Морфологічні і фізіологічні основи відтворення тварин. Штучне осіменіння

Метод штучної вагіни є основним при одержанні сперми від самців багатьох видів тварин. Вказаний метод найбільш простий і найкраще відповідає вимогам сучасної технології штучного осіменіння, тому знайшов широке розповсюдження в усьому світі.

 

 

1.5 Видові особливості складу плазми сперми самців. Сперма - це складний секрет статевих залоз самців, що утворюється від змішування сперміїв із секретом придатка та придаткових статевих залоз. До складу сперми входить 90-98% води і 2-10 % сухої речовини, 60% якої становить білок. У ній багато фруктози, лимонної кислоти, ферментів, солей.

Основна складова частина сперми — спермії (чоловічі статеві клітини). Вони складаються з головки, шийки, тіла і хвостика. їхня довжина - 60-70 мкм. Вони мають самостійну рухливість.

Спермії дуже чутливі до дії різних факторів середовища -ультрафіолетових променів, коливань температури, гіпо- і гіпертонічних розчинів, реакції середовища, мікробів тощо.

Запліднюваність самок залежить від якості сперми, тому обов'язково досліджують кожну порцію сперми, одержану під час однієї садки.

 

1.7 Методи розрідження, зберігання та транспортування сперми

Сперму розріджують, щоб збільшити її об’єм і осіменити більшу кількість самок, а також, щоб підтримати її запліднювальну здатність протягом усього строку зберігання.

При використанні нерозрідженої сперми одним еякулятом можна штучно осіменити 20–25 корів (по 0,2–0,5 мл на самку), 10–15 овець (об’єм дози – 0,05–0,1 мл), 3–4 кобили (по 20–25 мл). Після застосування розрідження еякуляту бугая можна осіменити до 500 корів і телиць; еякуляту барана – 20–30 вівцематок; еякуляту кнура – 8–12 свиноматок; еякуляту жеребця – 10–15 кобил.

Розріджену сперму, залежно від типу синтетичного середовища і методу зберігання, можна використовувати протягом кількох років.

Плазма сперми, яка складається переважно із секрету придаткових залоз, полегшує еякуляцію, активує спермії, сприяє їх переміщенню в статевих шляхах самки. Однак при зберіганні сперміїв поза організмом активація їх приносить шкоду через невиправдані витрати енергетичних ресурсів сперміями. Крім того, при зберіганні в спермі бугая і барана накопичується молочна кислота, яка згубно діє на статеві клітини.

Тому середовище для розрідження сперми має відповідати таким вимогам:

– збільшувати об’єм еякуляту (бідистильована вода, молоко);

– гальмувати обмінні процеси в сперміях з метою подовження строку їх зберігання (застосування двооксиду вуглецю, органічних кислот, хелатону);

– забезпечувати спермії речовинами для метаболічних процесів (цукри — неелектроліти і глюкоза, лактоза, глікокол, гліцин, мед);

– створювати оптимальні умови для сперміїв (буферні розчини і мінеральні речовини, лимоннокислий натрій, солі з багатовалентними аніонами, фосфатний буфер, трис-буфер, N-трисметил-2-аміноетан сульфанілова кислота, двонатрієва сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти (ЕДТА, хелатон 3, трилон В);

– підвищувати стійкість сперміїв до швидкого охолодження або заморожування (жовток курячого яйця, який містить 7 % лецитину, ліпопротеїди, гліцерин);

– містить антибактеріальні речовини для попередження розвитку мікроорганізмів (стрептоцид білий розчинний, пеніцилін, стрептоміцин або комплексний препарат “Спермосан-3”);

– підвищувати заплідненість самок (гіалуронідаза, простагландин F2α, рилізинг-гормон, ЛГ).

Середовища для розрідження сперми повинні мати певні фізико-хімічні властивості і таку концентрацію компонентів, при якій підтримуються необхідний осмотичний тиск і певний рівень кислотності. Підвищена кислотність або лужність призводять до загибелі статевих клітин, тому до складу синтетичного середовища можуть входити лише слабкі кислоти і незначна кількість лугів. Розчинники також не повинні містити солей багатовалентних металів (свинцю, олова), а також різних отруйних і ароматичних речовин, які згубно діють на сперміїв.

При розрідженні сперми необхідно дотримуватись таких санітарно-гігієнічних правил:

– використовувати чистий стерильний посуд;

– готувати синтетичне середовище перед розведенням не більше ніж за 3 години до його використання, а сперму розводити протягом 10 хвилин після отримання еякуляту;

– температура розріджувача повинна відповідати температурі сперми, яку розбавляють;

– для синтетичного середовища слід використовувати лише дистильовану або бідистильовану воду;

– при розрідженні середовище необхідно приливати тонкою цівкою до сперми;

– усі компоненти розріджувача слід точно відважувати.

Курячі яйця для отримання жовтка ретельно миють щіткою, протирають спиртовим тампоном, розколюють надвоє, зливають білок у банку, а жовток в оболонці обережно переносять на стерильний аркуш фільтрувального паперу. Щоб звільнити жовтковий мішок від залишків білка, його перекочують на папері. Потім стерильним скальпелем проколюють оболонку жовтка і зливають його в стерильну мензурку, а плівка залишається на папері.

