--ТРАНСПЛАНТАЦИЯ ЭМБРИОНОВ. Трансплантация эмбрионов
 Скачать 72.62 Kb.
|
|
ТРАНСПЛАНТАЦИЯ ЭМБРИОНОВ При применении традиционных методов разведения и селекции животных высокий генетический потенциал невозможно использовать полностью, нужна принципиально новая система селекционноплеменной работы, которая обеспечила бы резкое ускорение процесса генетического совершенствования популяции животных. Она должна базироваться на биотехнологических методах управления воспроизводством. Ускоренное управляемое воспроизводство животных позволяет максимально использовать резервные репродуктивные и продуктивные потенции, которые не реализуются при естественном осеменении. С внедрением в практику животноводства биотехнического приема — метода искусственного осеменения — селекционеры приобрели возможность направленно регулировать участие ценных про-зводителей в процессе воспроизводства, интенсивно их использовать для быстрого качественного улучшения стада в широких масштабах. Однако участие самок в процессе воспроизводства остается незначительным. Так, за продуктивную жизнь коровы, какой бы высокопродуктивной она ни была, от нее можно получить обычным путем не более 10 телят. Этот показатель увеличивают путем трансплантации (пересадки) эмбрионов, который позволяет использовать в полной мере энергетический, продуктивный и наследственный потенциал коров-рекордсменок. Сущность этого метода состоит в последовательном применении клинических, биотехнических и лабораторных приемов, позволяющих вызвать суперовуляцию (искусственное увеличение числа овуляций у ценных самок-доноров с последующим их осеменением спермой самцов-улучшателей, извлечением (вымыванием) эмбрионов на ранних стадиях развития и их переносом (пересадкой) в половые пути ценных самок-реципиентов для получения приплода-трансплантанта, сочетающего в себе высокие племенные и продуктивные качества самца-производителя и самки-донора). Пересадка эмбрионов не заменяет, а лишь дополняет метод искусственного осеменения. Первую трансплантацию эмбрионов провел в 1890 г. английский ученый У. Хип, который пересадил несколько зигот, извлеченных из организма крольчих, самкам другой породы, и получил полноценное потомство. В последующем были проведены эксперименты по трансплантации зигот (эмбрионов) крольчих русским врачом М. Она-новым (1891), казанским гинекологом В.С. Груздевым (1897), Пин-кусом (1936) В 1931 г. Варвик и Берри осуществили пересадку эмбрионов у овец и коз. В 1980-е гг. широкую известность получили сенсационные опыты итальянского врача Петруччи, которому удалось достичь оплодотворения вне организма женского яйца и проследить развитие до двухмесячного возраста человеческого зародыша, помещенного в искусственную колыбель. Опыты по трансплантации эмбрионов были продолжены в нашей стране. Одним из первых эксперимент по трансплантации зигот у овец провел советский биолог А.И. Лопырин (1949—1952). В 1950-е гг. А. В. Квасницкий успешно провел опыты по пересадке зигот у свиней. Приходится сожалеть о том, что проведенные этими учеными исследования, опередившие зарубежный научный уровень тех лет, в дальнейшем были приостановлены как неперспективные. Первые опыты по пересадке зигот у овец с применением метода суперовуляции провели в 1955 г. английские ученые Г.Л. Едварде и Л.Е. Роусон. В 1961 г. Роусон осуществил переброску овечьих зигот самолетом на расстояние 6 тыс. миль, использовав «живые инкубаторы» — яйпепроводы крольчих. В 1931 г. Хартман впервые извлек жизнеспособные эмбрионы из яйцепроводов убитой коровы, в 1951 г. Е.Л. Виллет и др. получили первого, а в 1953 г. — двух телят после пяти пересадок зигот на стадии 8—12 бластомеров. Последующие усилия этих исследователей были направлены на разработку способов множественной овуляции (полиовуляции), повышение выхода полноценных зародышей, разработку методов культивирования эмбрионов вне организма, оплодотворение овоцитов. Накопленный к началу 1970-х гг. опыт показал, что трансплантацию эмбрионов можно переносить из лаборатории в практику животноводства. Уместно отметить, что метод трансплантации эмбрионов приобрел практический смысл после того, как его соединили с техникой вызывания множественной овуляции. 