Искусственное и естественное осеменение

ИСКУССТВЕННОЕ ОСЕМЕНЕНИЕ (ИО)

Искусственное осеменение - это способ, при котором сперма быка искусственно вводится в половой тракт женской   особи   для  оплодотворения яйцеклетки  в момент   половой восприимчивости.

Пионерами в искусственно м осеменении были русские ученые конца 19-го века, ставившие эксперименты на лошадях.  В первой половине 20-го века датские ученые первыми опробовали технологию искусственного осеменения на  молочных животных.    Открытие  в 1949 году возможности замораживания и сохранения  живой  спермы  быка явилось решающим фактором в пользу искусственного осеменения.

ЛУЧШЕЕ ВРЕМЯ ДЛЯ ОСЕМЕНЕНИЯ

Выбор времени осеменения важен для увеличения вероятности оплодотворения.  Осеменение приводит к  оплодотворению, только если яйцеклетка и сперматозоид оказываются в "нужном месте в нужное время".  Яйцеклетка выходит из яичника через 10-14 часов после окончания активной течки  и может выжить неоплодотворенной в течение 6-12 часов. После того, как сперматозоиды попадают в воспроизводительный тракт коровы, они могут выжить в течение приблизительно 24 часов.

Когда используется искусственное осеменение,    наибольший    процент зачатий  получается,  если  корову осеменяют через 12-18 часов после наступления активной  половой  охоты. Если момент  наступления активной течки неизвестен, нужно попытаться осеменить животное по ее окончанию.

Процент зачатий снижается, если коровы осеменены слишком рано или слишком  поздно.   Считается, что еще слишком   рано  осеменять  животное , когда оно только вступает в активную течку.  Также не стоит осеменять сразу после ее начала. С другой стороны, по- видимому уже  поздно осеменять животное,  если  после окончани я активной течки прошло более 8 часов.

Долгое  время существовало мнение, что время осеменения по отношению к активной  течке  является критическим фактором, определяющим   процент оплодотворения.    Однако недавние исследования показали, что процент оплодотворения в проводимо м эксперименте не уменьшился. Во время эксперимента оплодотворение производилось в определенное время дня       независимо от момент а определения течки. Наибольший процент оплодотворения был достигнут, если корова осеменялась с 8 до 11 часов утра.

ОБЗОР ПРИЕМОВ ИСКУССТВЕННОГО ОСЕМЕНЕНИЯ

Цель данного  раздела -  дать общий обзор приемов, используемых при искусственном осеменении.   Ключ к эффективному осеменению лежит в понимании всех этапов, входящих в процедуру.    Хорошее обучение и регулярное переобучение персонала является необходимым для поддержания высокого  уровня эффективности.  Вот некоторые    из    ключевых   аспектов

эффективной  процедуры искусственного осеменения:

• Правильное хранение спермы.

• Правильное оттаивание спермы и подготовка пробирок, содержащих сперму.

• Правильные приемы помещения спермы в нужное место воспроизводительного тракта коровы.

Хранение спермы

Как правило, сперма упакована в 0,5 мм пластиковые трубки, хранимые в рефрижераторных       контейнерах , содержащих жидкий азот.   Контейнеры для хранения, используемые на фермах, напоминают большие термосы. С ними необходимо очень осторожно обращаться, периодически проверять на утечку и регулярно восполнять жидкий азот.

 Она должна содержаться в жидком азоте (при -196°С).    Хотя сперма остается   замороженной,    пока  ее температура остается  ниже  0°С,  при повышении температуры до минус 100-73°С сперматозоиды повреждаются и их жизнеспособность существенно снижается. Сосуд с  нужной  спермой должен  всегда  находиться как  можно ниже  в  горловине рефрижераторного контейнера.  Если по  прошествии  10 секунд нужная трубка  не найдена, необходимо опустить сосуд  в рефрижератор на 10-15  секунд,  чтобы предотвратить  слишком большое возрастание температуры.  Температура трубки, вынутой из рефрижераторного контейнера,  возрастает  от  -196°С до критической температуры -100°С за 15-20 секунд.

Замороженная сперма остается живой только при определенных условиях.

Холодильный резервуар

Холодильные резервуары представляют собой сосуд с двойными стенками. Пространство    между стенками заполнено вакуумом, что придает сосуду  прекрасную теплоизоляцию.   Внутренний сосуд, содержащий жидкий азот, как бы подвешен на горловине внешнего сосуда.    Полость внутреннего  сосуда охлаждается при медленном и постоянном  кипении  жидкого  азота, сопровождающегося переходом азота из жидкого в газообразное состояние. Плотно закрытый холодильный резервуар взрывоопасен, поэтому фиксатор  сконструирован  таким образом, чтобы позволять выводить газообразный  азот  наружу.    Жидкий азот сам по себе не является взрывоопасным или токсичным веществом, однако может вызывать обморожения при прямом контакте с кожей. В зависимости от объема холодильный резервуар необходимо перезаправлять каждые 4-9 месяцев.

