ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.11.2021
Просмотров: 107
Скачиваний: 1
Лекція 3. Природне та штучне осіменіння
- Типи природного осіменіння.
- Статевий акт та його видові особливості.
- Способи природного осіменіння самок с.-г. тварин.
- Сутність і значення штучного осіменіння
- Методи одержання сперми
- Морфологія, фізіологія і біохімія сперми.
1. Термін «осіменіння» означає приведення гамет самки і самця у взаємне розташування, максимально сприятливе для їх взаємодії та запліднення. У ссавців та інших тварин з внутрішнім осіменінням це означає введення сперми у геніталії самки. Осіменіння буває також зовнішнім (наприклад у риб); природним та штучним.
Природне осіменіння відбувається при статевому акті, а штучне осіменіння – шляхом введення сперміїв у статеві шляхи самки без статевого акту.
Типи природного осіменіння у ссавців за локалізацією введення сперміїв у статевий апарат самки при статевому акті, поділяється на піхвовий та матковий.
До піхвового типу осіменіння належать ВРХ, ДРХ, олені, кролі, до маткового типу – свині, коні, верблюди, собаки.
2. Статевий акт (коїтус, парування, злягання та ін.) – це фізіологічна взаємодія організмів самки і самця, внаслідок якої відбувається природне осіменіння. Перед та під час здійснення статевого акту проявляються 5 безумовних статевих рефлексів.
1. Локомоторний рефлекс – це рефлекс взаємного пошуку самки і самця. У самця він проявляється завжди або в період статевого сезону, а у самки – тільки в стадію збудження статевого циклу.
2. Рефлекс ерекції у самця проявляється набряканням печеристих тіл прутня, у самки –активною гіперемія статевих органів та набряканням печеристих тіл клітора і переддвер’я піхви.
3. Обіймальний рефлекс проявляється заплигуванням самця на самку та обійманням її передніми кінцівками, а у самки – двохфазно: в період статевого збудження, самка заплигує на самця чи інших самок, але ухиляється від заплигувань на неї, в період охоти проявляє рефлекс нерухомості.
4. Парувальний рефлекс полягає у введенні самцем прутня в піхву самки та його ритмічних рухах, в той же час самка приймає відповідну позу та відводить набік хвоста.
5. Рефлекс еякуляції відбувається завдяки збудженню центру еякуляції у поперековому відділі спинного мозку та викиду гіпофізом окситоцину, що викликає ритмічні скорочення м’язів статевих шляхів. Самець при цьому виділяє в статеві шляхи самки порцію сперми, яку називають еякулятом, а у самки відбуваються антиперистальтичні скорочення матки, яка мов би засмоктує еякулят. Еякуляція супроводжується оргазмом, тобто розрядкою нервового збудження під впливом т.зв. гормонів задоволення ендорфінів.
Видові особливості статевого акту значною мірою пов’язані з типом природного осіменіння. Так у тварин з піхвовим типом осіменіння статевий акт є дуже короткочасним. Зокрема у ДРХ та кролів він триває 3 -5 сек., у ВРХ – 7 -10 сек., а в оленів – 10 -15 сек. і відбувається здебільшого на бігу.
У тварин з матковим типом осіменіння коїтус триває набагато довше: у коней – від 1 до 3 хв., у свиней – 10 -15 хв., причому еякуляція починається у жеребця через 5 -10 сек. після введення прутня в піхву, а у кнура – через 3 -7 хвилин.
3. Способи природного осіменіння самок с.-г. тварин поділяються на 2 основні групи: вільне парування та ручне парування.
При вільному паруванні самець-плідник постійно перебуває в маточному стаді, самостійно виявляє самок в охоті та покриває їх по кілька разів. З одного боку, це обумовлює високий рівень запліднення, але з іншого – виникає загроза поширення статевих інфекцій та зниження статевої потенції самця. Навантаження на плідника при такому паруванні складає в середньому 25-30 самок на рік.