1970-е гг. ознаменовались началом практического применения этого метода в ряде стран (Великобритании, США, Канаде, ФРГ, Австрии, Новой Зеландии, ЧССР, Венгрии), в которых появились фирмы, занимающиеся получением телят-трансплантантов от высокопродуктивных коров. Значительный прогресс в технологии трансплантации эмбрионов (зигот) достигнут во Франции, где этот метод впервые применили в 1983 г. Было сделано 3,3 тыс. эмбрионопересадок, причем большинство из них — в условиях животноводческой фермы, одновременно было запасено в замороженном состоянии свыше 1 тыс. эмбрионов. Максимальный практический размах трансплантация эмбрионов получила в США и Канаде, где количество эмбрионопересадок превышало 100 тыс. в год. Уже в 1988 г. в центрах искусственного осеменения крупного рогатого скота этих стран имелось более 1 тыс. быков-трансплантантов. Фермеры капиталистических стран по достоинству оценили метод трансплантации эмбрионов и несмотря на высокую стоимость эмбрионопересадок (до 2 тыс. долл. США) охотно включают их в свои селекционные программы. Имеется сообщение о том, что на одном из аукционов США бычок-трансплантант голштино-фриз-ской породы был оценен в 130 тыс. долл. США. В республиках бывшего СССР первого теленка-трансплантанта получили в 1975 г., однако началом внедрения метода трансплантации эмбрионов в практику животноводства следует считать 1984 г., когда было получено свыше 2 тыс. телят-трансплантантов. Трансплантация эмбрионов является принципиально новым биотехническим методом направленного управления воспроизводством стада, эффективным средством интенсификации прогресса в животноводстве. Метод пересадки позволяет полнее использовать потенциальную плодовитость самок, чтобы получить от тех из них, которые отличаются высокой (рекордной) продуктивностью, максимальное число потомков и за счет этого комплектовать маточное стадо и поголовье производителей только выдающимися животными. Это значительно ускоряет селекцию животных по желаемым признакам, создает предпосылки к созданию однородного стада, сформированного из высокопродуктивных животных, происходящих от одной пары родителей-рекордистов. При этом можно значительно увеличить количество коров, необходимых для производства стада. Обычно от одной коровы-донора за одну обработку получают до пяти телят. Если же корову-донора использовать 2—5 раз в течение года, то от нее за этот срок можно получить от 6—10 до 20—25 телят. Имея всего 20 коров-рекордисток, видимо, можно в течение года создать ремонтное стадо численностью 200 голов, тогда как в обычных условиях от этих же коров за это же время получают не более 10 телят. Следовательно, трансплантация эмбрионов — это перспективный метод быстрого размножения высокопродуктивных животных, особенно редких пород, генетически уникальных индивидуумов. Трансплантация эмбрионов способствует получению от ценной матери значительного количества сыновей, которые уже к началу интенсивного полового использования могут быть оценены по продуктивности своих полных сестер (сибсов). В связи с этим во многих странах основной целью трансплантации эмбрионов является получение быков от выдающихся коров для использования их в сети искусственного осеменения животных. Таким образом, трансплантация эмбрионов в значительной мере повышает эффективность отбора самцов-улучшателей для комплектования предприятий по искусственному осеменению. В перспективе метод трансплантации эмбрионов может стать средством сохранения и воспроизводства генофонда редких и исчезающих пород животных. Его применение упрощает обмен генофондом между странами: отпадают транспортные проблемы, необходимость осуществления карантинных мероприятий, облегчается акклиматизация пород и гибридов, поэтому расширяются возможности использования мировых генетических ресурсов. В ряде стран родившихся в результате трансплантации животных заносят в племенные книги. Вот почему замороженные эмбрионы сельскохозяйственных животных становятся предметом экспорта и импорта. В мясном скотоводстве метод трансплантации может быть использован для повышения плодовитости путем получения двоен: за счет пересадки одному реципиенту двух эмбрионов (в оба рога) или дополнительной пересадки (подсадки) эмбриона в свободный рог уже оплодотворившегося животного. Следует учитывать, что трансплантация эмбрионов может служить основой изучения различных аспектов репродуктивной функции животных, влияния на многих из них эндо- и экзогенных факторов. Результат исследований (физиолого-биохимических, генетических, гистологических, иммунологических, микробиологических, гинекологических и др.) послужит фундаментом для далыдей-шего совершенствования метода. Высказывается такое мнение: используя в качестве доноров животных, устойчивых к таким заболеваниям, как лейкоз, мастит и т.