Искусственное осеменение сельскохозяйственных животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИСКУССТВЕННОЕ ОСЕМЕНЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ

лекция для техников ИО

Автор: ЛИВ

СОДЕРЖАНИЕ

Вступление

1. Физиологические основы воспроизводства сельскохозяйственных животных

1.1 Строение и функции половых органов самцов

1.2 Строение и функции половых органов самок

2. Естественное осеменение и его типы

2.1 Половой цикл

2.2 Оплодотворение и раннее развитие эмбрионов

3. Зоотехнический метод искусственного осеменения

3.1 Искусственное осеменение, его становление и развитие

3.2 Сперма и организация работы с ней

4. Техника искусственного осеменения

4.1 Методы искусственного осеменения коров

4.1.1 Способы выявления половой охоты коров

4.1.2 Оптимальное время и кратность осеменения

4.2 Техника искусственного осеменения коров и телок

4.2.1 Эпицервикальный способ осеменения

4.2.2 Маноцервикальный способ осеменения

4.2.3 Визоцервикальный способ осеменения

4.2.4 Ректоцервикальный способ осеменения

4.2.5 Способы диагностики стельности коров и телок

4.3 Методы искусственного осеменения свиней

4.3.1 Способы выявления половой охоты свиней

4.3.2 Оптимальное время и кратность осеменения

4.3.3 Техника искусственного осеменения свиней

4.3.4 Способы диагностики супоросности свиней

4.4 Методы искусственного осеменения овец

4.4.1 Способы выявления половой охоты овец

4.4.2 Оптимальное время и кратность осеменения

4.4.3 Техника искусственного осеменения овец

4.4.4 Способы диагностики суягности овец

5. Современные методы воспроизводства сельскохозяйственных животных

5.1 Трансплантация эмбрионов

5.2 Клонирование

5.3 Трансгенез

6. Права и обязанности оператора по искусственному осеменению животных

7. Ветеринарно-санитарные правила на пунктах искусственного осеменения

8. Организация искусственного осеменения на молочных комплексах и крупных фермах

9. Организация искусственного осеменения в мясном скотоводстве

10. Учет и отчетность на пункте искусственного осеменения

11. Техника безопасности при работе с сосудами Дьюара и жидким азотом

ВСТУПЛЕНИЕ

Современное ведение сельского хозяйства базируется на интенсивном использовании только лучших генотипов животных, что подразумевает получение максимальной прибыли при одинаковом уровне финансовых и материальных вложений. Исходя из этого, предпочтение будет отдаваться тем породам, которые при одинаковых с другими породами финансовыми и материальными затратами производят больше продукции - мяса, молока, шерсти и пр. Кроме того, унификация рыночных отношений, создание единого мирового рыночного пространства ведет к уравниванию цен на сельскохозяйственную продукцию, что, в свою очередь, обуславливает использование современных высокопродуктивных пород даже в регионах, где традиционно занимались разведением аборигенных пород. Это все обусловило необходимость разработки способа, который позволял бы быстро и целенаправленно изменять генофонд отдельных популяций и стад сельскохозяйственных животных.

Это достигается, в первую очередь, за счет использования метода искусственного осеменения.

1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ

Неотъемлемым понятием воспроизводства является понятие зрелости организма, т.е. его готовности к воспроизводству потомства. Различают физиологическую и половую зрелость, или физиологическое и половое созревание.

Половая зрелость самки - возраст, в котором животное обретает способность к размножению (способно оплодотвориться), совпадает с проявлением первой половой охоты.

Физиологическая зрелость самки - возраст, когда животное способно полноценно выносить и родить полноценный плод.

Половая зрелость не совпадает с физиологической, т.е. оплодотвориться животные становятся способными раньше, чем становятся способными выносить плод.

Половая зрелость совпадает с началом выработки яичками самцов спермы, а яичниками самок яйцеклеток.

Физиологическая зрелость характеризует завершение полноценного развития половых придаточных желез у самцов и матки у самок.

