерона не выявлено (Титова и др., 2007).
Интерес представляют исследования по изучению влияния размеров фолликулов на их способность к овуляции. Овуляцию вызывали обработками ЛГ, а за динамикой роста фолликулов так же следили с использованием УЗИ. Выяснено, что доминантный фолликул приобретает способность к овуляции с того момента, когда начинается отклонение в скорости его роста в сравнении с ростом сопутствующих фолликулов, когда скорость его роста начинает превышать скорость роста субдоминантного фолликула. Доза в 4 мг ЛГ вызывала овуляцию фолликулов диаметром 12 мм у 100% коров. При величине фолликулов в 11 мм овуляция была лишь у 17% коров, а при размере фолликулов в 10 мм овуляции не было ни у одной коровы. Фолликулы диаметром 10 мм дали положительную реакцию на овуляцию только при введении 24 мг ЛГ, и то лишь у 9 из 13 коров (69%). У коров с диаметром фолликулов в 7 и 8,5 мм овуляция не происходила даже при введении 40 мг ЛГ. На основании этого сделан вывод, что приобретение способности к овуляции появляется у фолликулов только при достижении диаметра 10 мм. Таким образом, установлено, что способность к овуляции развивается по мере того, как возрастает степень экспрессии ЛГ на рецепторах клеток гранулёзы доминантного фолликула. Это сопровождается увеличением концентрации эстрадиола 17-бета в крови и уменьшением концентрации ФСГ (Sartori R. et al., 2001).
В опытах на белоголовых канадских овцах показано, что при использовании определённой схемы гормональных обработок (на 8-й день цикла – введение простагландина F2α с последующим введением на 6 дней импланта с медроксипрогестероном) можно до-
биться увеличения числа овуляций. Убой показал, что при этом овулировали не только доминантные фолликулы последней волны, но и аналогичные фолликулы из предпоследней волны. Однако при этом выраженность экспрессии маркеров васкуляризации (фактор YIII), ядерного антигена пролиферации и маркера межклеточной коммуникации (GJA1) на клеточных структурах доминантных фолликулов предпоследней волны была существенно слабее, чем на клетках доминантных фолликулов последней волны. И, хотя число овуляций при использовании применённой схемы гормональной обработки и увеличилось на 50%, оплодотворяемость от этого не повысилась (Seekallu S.V. et al., 2010).
2.2. Гормонально-ферментативные механизмы процесса овуляции
Овуляция – это вершина роста и развития фолликула, начинающегося с активации его примордиального состояния и завершающегося вскрытием и выходом яйцеклетки, способной к оплодотворению с образованием жёлтого тела на месте овулировавшего фолликла. Овуляцию инициирует ЛГ гипофиза, массированный выброс которого запускает целый каскад событий, генерирует цепь паракринных и аутокринных действий, ферментных и транскрипционных факторов, обеспечивающих вскрытие апикального участка фолликулярной стенки с последующей реконструкцией внутриклеточного матрикса (ECM) и дифференцировкой клеток (Goncales P.B.D et al., 2012). После выделения в качестве доминирующего, фолликул продолжает рост и приобретает способность к овуляции при достижении диаметра 12 мм.
Существует несколько версий относительно механизмов процесса овуляции. Ю.Д.Клинский на основании анализа литературных данных и результатов собственных исследований пришел к выводу, что среди распространённых версий механизма в качестве дискуссионных можно рассматривать четыре (Клинский Ю.Д., 2011):
а) механическую: в качестве фактора, способствующего разрыву стенки фолликула, рассматривается нарушение кровообращения и механическое давление фолликулярной жидкости на истончённую стенку фолликула;
б) окситоциновую, полагающую в качестве основной причины вскрытия фолликула массированное воздействие окситоцина на миоэпителиальные элементы фолликула;
в) ферментативную, объясняющую процесс вскрытия фолликула при овуляции воздействием литических ферментов
г) трикарбоновую, в соответствии с которой в качестве причины овуляции предполагают усиленный синтез трикарбоновых кислот.