 Холодильные резервуары должны храниться в хорошо вентиллируемых помещениях.   Во избежание коррозии, помещение должно быть сухим и близость воды  или  химически х соединений абсолютно недопустима. Лучше  всего  холодильные резервуары хранить    на   плоских,    приподнятых деревянных    поддонах ,     а    не    на цементном  полу.   Резервуары должны находиться в таком месте, чтобы их можно   было   видеть   каждый   день. Намороженая короста вокруг горловины резервуара является индикатором того, что  изоляция  нарушена и  происходит быстрое испарение жидкого азота.   В таком случае необходимо использовать измерительный  прут  для определения уровня оставшегося  в сосуде жидкого азота. Если в сосуде все еще имеется какое-то количество жидкого азота, то по  всей  вероятности образцы  семени еще не пострадали и их необходимо переместить в новый резервуар с ненарушенной изоляцией.    Если в резервуаре не осталось жидкого азота, то может оказаться, что сперматозоиды уже мертвы.   Такую редкую, но вполне возможную катастрофу можно избежать путем частых периодических  проверок уровня   жидкого   азота   и   наличия намороженной корки на горловинах резервуаров.      И   наконец,   всегда необходимо помнить простую истину, что семя в резервуаре представляет собой капиталовложение и требует защиты, так как содержит в себе будующее всего стада.

Оттаивание спермы

Высокая скорость оттаивания важна для сохранения оплодотворяющей способности     спермы.  Любо й замороженный материал оттаивает гораздо быстрее, если его поместить в воду вместо воздуха.   Сперму нужно оттаивать в небольших   термосах, наполненых водой при температуре 32- 35°С, в течение 30-40 секунд. При этом исключительно важно использовать точный     термометр. Точность термометра  должна  регулярно проверяться.  Если вода будет слишком теплой, существует реальная опасность гибели сперматозоидов.   Обычно около 40      процентов сперматозоидов выживают после процедуры замораживания и оттаивания.   Однако, если трубка оттаивает на воздухе, а не в воде,  доля  выживших сперматозоидов может   упасть  ниже 30   процентов, поскольку  оттаивание  происходит слишком медленно.

Осеменение

Технология искуственного осеменения требует детального понимания строения полового  тракта  коровы и специального практического обучения. Специалист с высокой      квалификацией будет очень внимательно следить за соблюдением высокого уровня гигиены на всем протяжении процедуры, чтобы  максимально снизить возможность бактериального  заражения. Неквалифицированный специалист скорее всего не сможет  осеменить корову  с первого раза.  В то же время небрежное отношение к гигиене  или  нехватка опыта может легко привести к заражению или непоправимым повреждениям воспроизводительного тракта коровы.

При  естественном спаривании,  семя быка  попадает  во  влагалище коровы. При искусственном осеменении пайета должна пройти через шейку таким образом, чтобы семя попало сразу же в полость матки.   Для достижения этого специалист осторожно засовывает руку в  ректальное отверстие.   Очень важно минимально    уменьшить    движения , чтобы избежать попадания воздуха в ректальное отверстрие.    Попадание воздуха приводит  к  "раздуванию",  что затрудняет манипулирование органами воспроизводительного тракта.    Поиск шейки матки выполняется равномерным поперечным    ощупыванием    нижней стенк и    ректального    отверстия    с постоянным продвижением руки вперед.

Искусство осеменения заключается в знании и умении    манипулировать шейкой матки.   Шейку матки нужно держать крепко, но аккуратно.   При выполнении операции осеменения не следует держать шейку матки, обхватив ее сверху в подвешенном состоянии. Вместо  этог о   необходимо,  обхватив ладонью,  поддерживать ее  снизу,  не налагая   никакой   нагрузк и   сверху. После того, как движение шейки матки может полностью контролироваться, пайетта со спермой аккуратно вводится во влагалище и затем в шейку.   После того, как кончик пайеты прощупывается на другом  конце  матки  следует быть особо    осторожным ,    стараясь    не воткнуть его в рог (завиток) матки. Затем сперма вводится в шейку матки. Вероятность оплодотворения и  начала беремености будет снижена, если сперма ошибочно попадет в рог матки.