Таблица 1. - Сроки наступления половой и физиологической зрелости самок

Животное	Половая зрелость, мес.	Физиологическая зрелость
		мес.	масса, кг
КРС (все породы)	6-9	15-18	65-75 % от массы взрослого
телки красной степной породы	6-9	15-18	не менее 290 кг
телки голштинской породы	6-9	15-18	не менее 300 кг
телки симменталькой породы	6-9	15-18	не менее 320 кг
телки герефордской породы	6-9	15-18	не менее 330-350 кг
Свиньи	5-8	9-12	65-75 % от массы взрослого
Овцы	5-8	12-15	65-75 % от массы взрослого
Козы	5-8	12-15	65-75 % от массы взрослого
Лошадь	18	36	65-75 % от массы взрослого

Таблица 2. - Сроки наступления половой и физиологической зрелости самцов

Животное	Физиологическая зрелость и начало использования для осеменения, мес.
Бык: - мясных пород, - молочных пород	16-18 18-20
Баран: - скороспелые, - позднеспелые	10-12 18-20
Хряк	10-12
Жеребец	3-4 года

1.1 Строение и функции половых органов самцов

К половым органов самцов относятся: мошонка, семенники, придатки семенника, семенной канатик, спермопроводы, мочеполовой канал, придаточные половые железы (пузырьковые железы, предстательная железа, луковичные железы), половой член (пенис), препуций.

Мошонка - двухслойный мешочек, в котором размещаются семенники. Она выполняет функции: защитную (от воздействий окружающей среды), терморегуляцию сперматогенеза и сохранения спермиев. Наружным слоем мошонки служит кожа. Она обильно снабжена потовыми и сальными железами. Под кожей расположена мускульно-эластичная оболочка, которая очень прочно сращена с кожей мошонки. Поэтому при сокращении гладкой мускулатуры кожа мошонки сморщивается и становится складчатой. Мускульно-эластичная оболочка образует продольную перегородку мошонки, разделяющую ее пополам. В каждой из них находится по семеннику. На наружной поверхности влагалищной оболочки расположена мышца - подниматель семенника. Общая влагалищная оболочка переходит на семенник и, срастаясь с ним, становится собственно влагалищной оболочкой. Она переходит с семенника на его придаток, а затем на семенной канатик и семяпровод. Собственно влагалищная или специальная оболочка прочно сращена с белочной оболочкой, состоящей из плотной соединительной ткани. Температура в мошонке на 4-5 градусов ниже температуры тела животного. Мошонка реагирует на изменение температуры внешней среды и предохраняет семенники от перегревания или переохлаждения. Искусственное нагревание мошонки или повышение ее температуры при воспалительных процессах приводит к резкому ухудшению качества спермы. Болевые раздражения мошонки могут приводить к нарушению половых рефлексов. Вот почему следует оберегать самцов от ударов, ущемления и других возможных травм мошонки.

Семенники (яички) - основные половые железы, вырабатывающие половые клетки (спермии) и половые гормоны самца (андрогены). Семенники расположены в мошонке, они подвешены на семенной канатике и хорошо пальпируются.

Семенники здоровых производителей гладкие, упругоэластичные. С возрастом семенники становятся более твердыми. Величина семенников, их форма и консистенция служат важными показателями воспроизводительной способности самцов. При дряблой консистенции нарушается образование и созревание спермиев.

Каждый семенник имеет 300-400 конических долек. В каждой дольке размещаются 4-5 извитых семенных канальцев длиной 50-80 см. Между канальцами вокруг капилляров расположены интерстициальные клетки - основные источники образования половых гормонов самцов. Стенка извитых канальцев имеет соединительнотканный и эпителиальный слои. Эпителиальный слой представлен так называемым сертолиевым симпластом, выполняющим питательную функцию, - в него погружены зачатковые половые клетки. У половозрелых самцов в извитых канальцах семенников происходит процесс образования половых клеток самцов - спермиев, называемый сперматогенезом.