При приготуванні розріджувача в стерильну хімічну колбу наливають необхідну кількість дистильованої (бідистильованої) води і добавляють точні наважки компонентів відповідно рецепту, окрім жовтка, антибіотиків і гліцерину. Розмішують середовище похитуванням посуду до повного розчинення препаратів. Потім середовище кип’ятять 5–7 хвилин у водяній бані і після охолодження до 40–45 °С вносять у нього жовток курячого яйця, антибіотики і гліцерин.

Для приготування молочного середовища для сперми бугая використовують свіже молоко від здорової корови на 2–5-му місяцях лактації, а для сперми жеребця – молоко кобили. Перед застосуванням молоко проціджують через марлевий фільтр у скляну колбу і підігрівають до кипіння, знову проціджують через стерильну марлю, охолоджують до температури 30–35 °С, а потім додають інгредієнти згідно рецепту і жовток курячого яйця. На кожні 100 мл середовища додають 20 мл жовтка. Якщо розбавлену сперму використовують для осіменіння без попереднього зберігання при зниженій температурі, то вказаний компонент можна не застосовувати.

Таблиця 5.2.3 – Склад глюкозо-цитратно-жовткового середовища для розбавлення сперми самців сільськогосподарських тварин різних видів

Компоненти розріджувача	Для сперми
Барана	Бугая	Кнура	Жеребця
Вода дистильована, мл Глюкоза медична, г Цитрат натрію тризаміщений, г Жовток курячого яйця, мл Стрептоцид білий, г Пеніцилін, тис. О.Д. Стрептоміцин, тис. О.Д.	100 0,8 2,8 20 0,2 50–75 50–75	100 3 1,4 10–12 0,12 75–100 75–100	500 5,0 0,5 30–40 0,2 500 500	100 7 – 0,8 0,12 200 25

Окрім вказаного середовища, широко застосовують інші розріджувачі, склад яких залежить від умов зберігання сперми та виду самця.

До розрідження допускається сперма бугая з рухливістю не менше 8 балів і концентрацією не менше 800 млн. сперміїв в 1 мл еякуляту. Таку сперму можна розбавляти в 10–20–50 разів. Спочатку її розбавляють безпосередньо в спермозбирачі в 1:1 – 1:2 і після 5–10-хвилинної витримки розбавляють додатково до потрібного об’єму. При цьому синтетичне середовище підливають по стінці посудини невеликими порціями з наступним нахилом змішувача в горизонтальне положення і обертанням його навколо осі після додавання кожної порції. Після розрідження при використанні всіх способів зберігання в спермодозі бугая повинно бути не менше 15 млн. сперміїв із прямолінійно-поступальним рухом, тобто рухливість повинна становити 4 і більше балів.

Сперму барана розріджують лише густу, з рухливістю не менше 9 балів. Розріджують її у 2–4 рази (1:1; 1:3) у спермоприймачі або стерильному флаконі. Після розрідження конце трація сперміїв з прямолінійно-поступальним рухом у спермодозі повинна становити не менше 80 млн сперміїв в 1 мл.

Сперму кнура розріджують середовищем при рухливості не менше 8 балів і концентрації не менше 100 млн сперміїв. Розрідження еякуляту проводять у 2–10 разів у стерильній колбі. Перед осіменінням свиноматок можна провести додаткове розрідження, але так, щоб в 1 мл сперми було не менше 30 млн сперміїв, а в дозі – не менше 3 млрд статевих клітин.

Сперму жеребця допускають до розрідження з рухливістю не менше 6 балів і з концентрацією не менше 150 млн сперміїв в 1 мл сперми. Її можна розбавляти в 3–4 рази (1:2; 1:3), але так, щоб кількість сперміїв у дозі становила 3 млрд і більше.

 

1.10 Ветеринарний та зоотехнічний  контроль за проведенням штучного  осіменіння самок.

Штучне осіменіння - ефективний метод швидкого вдосконалення породних і продуктивних якостей тварин. Його застосування сприяє інтенсивному відтворенню стада. Розробка та впровадження в практику тваринництва методу штучного осіменіння і трансплантації зародків стало можливим після детального вивчення анатомічної будови й особливостей фізіології і розмноження самців і самок.

Під час штучного осіменіння сперму від самця беруть на штучну вагіну, розбавляють спеціальними розріджувачами, потім вводять її самці (без парування із самцем) за допомогою механічних пристосувань. Розбавлена сперма тривалий час може зберігатися при дуже низьких температурах (мінус 196° у скрапленому азоті), де спермії не втрачають своєї запліднювальної здатності. Розбавленою

 

спермою цінного в племінному відношенні самця можна осіменити значно більше самок, ніж при природному паруванні, ідо мас й економічне значення. Штучне осіменіння мас велике значення у боротьбі із заразними захворюваннями, що передаються під час парування (трихоманоз, вібріон (кампілобактеріоз), бруцельоз тощо).