КОРОВЫ С НИЗКОЙ ПЛОДОВИТОСТЬЮ (ПОВТОРНЫЕ БРИДЕРЫ)

Некоторые    коровы,  называемые повторными   бридерами,   не оплодотворяются даже после трех или более попыток. Цикл течки у них регулярный и сопровождаетс я обычными признаками половой охоты. У таких  животных  не наблюдается отклонений от нормы в яичниках при диагностике методом ректальной пальпации. Отсутствуют    также аномальные испражнения. В  стаде с нормальной плодовитостью около 9-12 процентов животных могут потребовать более трех попыток  для оплодотворения. Низкий процент зачатий связан с большим числом коров, не оплодотворенных после более чем трех попыток.

Низкая способность к оплодотворению у некоторых коров труднообъяснима. Введение  таки м   животным   гормона GnR H    во    время    оплодотворени я повышает   у   них   процен т   зачатия. Посредством непрямого гормонального эффект а    GnR H    укрепляет    корпус лютеум (желтое тело), вырабатывающий прогестерон - гормон, необходимый для поддержания беременности.   Таким образом,    GnR H    може т   уменьшить процент гибели плода в ранней стадии беременности.    GnRH дает лучшие результаты   при   ег о   введении   при третьей попытке оплодотворения по сравнени ю    с     перво й    и    второ й попытками.   Некоторые исследователи предлагают использовать GnRH при третье й    и    последующих   попытках оплодотворения для коров,  которые в остальном считаются полноценными.

ДРУГИЕ ПРИЧИНЫ НИЗКОГО ПРОЦЕНТА ЗАЧАТИЙ

Хотя некоторые коровы действительно обладают   низкой  способностью  к оплодотворению,  существует множество причин,  по  которым более трех  попыток могут оказаться неудачными.  Как сказано выше, коровы с низкой плодовитостью могут составлять до 9-12% от всего стада, но когда более 15% коров требуют трех и более попыток для оплодотворения, это означает возможность существования другой   репродуктивной   проблемы, которую необходим о       решать . Существует     несколько    факторов, каждый из которых в отдельности может  иметь  незначительный эффект, но     все     вместе     могут     вызвать существенные проблемы в стаде. Наилучшим выходом будет анализ всей программы воспроизводства с помощью ветеринар а      или осеменителя . Возможные причины низкого  процента зачатий могут быть обобщены следующим образом:

1)  Проблемы, связанные с определением течки:

• Неосеменение коровы, которая находилась в течке.

• Осеменение коровы, которая на самом деле не находилась в течке.

• Неправильный выбор момента осеменения по отношению к моменту наступления активной течки.

• Неправильное определение и соответствующие ошибки в записях.

2)  Проблемы, связанные с естественным или искусственным осеменением:

• Низкая плодовитость быка.

• Неправильная техника оплодотворения.

3) Факторы, связанные с животным

• Воспаление матки.

• Гормональные расстройства.

• Непроходимость яйцевода.

• Анатомические дефекты.

• Ранняя гибель зародыша.

4) Питание (см. ниже).

Определение причин, вызывающих необходимость большого числа попыток на   одно    оплодотворение (низкий процент зачатий), является сложным процессом.   Несколько факторов из любых  из  четырех  категорий, приведенных    выше,   могут быть причиной плохого воспроизводства. Эффективность конкретных действий или лечения может уменьшиться, если не все факторы, затрудняющие зачатие, были рассмотрены. Тщательное и полное ведение записей является необходимым  требованием  для успешного   исправления   конкретных влияющих факторов.   Фермер  должен использовать записи  для постоянного контроля за воспроизводством стада и отслеживания малейших изменений  до того , как они превратятся в серьезные проблемы.

ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСЕМЕНЕНИЕ

Если течка определена точно и оплодотворение выполнено правильно, искусственное  и      естественное осеменение дают почти одинаковый результат оплодотворения.  В  обоих случаях ведение аккуратных записей является существенным для контроля и выявления любых проблем  как  можно раньше.

Когда применять естественное осеменение?

Хороший процент воспроизводства стада оказывает непосредственное воздействие  на прибыльность фермы. При этом изменения в генетическом прогрессе, происходящие при искусственном осеменении, накапливаются в течении многих лет и оказывают            долгосрочный положительный эффект.

Применение  естественного осеменения может показаться парадоксом, учитывая генетические преимущества искусственного метода. Однако существуют три возможных ситуации, в  которых  использование естественного спаривания может быть оправдано:

• Персонал фермы не желает или не имеет достаточной подготовки для выполнения задачи определения течки и проведения искусственного осеменения, что приводит к очень низкой репродуктивной эффективности стада.