Рис. 1. - Схематический разрез яичка.

На рисунке обозначены:

1 - семяпровод; 2 - тело придатка; 3 - головка придатка; 4 - выводные канальца; 5 - сетка семенника; 6 - прямые канальца; 7 - извитые канальца; 8 - соединительно-тканные перегородки; 9 - семенник; 10 - хвост придатка.

Только один грамм семенников ежедневно производит 17,7 млн. спермиев. Все стадии сперматогенеза зависят от факторов внешней среды (кормление, света, моциона, температуры), возраста, эксплуатации, наследственности и проходит с участием эндокринных желез под контролем нервной системы.

Кроме спермиев в семенниках вырабатываются половые гормоны самцов - андростерон и тестостерон. Они стимулируют рост и развитие органов размножения, вторичных половых признаков, а также вызывают половое поведение самцов - влечение к самкам. Половые гормоны влияют на обмен веществ, увеличивают образование белка и уменьшают количество жира. У молодых животных они стимулируют рост тела.

Придатки семенника тесно прилегают к семеннику и состоят из извивающихся семявыносящих канальцев, переходящих в длинный петлеобразно-извивающийся узкий канал. В придатке различают хвост, который переходит в семяпровод. Головка придатка включает в себя семявыносящие канальцы. Тело придатка - в виде длинного тяжа представляет собой сильно извилистый канал, его просвет увеличивается по направлению к хвосту. Хвост придатка - это конечная его часть с расширенным каналом. Просвет канала, особенно хвостовой отдел, заполнен секретом и спермиями. Головка расположена на верхней части семенника, тело - на задней и хвост - на нижней части семенника.

Знание особенностей расположения семенника и придатков у разных производителей позволяет применить правильный, наиболее физиологически обоснованный массаж (по направлению движения спермиев), повышающий объем и улучшающий качество выделяемой спермы. Придаток семенника служит местом скопления, хранения и окончательного дозревания спермиев, а также органом, регулирующим их продвижение. Здесь спермии покрываются защитной липоидной оболочкой, приобретают отрицательный электрический заряд и переходят в состояние анабиоза. Такие спермии сохраняют способность к оплодотворению до 2-х месяцев.

Семенной канатик состоит из спермопровода, внутренней семенной артерии и вены, наружного семенного нерва и внутреннего поднимателя семенника, которые все покрыты складкой специальной влагалищной оболочки, образующей влагалищный канал. Семенной канатик проходит в паховом канале, имеет форму сдавленного с боков конуса, расширенная часть которого прикрепляется к семеннику и придатку, а верхний конец доходит до внутреннего пахового кольца. Знание анатомии семенного канатика необходимо при определении нормального состояния спермопроводов, пахового канала, наличия или отсутствия грыжи.

Спермопроводы - длинные тонкие (диаметром до 4 мм) трубки, состоящие из серозной оболочки с сосудами и нервами, мышечной оболочки с двумя слоями гладких мышц (кольцевыми и продольными) и слизистой оболочки. Они отходят от хвоста придатков семенников, идут по семенному канатику, проходят через паховый канал в брюшную полость и достигают верхней поверхности мочевого пузыря. Здесь спермопроводы быка, барана и жеребца образуют ясно выраженные расширения - ампулы спермопроводов, которые хорошо пальпируются при ректальном обследовании. У хряка они почти незаметны. У быка и барана служат местом скопления спермиев в период полового возбуждения (во время эрекции), и, кроме того, продуцируют жидкий слабокислый секрет. Жизнеспособность спермиев в ампулах сохраняется около двух суток, а оплодотворяющая способность менее 24 часов. Позади шейки мочевого пузыря спермопроводы соединяются с выводными протоками пузырьковидных желез в спермоизвергающий проток, который открывается в самом начале мочеиспускательного канала на семенном холмике.