п., можно передать потомству определенную иммунологическую резистентность к этим заболеваниям. В связи с этим весьма заманчива идея искоренения лейкоза в молочном скотоводстве с помощью пересадки зародышей. Западногерманские специалисты полагают, что с помощью метода трансплантации эмбрионов можно получить здоровое потомство даже от инфицированных доноров. С учетом изложенного очевидно, что трансплантация эмбринов — перспективный метод интенсификации воспроизводства стада высокопродуктивных животных, предусматривающий максимальное использование генетического потенциала выдающихся животных-рекордистов. Однако необходимо принять во внимание следующее. Во-первых, трансплантация эмбрионов эффективна лишь при использовании в качестве доноров и производителей генетически ценных животных, проверенных по качеству потомства, и признанных улучшателей. Во-вторых, успех трансплантации зависит в значительной мере от качества и состояния здоровья (в том числе состояния половых органов) доноров и реципиентов; действенности метода, средств, схем гормональной обработки животных, способствующих появлению у них суперовуляции; уровня реактивности (чувствительности) доноров на их гормональную обработку и степени стимулированной суперовуляции; качества спермы производителей, используемой для осеменения доноров и оплодотворяемости овулировавших яйцеклеток; полноты вымывания эмбрионов, эффективности применяемых методов культивирования и хранения эмбрионов вне организма; совершенства методики пересадки эмбрионов реципиентам; синхронности половой функции у доноров и реципиентов; прижив-ляемости эмбрионов и способности реципиента к плодоношению. В-третьих, положительные стороны применения трансплантации эмбрионов в животноводстве могут проявиться в полной мере только при полноценном кормлении, правильном содержании, рациональном использовании доноров и реципиентов, интенсивном направленном выращивании ремонтного молодняка, проведении в хозяйстве плановой целенаправленной селекционно-племенной работы с оценкой животных по комплексу хозяйственно-полезных признаков, систематическом осуществлении плановых мероприятий по профилактике и ликвидации бесплодия маточного поголовья на основе результатов регулярной акушерско-гинекологической диспансеризации животных, наличии высококвалифицированных специалистов, владеющих в совершенстве теорией и практикой пересадки зародышей, обеспечении при применении метода благоустроенным помещением, соответствующим оборудованием, реактивами и препаратами. Гарантом эффективности метода трансплантации эмбрионов является разумный подход к его применению на строго научной основе, неукоснительное соблюдение технологических требований. Заложенные в эмбриональный период развития животных половые органы у самок проявляют свою функциональную активность с наступлением половой зрелости. С наступлением у самок половой зрелости (у телок — в 6—12, у кобыл — в 18, у свинок — в 5—8, у ярок — в 5—8 мес) в их яичниках происходит созревание фолликулов, изменяется эндокринный фон, что сопровождается соответствующими морфофункциональными изменениями в гениталиях, которые направлены на создание благоприятных условий для осеменения, оплодотворения и беременности, а также изменениями в поведении и половой активности животных. Указанные изменения, повторяющиеся в определенной последовательности от одной овуляции до другой в течение репродуктивной жизни самки (чередование выраженной половой активности и относительного покоя), названы половым циклом. Согласно учению А.П. Студенпова половой цикл включает три стадии: возбуждение, торможение и уравновешивание. Стадия возбуждения характеризуется четырьмя взаимосвязанными фазами (феноменами): 1) течкой (oestrus) — морфофункциональными изменениями в половых органах (проявляются гиперемией, набуханием вульвы, слизистой оболочки влагалища и его преддверия, видимой части шейки матки, раскрытием цервикального канала, течением из гениталий наружу слизи); 2) общей реакцией организма — возбуждением (reactio) — изменением в поведении самки, проявляющимся беспокойством, вспрыгиванием на других самок, снижением аппетита и продуктивности; 3) половой охотой (libido sexualis) — положительной сексуальной реакцией самки на самца, проявляющейся как «рефлекс неподвижности»; 4) овуляцией (ovulatio) — завершением созревания фолликула, его разрывом с выходом из него в яйцепровод зрелой яйцеклетки. Указанные феномены проявляются в определенной последовательности, наслаиваясь один на другой. С учетом особенностей формирования и времени проявления указанных фаз стадии возбуждения различают половые циклы синхронные (при совпадении времени проявления всех феноменов) и асинхронные (если время начала и окончания проявления отдельных фаз стадии возбуждения не совпадает). В