• Когда долгосрочный генетический эффект играет незначительную роль, либо вовсе не имеет значения.

• Если местные условия не имеют инфраструктуры, необходимой для искуственного осеменения.

Учитывая важность определения течки и  правильной техники оплодотворения при     искусственном осеменении , недостаток  обученного  персонала для нормального выполнения этих операций может    оправдать     использование распространено в настоящее время, многие фермеры  применяют комбинацию искусственного осеменения с естественным разведением. Коровы, которые  были  спарены  в  подходящее время, проведут наименьшее количество  дней при пониженном уровне продуктивности.  Зачастую быка используют, когда корова возвращается в течку после трех или четырех неудачных  попыток оплодотворения, потому что тогда оплодотворение коровы  приобретает особое  значение. Не установлено, имеет ли стимулирующее значение  присутствие быка на воспроизводительные функции коровы,  как  например  возобновление цикличности у коров с репродуктивными проблемами. Однако  биостимуляция успешно продемонстрирована на овцах.

В некоторых случаях долгосрочное генетическое  улучшение имеет  малое или нулевое значение.   Например в работе молочной фермы, в которой первотелки, поступающие на замену, не выращиваются, а покупаются  по  мере необходимости, использовани е искусственного осеменения  не оправдано.  В  таком случае генетическое улучшение в стаде может проводиться путем покупки  первотелок у производителей, практикующих искусственное осеменение, используя сперму   от породистых  быков . Использование  быков  для  коров,   необладающих хорошим генетическим потенциалом, и искусственного осеменения для коров,  отобранных для производства следующего поколения первотелок, может дать хороший уровень воспроизводства стада при устойчивом генетическом прогрессе.

БЫК НА ФЕРМЕ

Бык для естественного спаривания может быть  выращен на  ферме,  либо арендован или куплен.   Необходимо знать,  что  каждый  раз,   когда  быка привозят    на   ферму,    возможность заражения    животных     возрастает . Способность быка определить корову в состоянии половой охоты и провести успешное осеменение зависит от качества семени, половой активности и плодовитости быка.   Все быки должны быть   обследованы опытным ветеринаром на предмет того,  что они физически и репродуктивно здоровы. Молодые быки обычно лучше подходят для      естественного      спаривани я поскольку они менее опасны для человека, более активны и возможность наличия у них возрастного расстройства воспроизводительного   тракта значительно меньше. Однако не следуе т      использовать      молодых животных, пока у них не закончится стадия полового созревания (до 1 года).

  

Кормление

Кормление быка  должно производиться таким образом, чтобы избежать ожирения или исхудания животного.  Рацион, используемый для коровы обычно    чрезмерно  богат кальцием и протеином и неприемлем для быка.  Чрезмерное количество кальция и  протеина в рационе  может вызвать заболевание копыт и ног, называемое ламинитом.

Сооружения для спаривания

Физический  размер быка не должен сильно отличаться от размеров  коров, находящихся в стаде. Также нельзя производить спаривание на скользком, мокром и неустойчивом полу.   Сухой земляной пол является наилучшим покрытием для максимального снижения риска   травмирования  животного и поддержания   настойчивости   быка. Кроме  того ,  недостаточность места и чрезмерное  раздражение  (из-з а присутствия  многих  людей, собак  или громкого  шума) могут снизить либидо быка.

Управление натуральным осеменением

Бык, помещенный среди коров, будет осуществлять как  определение  течки, так и осеменение.   Главной проблемой такого решения  является  сложность ведения точных записей,  касающихся дат осеменения. Записи  могут  быть более   аккуратными,  если  корова находящаяся в течке подведена к быку для осеменения; однако в этом случае бык выполняет только осеменение и фермер остается ответственным за определение течки у  коровы. Возможным компромиссом может быть помещение быка в соседнее стойло рядом с коровами. Таким образом можно использовать наблюдения за поведением  быка  и  коров  в  качестве вспомогательного средства в определении течки.

РИСК, СВЯЗАННЫЙ С НАТУРАЛЬНЫМ ОСЕМЕНЕНИЕМ

Опасность для человека

Содержание быка на ферме всегда связанно с определенной опасностью, иногда приводящей к смертельным случаям.  Если фермер боится быка или четко не представляет всей опасности, то    необходимо    настоятельно    не рекомендовать ему заводить быка. Также не рекомендуется заводить быка, если ферма не оснащена необходимым оборудованием и постройками.   Если бык    содержится     на    ферме ,     то необходимо       быть      совершенн о уверенным в  том,  что стены  и  двери загона достаточно прочны и безопасны. Кроме   того ,   необходимо  постоянно помнить о существующей опасности.