Мочеполовой канал или уретра, самца служит для выведения мочи и спермы (здесь образуется сперма смешиванием спермиев с секретами придаточных половых желез). Уретра подразделяется на тазовую и половочленную часть. Она образована слизистой оболочкой, кавернозным слоем и мышечной оболочкой. Слизистая оболочка собрана в продольные складки, содержит многочисленные мелкие трубчатые уретральные железы. Они выделяют при половом возбуждении перед половым актом прозрачный жидкий муциновый секрет, очищающий мочеполовой канал от остатков мочи и слущивающегося эпителия. При наполнении кавернозного слоя кровью (эрекции) происходит раскрытие просвета уретры.

Придаточные половые железы - пузырьковидные, предстательная, луковичные, уретральные. Секреты половых желез играю большую роль при спаривании, образовании, выделении спермы и в оплодотворении: возбуждают к движении спермии, выталкиваемые из придатка семенника, где они находятся в неподвижном состоянии; увеличивая объем спермы, способствуют продвижению спермиев по уретре и половым путям самок; предварительно увлажняют уретру, облегчая продвижение спермиев, а также предохраняя нежную слизистую оболочку уретры от повреждения при чрезвычайно быстром и энергичном выталкивании спермы; могут препятствовать обратному вытеканию спермы из половых органов самок; содержат некоторые вещества, которые могут быть использованы спермиями в их обмене веществ; содержат эрготионин, простагландины, вызывающие сокращение мускулатуры, способствующие продвижению спермы, прилив крови к половым органам; усиливают электрический заряд спермиев, предохраняют от склеивания; освобождают мочеполовой канал от остатков мочи, слущивающегося эпителия и микроорганизмов.

Пузырьковые железы - парные, расположены над шейкой мочевого пузыря по бокам ампул спермопроводов. Это ветвящиеся авельолярно-трубчатые железы. Они вырабатывают жидкий секрет.

Предстательная железа - по своему строению относится к ветвящимся трубчатым железам. Она состоит из тела (хряк, бык), расположенного на части уретры и сильно развитой рассеянной части (бык, баран, хряк), расположенной в стенке мочеполового канала. Ее тело хорошо развито у хряка. Предстательная железа вырабатывает жидкий секрет и открывается в просвет уретры большим количеством выводных протоков.

Луковичные железы - парные, по строению относятся к сложным авельолярно-трубчатым железам. Они расположены недалеко от изгиба уретры под луковично-кавернозным мускулом. Они вырабатывают густой клейкий секрет, на воздухе (в виде саговых зерен). Каждая железа открывается в заднюю часть уретры одним (бык, баран, хряк) или несколькими выводными протоками.

Половой член (пенис, уд) - совокупительный орган, в нем различают корень, тело и головку. У быка и барана пенис имеет форму цилиндра, заостряющегося на конце. В области промежности пенис образует S-образный изгиб. Во время эрекции этот изгиб выпрямляется, пенис удлиняется, утолщается, становится твердым и выводится из препуциального мешка наружу. В области нижнего колена зигзагообразного изгиба уда формируется ретракторы (втягиватели) полового члена. На кончике пениса быка и барана различают шейку головки, отросток уретры и слабовыраженную головку. На шейке головки уда быка заметен шов (связка), который к головке закручен влево. Отросток мочеполового канала сильно развит у барана. Он достигает 3-4 см длины, при эякуляции сильно вибрирует, разбрызгивая сперму, подобно пульверизатору, на большой поверхности глубокой части влагалища овцы, обеспечивая этим лучшее проникновение спермиев в шейку. У быков связка конечной части пениса во время эякуляции выпрямляется, натягивается в результате сильной эрекции и кончик уда производит поворот вокруг своей оси, частично загибается и к концу эякуляции возвращается в первоначальное положение. При этом производится равномерное разбрызгивание основной массы спермы на шейку матки. Снаружи пенис покрыт соединительнотканной оболочкой, от которой внутрь отходит одна толстая перегородка и много более тонких. Между этими перегородками расположены два основных пещеристых (кавернозных) тела, представляющие собой расширения кровеносных (артериальных) сосудов и имеющие губчатое строение. Поверхность пениса имеет сильно развитую сеть чувствительных нервных окончаний. Среди них - воспринимающие боль, осязательные, температурные рецепторы и специальные тельца, воспринимающие давление.