Ручне парування передбачає індивідуальний добір самок до плідника, проведення статевого акту під контролем персоналу, точний облік осіменінь, регулярне ветеринарне обстеження та дозоване статеве навантаження на плідника. При цьому воно може бути набагато більшим, ніж при вільному паруванні. Зокрема, за одним бугаєм закріплюють 60-100 корів, за бараном – 50-60 овець, за жеребцем – 40-50 кобил, за кнуром – 15-20 свиноматок.
Різновидами вільного парування є косячне у конярстві та класне і гаремне у вівчарстві, а ручного – варкове у конярстві.
4. Штучне осіменіння – це біотехнологічний метод запліднення самок без статевого акту.
Вважається, що першими застосовували ш.о. коней у древній Ассирії ще за 800 років до н.е., методом збирання сперми з піхви кобил після коїтусу та перенесення її у піхву іншій кобилі. Відомий також випадок, описаний в арабських літописах і датований 286 роком н.е., коли якийсь бедуїн, бажаючи отримати приплід від гарного жеребця, що належав його ворогу, на пасовищі вставив пучок вовни у піхву чужої кобили, яка була в охоті, а потім, після коїтусу, витяг його, швидко перевіз додому і вставив у піхву своїй кобилі, що також була в охоті. Кобила завагітніла і народила лошатко.
Також з арабських літописів XIV ст. відомо про досить широке застосування арабами штучного осіменіння в той час подібним методом.
Розвиток ш.о. як наукового методу бере початок з 1763 р. коли німецький вчений Стефан Якобі провів і описав успішні досліди штучного осіменіння риб.
1780 р. видатний італійський вчений Ланцеро Спаланцані уперше здійснив успішне штучне осіменіння собак, а 1782 р. його дослід повторили два професори Пізанського університету – П'єр Россі і Бранду. Проте, скоро ці досліди піддали сумніву і забули, бо більшість вчених вважали, що овуляція у самок може бути тільки після статевого акту.
Лише ш.о. риб продовжувало розвиватись, і 1859 року російський рибовод В.П. Враський-Галкін розробив т.зв. «сухий метод» осіменіння сігових риб, який забезпечував 90-100% запліднення ікринок, і досі використовується у світі під назвою «руського методу».
До ш.о. ссавців наука повернулась після 1827 року, коли Карл Бер опублікував свою класичну роботу «Про утворення яйця ссавців і людини», а Рациборський
та ін. довели, що овуляція фолікула може відбуватись і без статевого акту.
1879 року англійський біолог Уолтер Хіп запропонував називати процес введення сперми у статеві шляхи самки штучним осіменінням, а не заплідненням.
Основоположником методу ш.о. с/г тварин по праву вважається Ілля Іванович Іванов (1870-1932). Він закінчив 1896 року Харківський університет, і проходячи стажування в Пастерівському інституті Парижа, проводив досліди ш.о. морських свинок, кролів і собак. При цьому ним було доведено:
1)що еякулят можна ділити на кілька частин, осіменяючи більшу кількість самок;
2)що сперму можна розводити штучними середовищами, і життєздатність сперміїв при цьому збільшується;
3)що рівень запліднення від ш.о. може бути вищим, ніж від природного;
4)що ш.о. не впливає негативно на перебіг вагітності, родів, наступний розвиток потомства.
У 1899 році І.І. Іванов запропонував широке впровадження Ш.О. в сільському господарстві як науковий метод масового поліпшення породних і продуктивних якостей с/г тварин. Він запропонував губковий метод одержання сперми від жеребців, гумовий катетер для осіменіння кобил, довів можливість зберігання сперми поза організмом, розробив методи оцінки її якості, а також всі основні методики ш.о. для різних видів тварин.
Сутність ш.о. полягає в одержанні сперми від генетично цінних самців-плідників, її розведенні, зберіганні та осіменіння нею у 100 – 1000 раз більшої кількості самок, без статевого акту. Так, якщо в умовах природного парування один плідник осіменяє протягом року 20 – 100 самок, то завдяки ш.о. спермою цього ж плідника можна осіменити 20000 і більше самок.