Передача венерических болезней

Существует несколько  венерических болезней, которыми могут заразиться парнокопытные   животные .       Двумя наиболее важными из них являются кампилобактериоз и трихоманоз.   В обоих  случаях инфекция  находится  в пенисе    или   крайней    плоти   быка. Хроническое      заражение чаще встречается у более старых животных. Даже если бык является инфекционным носителем, клинические проявления заражения практически отсутствуют, так как инфекционные микроорганизмы не попадают в организм животного.  В результате      бык      не     развивает иммунитета против этих инфекционных агентов. Однак о      во      время естественного      оплодотворения , инфекция легко передается половым органам коровы и может вызвать временную    бесплодность .         Как следствие кампилобактериоза,  корова не может зачать, но она может выработать иммунитет против этих микроорганизмов .          Необходимо приблизительно четыре месяца для того ,   чтобы  у  корова   восстановила способность к оплодотворению . Инфекция может послужить причиной выкидыша у беременной коровы, особенно если корова находится между третьим и  шестым месяцем.   Наличие инфекции у одной коровы является показателем заражения всей группы или всего стада.

При трихомонозе инфекция может не повлиять на зачатие и развитие плода, однако заражение плодной оболочки может  послужить   причиной прекращения беременности в первые три месяца.   Если выкидыш не был замечен, то  корова классифицируется как бесплодная и интервал между отелами увеличивается до 90-100 дней.

Разработанные недавно    вакцины позволяют предотвратить заражение венерическим и   болезнями, однако полное  выздоравливание стада  может быть   достигнуто   только   в   случае строгого карантина, спланированного с помощью ветеринара.

Тепловой стресс

Высокая температура окружающей среды имеет большое влияние на оплодотворительную способность быка, однако для разных пород этот эффект различен.  Если бык выращен в среде с умеренны м      климато м      и     затем перемещен в местность с тропическими климатическим и     условиями,  его плодовитость,     а  также     половая активность будут особенно снижены во время летних месяцев.  Однако с другой стороны, акклиматизированные быки породы зебу не так подвержены тепловому    стрессу. Содержани е животных в тени уменьшает негативное влияние теплового стресса.   В связи с тем, что развитие сперматозоидов у быка   занимает   от   одног о   до   двух месяцев, проявление  снижения плодовитости быка наступает только на второй месяц.   По этой же причине восстановление  плодовитост и наступает  только  через    один-два месяца.

ОСНОВНЫЕ ПУНКТЫ

Взаимоотношения между животными значительно изменяются во время течки.

Внимательное наблюдение за коровами утром и вечером, а также в дневные часы с 4-5 часовыми интервалами позволяет определить до 90% случаев половой охоты в стаде.

Более 90% поголовья фермы требуется не больше двух осеменений для достижения оплодотворения.

Преимущества использования искусственного осеменения:

•  Дает возможность  выбрать производителя,  имеющего  генетические  качества, необходимые для данной группы коров.

•    Не связанно с риском и затратами, возникающими при содержании быка на ферме.

• Дает возможность определить качество производителя в раннем возрасте.

• Уменьшает риск распространения венерических заболеваний.

• Имеет  эффект накопления  генетических  свойств  на  протяжении  поколений.

Вследствие интенсивной селекции генетическая ценность коровы возрастает с каждым поколением.

•  Однако в свою очередь искусственное осеменение требует тесного взаимодействия между фермерами, техническим персоналом, семенными банками и фермерскими ассоциациями.

Натуральное осеменение предпочтительно в следующих случаях:

•   Генетический прогресс стада не имеет большого значения.

•  Если определение течки и осеменение затруднено, в связи с чем возникает опасно низкий уровень воспроизводства, рекомендуется использовать натуральное осеменение для поддержания адекватного уровня стельности стада.

•  Если местные условия не позволяют эффективного использования искуственного осеменения.

При использовании быка на ферме возникают следующие проблемы и неудобства:

•  Быки мясо-молочного направления очень опасны и служат причиной большого количества несчастных случаев со смертельным исходом  на фермах.   Правила безопасности должны строго        соблюдаться постоянно и без исключений.

• Правильное питание и стойловое помещение для быка стоят достаточно дорого.

•  Риск  распостранения венерических заболеваний значительно выше,  чем  при использовании искусственного осеменения.

•  Заражение коровы венерическими заболеваниями может выразиться в следующих формах:

•—корова может стать бесплодней на период до четырех месяцев;

—несмотря на успешное оплодотворение, заражение может послужить причиной ранней гибели эмбриона.