Препуций быка, баран и хряка представляет собой кожную полость, в которой располагается передняя часть полового члена. Он покрыт кожей, внутри находится два листка: париетальный и висцеральный. Париетальный листок выстилает внутреннюю стенку препуция. У быка, барана в толще этого листка имеются трубчатые железы, секреты которых увлажняют уд снаружи перед половым актом. В задней части препуция париетальный листок переходит в лишенный желез висцеральный листок, который одевает уд. Этот листок нежен и придает пенису большую чувствительность. У большинства животных препуций содержит передний и задний препуциальные мускулы, перемещающие препуций вперед и назад.



Рис. 2. - Половые органы быка

1. Прямая кишка

2. Луковичные железы размером 1-3 см, овальной формы.

3. Мышца-ретрактор (втягиватель)

4. S-образный изгиб мочеполового канала

5. Мошонка

6. Семенник с придатком: семенник эллипсовидной формы, размеры у взрослых самцов - длина 12-15 см, толщина 6-7 см, масса 300-400 г. Общая длина канальцев достигает 5 тыс. м. Длительность сперматогенеза 24-48 часов и более. Придаток примыкает к заднему краю семенника. Головка расположена на верхней части семенника, тело - на задней, а хвост - на нижней части семенника. Канал, составляющий тело придатка, достигает длины 30 м.

7. Пенис. Во время эрекции связка конечной части пениса выпрямляется, натягивается и кончик уда производит поворот вокруг своей оси, частично разгибается и к концу эякуляции возвращается в первоначальное положение, обеспечивая равномерное разбрызгивание спермы на шейку матки. Общая длина пениса во время эрекции достигает 1,5 м.

8. Препуций

9. Семенной канатик (длиной 20-25 см) с проходящим внутри спермопроводом (длиной 12-15 см)

9. Мочевой пузырь

11. Мочеточник

12. Почка

13. Пузырьковидные железы длиной 14 см, шириной 5 см и толщиной 3 см. Легко прощупываются у крупных самцов при ректальном обследовании

14. Предстательная железа. Состоит из тела, расположенного на начальной части уретры, и сильно развитой рассеянной части, расположенной в стенке мочеполового канала.

Рис. 3 - Половые органы барана

1. Луковичные железы, размером 1-3 см, овальной формы.

2. Мышца-ретрактор (втягиватель)

3. S-образный изгиб мочеполового канала

4. Мошонка

5. Семенник с придатком: семенник эллипсовидной формы, размеры у взрослых самцов - длина 10-11 см, толщина 6 см, масса 250-300 г. Придаток семенника примыкает к заднему краю семенника. Головка расположена на верхней части семенника, тело - на задней части, а хвост - на нижней части семенника.

6. Препуций

7. Пенис с отростком мочеполового канала, который достигает длины 3-4 см и играет роль в разбрызгивании спермы. Общая длина пениса во время эрекции достигает 0,5 м.

8. Семенной канатик

9. Спермопровод

10. Почка

11. Мочеточник

12. Прямая кишка

13. Мочевой пузырь

Предстательная железа. Состоит из сильно развитой рассеянной части, расположенной в стенке мочеполового канала.

Рис. 4 - Половые органы хряка

1. Семенник с придатком: семенник овальный, бобовидной формы, размеры у взрослых самцов - длина 11-12 см, толщина 5-6 см, масса 450-500 г. Общая длина канальцев достигает 4-6 тыс. м.

Головка придатка расположена на нижней части семенника, тело - вдоль передней части, а хвост - на верхней части семенника. Канал, составляющий тело придатка, достигает длины 60 м.