Значення ш.о. полягає в тому, що воно є найбільш ефективним і швидким методом масового поліпшення породних і продуктивних якостей с/г тварин завдяки можливості осіменяти все маточне поголів'я спермою тільки найкращих плідників-поліпшувачів.
Ш.о. дозволяє суттєво прискорити оцінку плідників за якістю потомства та виведення нових і удосконалення існуючих порід тварин.
5. Методи одержання сперми
Для проведення штучного осіменіння самок потрібно мати сперму від самців, яких називають плідниками. З цією метою використовували і використовують різні методи одержання сперми від самців-плідників, які поділяються на три групи: 1)піхвові, котрі передбачають видобування сперми з піхви самки після коїтусу; 2)хірургічні – отримання сперміїв шляхом вимивання з придатків сім’яників після кастрації чи забою самця; 3)уретральні методи – передбачають отримання сперми безпосередньо з уретри самця.
Піхвові методи відомі дуже давно, за деякими даними їх застосовували при ш.о. кобил (поодинокі випадки) ще до нашої ери. У більш сучасній модифікації на початку ХХ століття І.І. Іванов розробив 2 варіанти цього методу: дзеркальний і губковий, які також використовували при ш.о. кобил. Проте ці методи надто недосконалі для широкого впровадження в технологію ш.о., як і хірургічні, хоча у 30-ті роки ХХ століття за допомогою хірургічного методу масово одержували сперму від диких баранів архарів при виведенні нової тонкорунної породи овець архаро-меринос у Середній Азії. Недоліки піхвових методів – це їх придатність тільки для коней; необхідність мати кобил в охоті; погана якість сперми, змішаної з тічковим слизом; великі втрати еякуляту в статевих шляхах самки тощо.
Уретральні методи одержання сперми у хронологічному порядку представлені наступним чином:
1.Метод мастурбації – запропонований 1780р. італійським вченим Ланцеро Спаланцані, засновником наукового методу штучного осіменіння, - застосовується і нині для одержання сперми від собак та самців хутрових звірів.
2.Фістульний метод – запропонований 1926р. російськими вченими Глумаковим (для бугаїв), а потім Животковим – для жеребців – полягає в одержанні сперми через штучно утворену фістулу уретри в ділянці промежини самця під час природного статевого акту (цей метод можна віднести також до хірургічних).
3.Метод спермозбирача – запропонований 1931р. російським академіком В.К. Міловановим – передбачав збирання сперми жеребця в гумовий мішок, який вводили у піхву кобили чи надягали на ерегований прутень перед садкою.
4.Метод штучної вагіни - запропонований 1931р. групою російських вчених (Комісаров, Ліпатов, Родін та ін.) під керівництвом Мілованова – виявився найбільш ефективним і нині широко використовується в усьому світі для одержання сперми від самців усіх видів свійських тварин. Цей метод ґрунтується на спеціально сконструйованому приладі „штучна вагіна”, в якому створені умови, подібні до таких у піхві самки в охоті (температура, тиск, еластичність, слизькість тощо).
5.Метод ректального масажу ампул сперміопроводів – запропонували 1933р. американські вчені Міллер і Еванс з метою одержання сперми від бугаїв-плідників, неспроможних до садки з різних причин (старість, еректильна дисфункція, хвороби кінцівок, збочення рефлексів). Бугая приводять в манеж для одержання сперми, і під час рефлекторного статевого збудження, коли ампули сперміопроводів заповнюються сперміями, вводять руку в пряму кишку та проводять масаж ампул і міхурцевих залоз протягом 2-3 хв. При цьому з уретри виділяється сперма без ерекції пеніса, її збирають у чисту склянку, підставлену до отвору препуціального мішка, який попередньо дезінфікують.