Основные события, связанные с дифференцировкой доминантного фолликула, это приобретение клетками его гранулёзы рецепторов к ЛГ и резкое возрастание экспрессии клетками гранулёзы, приобретение клетками теки экстерна и теки интерна матричной РНК (mRNA) стероидогенных ферментов HSD3B1 и CYP11A1, а также фермента CYP17A1 клетками теки (Tian et al., 1995).
Механизм окончательной клеточной дифференциации и приобретения доминантным фолликулом способности к овуляции связан с влиянием двух факторов: ооцит-секретируемого пептида BMP15 (Bone Morphogenetic Protein-15) и фактора роста и дифференцировки GDF9 (Growth and Diff erentiation Factor-9) (Juengel et al., 2009). Доказательство участия этих факторов в процессе овуляции основано на том, что была достигнута полиовуляция у коров (у 6 из 10 коров) посредством иммунизации их против GDF9 и BMP15.
Перед предовуляционным выбросом ЛГ внеклеточный матрикс доминантного фолликула подвергается интенсивной реконструкции и реваскуляризации, подготавливая образование жёлтого тела. В подготовке к разрыву верхушечной части фолликулярной стенки перед овуляцией принимают участие ферменты MMPs (матричные металло-протеиназы), ADAMTS-протеазы, плазмин, а также активаторы плазминогена tPA и uPA
(Ogiwara et al., 2005).
Участие в процессе разрыва фолликулярной стенки принимают и тканевые ингибиторы металлопротеиназ (TIMPs). Снижение их уровня и повышение активности металлопротеиназ (MMPs) и активаторов плазминогена (PAs) облегчает процесс разрыва стенки (Li et al., 2006).
В осуществлении процесса разрыва верхушечной поверхности фолликула и овуляции доказано участие ангиотензина (AngII). После выброса ЛГ концентрация этого пептида в фолликулярной жидкости возрастает. В фолликулах крупного рогатого скота выявлено два подтипа рецепторов к ангиотензину – AGTR-1 и AGTR-2. Рецепторы типа AGTR-1 оказывают воздействие на сокращение гладких мышц и регулируют давление крови, а рецепторы AGTR-2 выполняют роль медиаторов репродуктивной функции (Yoshimura et al., 1996).
Было выяснено также, что в каскаде событий в предовуляционном процессе принимают участие и простагландины, главным образом ПГF2α. Доказано, что он расширяет кровеносные сосуды в изменённых тканях апикального участка стенки фолликула. Введение внутривенно индометацина – антагониста ПГF2α – снижало концентрацию простагландина и блокировало овуляцию (Espey et al., 1986).
2.3. Факторы, определяющие полноценность фолликулогенеза и результативность осеменения. Отрицательный энергетический баланс.
В современном молочном скотоводстве селекция более двух десятилетий проводится в направлении повышения продуктивности. Это значительно влияет на физиологический статус молочных коров, особенно в послеотельный период, когда резко возрастающий синтез молока не обеспечивается энергией поедаемого корма. В результате этого в организме возникает состояние так называемого отрицательного энергетического баланса. Недостаток энергии в ранний послеотёльный период вызывает характерные метаболические и гормональные изменения, которые угнетают рост фолликулов и приводят к задержке овуляции. (Butler W.R., 2005).
Степень негативного влияния отрицательного энергетического баланса связана со степенью потери упитанности и массы тела коровами в первые 30 дней лактации. В исследованиях Batler’а показано, что чем сильнее был выражен отрицательный энергетический баланс в начале лактации, тем больше коровы теряли упитанность и тем больше у них был интервал от отёла до первой овуляции. При этом у коров, которые за первый месяц лактации снижали упитанность менее чем на 0,5 балла, первая овуляция проходила до 28 дней после отёла. У коров, терявших от 0,5 до 1 балла упитанности, первая овуляция проходила лишь к 40-му дню, а у терявших более 1 балла упитанности – лишь к 45-му дню (Butler W.R., 2003) (таблица 2).