2. Спермопровод, при пальпации почти незаметен

3. S-образный изгиб мочеполового канала

4. Пенис. На конечной части спиралеобразно закрученый, что способствует фиксации пениса в шейке матки свиньи. Общая длина пениса во время эрекции достигает 0,8 м.

5. Препуций. Париентальный листок лишен желез, в верхней стенке передней части имеется небольшое отверстие, ведущее в слепой мешок - дивертикул препуция.

6. Мочевой пузырь

7. Мочеточник

8. Почка

9. Прямая кишка

10. Предстательная железа. Состоит из тела, расположенного на начальной части уретры, и сильно развитой рассеянной части, расположенной в стенке мочеполового канала.

11. Пузырьковидные железы длиной до 12 см и более, шириной до 7 см и толщиной до 3 см.

1.2 Строение и функции половых органов самок

К половым органам самок относятся: вульва, клитор, преддверие влагалища, влагалище, матка, шейка матки, тело матки, рога матки, яйцеводы, яичники.

Вульва - наружная часть половых органов. Она состоит из двух половых губ и вертикально расположенной между ними половой щели. Снаружи половые губы покрыты кожей, а изнутри слизистой оболочкой. В коже размещено много потовых и сальных желез. В толще половых губ расположен сжиматель вульвы. Вульва у молодых самок значительно меньше, чем у старых. У здоровых животных половая щель закрыта. К концу беременности особенно у старых самок при лактации половая щель зияет. Такое состояние может быть и у небеременных самок при слабости связочного аппарата, обусловленную недостатком движения или другими факторами. При этом возможно проникновение микробов в половые органы, что может вызвать бесплодие.

Клитор - рудимент полового члена самца. Он находится в нижнем углу половой щели в виде некоторого возвышения. Клитор состоит из двух ножек, прикрепляющихся у седалищным буграм. Соединяясь между собой, они образуют тело клитора, заканчивающееся головкой. Головка клитора имеет маленькое кавернозное тело, покрытое белочной оболочкой. По ней проходят кровеносные сосуды и нервы, имеющие различные окончания и обладающие высокой чувствительностью. Предварительный массаж клитора перед осеменением способствует раскрытию шейки матки, усилению ее сокращения, как и рогов, обеспечивая более быстрое проникновение спермиев в глубокие участки полового тракта. Это повышает оплодотворяемость самок.

Преддверие влагалища - короткая трубка, начинающаяся от половой щели и заканчивающаяся у отверстия мочевого канала. Его канал направлен снизу вверх и вперед. У старых истощенных животных преддверие влагалища несколько втягивается в тазовую полость. У коров, и в меньшей степени у свиней и овец, отверстие мочевого канала разделено поперечной складкой на две части. Передняя часть ведет в мочеиспускательный канал, а задняя образует дивертикул глубиной в 2 см. Эти анатомические особенности необходимо учитывать во время введения катетера при искусственном осеменении коров с ректальной фиксацией шейки матки, свиней и ярок при осеменении без зеркала.

Непосредственно впереди мочеиспускательного канала на границе преддверия и влагалища находится поперечная складка слизистой оболочки - рудимент девственной плевы. Стенка преддверия влагалища состоит из трех оболочек: слизистой, мышечной и соединительнотканной. Слизистая оболочка образует складки различной толщины. Под слизистым слоем боковых стенок преддверия влагалища заложены парные большие преддверные железы, их выводные протоки открываются самостоятельными отверстиями на боковых стенках преддверия, выделяя беловатый муциноподобный секрет. Этим секретом увлажняется слизистая оболочка преддверия влагалища во время половой охоты (и при родах), облегчая прохождение пениса в преддверие и во влагалище, а также плода. Позади и по бокам от отверстия мочевого канала расположены многочисленные выводные протоки малых преддверных желез.