6.Метод електроеякуляції – запропонований американськими вченими як удосконалення попереднього – здійснюється подразненням нервових рецепторів попереково-крижової ділянки спинного мозку імпульсами по 5 сек. з паузами 5-10 сек. постійного електроструму малої сили за допомогою введеного в пряму кишку самця біполярного електрода. Прилад вводять бугаям на глибину до 30 см і дають імпульси силою 500-700мА з напругою від 8 до 30 В; баранам – на глибину від 7 до 15 см, 1,5-2мА, 4-8 В.
Асептичний метод одержання сперми
За відсутності запальних процесів у статевому апараті самця сперма, що виділяється з уретри при коїтусі, є практично стерильною, тобто не містить мікроорганізмів. А умовно-патогенна симбіотична мікрофлора препуція, переддвер’я піхви та піхви нейтралізується тічковим слизом, який має бактерицидні властивості, і в матку самки вона не потрапляє.
В той же час сперма, отримана навіть від здорового самця на звичайну штучну вагіну, містить багато мікроорганізмів, у т.ч. патогенних, які потрапляють в неї з повітря та препуціального мішка. ШО самок такою забрудненою спермою призводить до обсіменіння матки мікрофлорою, розвитку внутрішньоутробної інфекції та низького рівня запліднюваності.
Перші асептичні методи отримання сперми були запропоновані 1940р. болгарськими вченими Мінчевим і Прокопаєвим. З цією метою вони запропонували вологе прибирання та дезінфекцію манежу 3% NаОН, кип’ятіння штучних вагін та спермоприймачів, стерилізацію простирадл на манекен та чищення й купання тварин перед одержанням сперми, промивання препуціального мішка один раз на 10 днів та безпосередньо перед одержанням).
Пізніше російські дослідники Соколовська, Варнавський та ін. 1966р. додали до цих процедур: щоденну дезінфекцію манежу ультрафіолетовими променями, розпилювання стерильної води, обладнання бактерицидних шлюзів для передачі сперми з манежу в лабораторію; чищення бугаїв пилососом, купання і одержання сперми від мокрих тварин, підв’язування стерильної серветки за передніми кінцівками плідника, накладання стерильної поролонової накладки з розрізом у вигляді трикутної зірки на вхідний отвір штучної вагіни. Незважаючи на ретельне виконання зазначених процедур, 42,5% одержаних еякулятів мали недопустимо високий рівень мікробного забруднення (› 5000 м.т./мл), 51,9% - до 5000 м.т./мл, і тільки 5.6% - були стерильними.
І тільки розроблений наприкінці 1960-х – початку 70-х років українськими вченими (Д.Д. Логвинов, Ф.І. Осташко та інші) Харківський асептичний метод одержання сперми, який ґрунтується на використанні укороченої штучної вагіни та стерильного одноразового спермоприймача, дозволив отримувати більшість еякулятів (до 80%) стерильними, а решту – з низьким рівнем мікробного забруднення (до 100 м.т./мл).
6. Морфологія, фізіологія і біохімія сперми.
Зформований спермій складається з головки, шийки, тіла і хвоста. Загальна довжина його від 50 до 80 мкм: у бугая у барана – 75 -80, у козла – 60 -65, у жеребця – 50 -60, у кнура – 50 -55 мкм.
Головка спермія має форму викривленої овальної пластинки, схожої на ложку. Вона складається з ядра, оточеного тонким шаром цитоплазми, і ковпачка, під яким міститься акросома. Довжина головки 7 -10 мкм, ширина 3 -5, товщина – 1,5 мкм.
Шийка довжиною 1 мкм з'єднуе головку з тілом. У шийці розміщений клітинний центр, з якого виходить осьова нитка, що складається з 2 центральних фібрил, оточених 9-ма периферичними.
Тіло, довжиною приблизно 10 мкм, циліндричної форми, побудоване з осьової нитки, оточеної товстою спіральною ниткою. Це – т.зв. спіраль Єнсена, утворена мітохондріями, які виробляють енергію.
Хвіст, довжиною приблизно 50 мкм, є продовженням тіла. Він складається з осьової нитки, яка оточена 3-ма тонкими спіральними фібрилами. Хвіст – це орган руху.