зависимости от физиологического состояния самки, условий ее кормления, содержания и эксплуатации, половые циклы могут быть полноценными (все фазы стадии возбуждения хорошо выражены, проявляются своевременно) или неполноценными (при выпадении того или иного феномена) — анэстральными, ареактив-ными, алибидными или ановуляторными. Стадии торможения характеризуются учащением признаков полового возбуждения. Для стадии уравновешивания характерно динамическое равновесие между процессами возбуждения и торможения, проявляющееся в относительном половом покое. О видовых особенностях половых циклов можно судить по следующим данным. У коров после отела стадия возбуждения проявляется через 18—25 сут и продолжается 2—5 сут. Формирование стадии возбуждения: • сначала появляются признаки течки; • затем (через 2—4 сут) полового возбуждения; • через 4— 15 ч проявляется феномен охоты, которая продолжается от 10— 13 до 17—23 ч (в среднем 16 ч); • через 10— 15 ч после окончания охоты происходит овуляция. Продолжительность половых циклов — 18—22 сут (в среднем 21 сут). У овец при благоприятных условиях кормления и содержания стадия возбуждения может проявиться в течение 1 мес после родов, но чаще она проявляется в определенном сезоне (августе-марте). Стадия возбуждения длится 3—6 сут. На фоне течки и общей реакции синхронно проявляется охота, которая продолжается в зависимости от породной принадлежности овец: от 38—40 ч — у овец асканий-ской, тонкорунной, каракульской, коридельской, гемширской, шубных пород, а также у мериносовых овец Северного Кавказа; до 41—70 ч — у овец романовской породы (в среднем у ярок — 46 ч, у взрослых животных — 59 ч). Овуляция происходит в основном через 27—31 ч (у романовских овец — через 36 ч) и завершается через 30—36 ч (у романовских овец растягивается до 52 ч) после начала охоты. У большинства животных фолликулы овулируют между 44-м и 49-м ч. Продолжительность полового цикла — 14—19, чаще 14— 17 сут. У кобыл стадия возбуждения возникает после родов на 5-е, чаще 7—12-е сут и длится 6—12 сут. На фоне течки и общей реакции проявляется охота, продолжающаяся 2—12 сут (у молодых кобыл — до 4—5, у кобыл среднего возраста — 5—7, у старых кобыл — 7—12 сут). Овуляция часто совпадает со временем наиболее яркого проявления течки, полового возбуждения и охоты, происходит в конце последней, продолжительность полового цикла — в среднем 20—21 сут. У свиньи при благоприятных условиях существования стадии возбуждения могут проявляться в течение 1 мес после родов, чаще же после отъема поросят. Стадия возбуждения формируется синхронно (течка, половое возбуждение и охота проявляются друг за другом в течение 24 ч) и асинхронно (между проявлением отдельных феноменов проходит 24—77 ч). Течка и общая реакция чаще длится 3— 4 сут. Охота у большинства свиноматок начинается через 1 сут после стадии возбуждения и длится у ремонтных свинок — в среднем 40 ч, у основных маток — 50—54 ч. Овуляция чаще происходит на 2-е сут проявления охоты (в среднем через 24 ч после ее начала) и продолжается от 1—3 до 24—48 ч (чаще 10—12 ч). Воспроизводительный процесс у животных начинается с осеменения, т.е. введения спермы самца в половые пути самки. Естественное осеменение животных — половой акт (коитус) становится возможным благодаря проявлению у самок и самцов врожденных половых рефлексов: обнимательного, совокупительного, эрекции, эякуляции. В настоящее время воспроизводство животных базируется на массовом применении метода искусственного осеменения. При выборе оптимального времени осеменения учитывают сроки жизнеспособности и сохранения оплодотворяющей способности спермиев в половом аппарате самок (до 24—48 ч) и яйцеклеток после овуляции (4—6 ч), время, необходимое для дозревания в яйцепроводе спермиев (не менее 6 ч) и яйцеклеток (до 2 ч), а также видовые особенности полового цикла. Осеменение следует проводить во время фазы половой охоты, выявляемой с помощью самца-пробника, до наступления овуляции. Чтобы осеменение было результативным, необходимо обеспечить наличие в дозе, вводимой в половые пути самок, оптимального количества активных, способных к оплодотворению яйцеклетки спермиев; у разных видов животных оно различно. При выборе способа искусственного осеменения животных разных видов принимают во внимание тип их естественного осеменения. К животным с влагалищным типом естественного осеменения (коров, телок, овец) применяют цервикальный способ иску-ственного осеменения; искуственное осеменение животных с маточным типом осеменения осуществляют маточным способом, используя соответствующие инструменты. |