Успіх штучного осіменіння залежить від ряду факторів: своєчасне осіменіння тварин, дотримання технології осіменіння, висока якість сперми, недопущення інфікування статевих шляхів самки через сперхму та інструменти, правильне поводження з тваринами та ін. Спеціальні дослідження переконливо свідчать про фізіологічну і економічну доцільність осіменіння тварин у перший -другий місяць після отелення. Перед осіменінням слід вивчити стан органів розмноження. Осіменяти треба тварин з нормальною функцією органів розмноження. Пропускати статеві цикли недоцільно, оскільки це призводить до функціональних порушень статевих органів.

 

 

Модуль 2. Вагітність та роди у тварин, їх діагностику та лікування тварин з ускладненнями.

 

Просування сперміїв в органах статевої системи самок.

 

Видові особливості ембріогенезу.

Дроблення — це черговий етап ембріогенезу, який закінчується утворенням багатоклітинного зародка — бластули.

Після утворення зигота ділиться шляхом мітозу на дві клітини — бластомери, які не розходяться і продовжують ділитися разом. Поділи новостворених клітин відбуваються швидко, один за одним, почергово в меридіональній, екваторіальній та широтній площинах, внаслідок чого вони не досягають розмірів материнських. Такий процес поділу називають дробленням. Ядра дочірніх клітин не відрізняються від материнських, оскільки кожному поділу передує подвоєння ДНК. Співвідношення між ядрами й цитоплазмою бластомерів змінюється після кожного поділу, і коли воно набуває характерного для соматичних клітин певного виду тварин значення, дроблення закінчується.

У процесі дроблення спочатку утворюється група клітин, які щільно прилягають одна до одної. Далі вони зміщуються на периферію і формують пухирець з порожниною — бластулу.

Бластула має кулясту форму і складається зі стінки (бластодерми) й порожнини (бластоцелі). Стінка утворена бластомерами. Вони щільно прилягають один до одного і розміщуються в один або кілька шарів. Бластодерма обмежує бластоцель — первинну порожнину тіла, заповнену рідиною. На бластулі розрізняють дах, дно і крайову зону (рис. 17).

Залежно від кількості жовтка, який міститься в зиготі, швидкість і характер дроблення неоднакові. У зв’язку з цим розрізняють два види дроблення: повне (голобластичне) і часткове (меробластичне). Повне дроблення поділяють на рівномірне і нерівномірне. Повне рівномірне дроблення характерне для зигот з малим вмістом жовтка, який рівномірно розміщений у цитоплазмі (ланцетник). Під час цього дроблення в поділі бере участь уся зигота і бластомери мають майже однакові розміри. Для зигот із середнім вмістом жовтка, який сконцентрований у ділянці вегетативного полюса (окремі види риб, амфібії), характерне повне нерівномірне дроблення. У процесі цього дроблення в поділі бере участь уся зигота. Однак швидкість поділу вегетативного полюса, який переобтяжений жовтком, менша від швидкості поділу анімального полюса, внаслідок чого бластомери мають неоднакові розміри. У ділянці дна бластули вони великі (макромери), а в ділянці даху — малі (мікромери).

Часткове, або дискоїдальне, дроблення характерне для зигот з великим вмістом жовтка (риби, плазуни, птахи). Дроблення в таких яйцеклітинах відбувається лише в ділянці анімального полюса. Частина зиготи, заповнена жовтком, у дробленні участі не бере.

Зиготи свiйських ссавців містять малу кількість жовтка. Дроблення їх починається як повне рівномірне, далі воно відбувається як повне нерівномірне і асинхронне. Такий вид дроблення окремі автори визначають як неправильне, або архаїчне (Б.П.Токін, 1966).

Залежно від виду дроблення утворені бластули мають особливості будови та специфічні назви (рис. 17). У разі повного рівномірного дроблення утворюється одношарова, з великою порожниною бластула, яку називають целобластулою (ланцетник). У результаті повного нерівномірного дроблення (амфібії) формується багатошарова бластула — амфібластула (різновид целобластули). Її порожнина зміщена до даху. В разі часткового дроблення утворюється дискобластула (птахи). Її дах і крайова зона утворені бластомерами, а дно — жовтком. Порожнина дискобластули щілиноподібна.

Бластулу ссавців називають стереобластулою. Її стінка утворена одним шаром клітин (трофобласт). На внутрішній поверхні стінки розміщена група клітин (ембріобласт). Між трофобластом та ембріобластом знаходиться невелика порожнина.

На кожній бластулі за допомогою спеціальних методів виявляють ділянки, з яких у подальшому розвиваються зародкові листки і органи, на які вони диференціюються. Ці ділянки формують карту презумптивних органів (від лат. praesumptio — припущення). Знання цієї карти допомагає зрозуміти наступний етап ембріогенезу.

Так, у ділянці даху целобластули й амфібластули міститься клітинний матеріал презумптивної ектодерми, у ділянці крайової зони — презумптивних хорди й мезодерми, а в ділянці дна — презумптивної ентодерми. В дискобластулі клітинний матеріал презумптивної ектодерми розміщений у передній і центральній ділянках, далі послідовно розміщений клітинний матеріал презумптивних хорди, мезодерми та ентодерми.