Влагалище - мускульно-эластичная трубка от преддверия влагалища до влагалищной части шейки матки. Оно находится в тазовой области над прямой кишкой. Это орган совокупления самки и родовые пути для прохождения плода. Передний конец влагалища расширен и образует над влагалищной частью шейки матки свод. Он хорошо развит у коров, в меньшей степени у овец, и совершенно отсутствует у свиней. Слизистая оболочка влагалища не имеет желез, образует многочисленные продольные складки (у свиней их нет). Мышечная оболочка тонкая и состоит из циркулярного и продольного слоев гладкой мускулатуры.

Матка у сельскохозяйственных животных двурогая. Расположена она под прямой кишкой и свободно подвешена на широкой маточной связке, которая закреплена на поясничных мышцах. У коров и овец она лежит, частично, в брюшной полости, частично, в тазовой, у свиней целиком находится в брюшной полости. Матка служит для перемещения спермиев к яйцеводам, развития и питания зародыша, вынашивания и выталкивания плода, изгнания последа. Она состоит из шейки, тела и рогов.

Шейка матки является задней частью матки, внутри ее проходит узкий канал, который открывается только во время течки и половой охоты, родов и при некоторых патологических процессах. Шейка матки коров и овец своеобразный орган, который способен накапливать спермии и сохранять их жизнеспособность дольше, чем какой-либо другой участок полового тракта самки (до 48 часов), она отделяет подвижные спермии от жидкой части спермы, мертвые спермии и микроорганизмы. У свиней она выполняет совокупительную роль. Канал шейки выстлан слизистой оболочкой, которая образует многочисленные плотно прилегающие друг к другу продольные и поперечные складки. Последний складчатый валик формирует влагалищную часть шейки матки, которая вдается во влагалище на глубину 2-4 см. У старых коров влагалищная часть сильно гипертрофирована и имеет вид розетки (цветной капусты); у телок она гладкая, равномерно выпуклая. Шейка имеет три оболочки: слизистую, мышечную и серозную. Слизистая оболочка покрыта цилиндрическим эпителием. Она выделяет муциновую слизь, которая обладает биологически важными свойствами: абсорбцией, бактериостатичностью и бактерицидностью. В слизи содержатся вирусингибирующие и вируснейтрализующие вещества. В период готовности животного к случке ее цервикальный канал заполнен желеобразным секретом с высоким содержанием глюкопротеидов. Последние имеют мицеллярное строение, причем мицеллы располагаются параллельными рядами. Отмеченная особенность позволяет рассматривать шейку как своеобразный биологический фильтр, который беспрепятственно пропускает спермии благодаря присущей им способности к активному движению против тока жидкости, но задерживать микробы и простейшие.

Мышечная оболочка шейки состоит из трех слоев. Непосредственно под слизистой оболочкой расположен мощный циркулярный слой гладких мышечных волокон, сокращения которых и обуславливают плотное закрытие канала шейки матки. Затем идет сосудистый слой, образованный очень рыхлой соединительной тканью. Внутри и снаружи сосудистого слоя проходят гладкие мускульные волокна продольного направления. Снаружи шейку матки покрывает серозная оболочка.

Тело матки расположено между шейкой и рогами. По сравнению с шейкой матки оно более мягкое. У коров и овец оно расположено в тазовой области, у других животных в основном в брюшной полости.

Рога матки, левый и правый, отходят от ее тела. Сверху слияние рогов выражено в виде борозды (желоба). Этот межроговый желоб легко прощупывается через прямую кишку и имеет большое значение при диагностике беременности и бесплодия. Место раздвоения рогов называется бифуркацией. От тела рога матки разветвляются и тянутся вначале немного вверх и в стороны, затем вниз и назад, а концы поднимаются вверх и, суживаясь, переходят в яйцеводы. В результате такого расположения рога матки изогнуты в виде бараньих рогов. Тело и рога матки имеют слизистую оболочку, мускульный слой и серозную оболочку. Слизистая оболочка (эндометрий) выстлана однослойным цилиндрическим реснитчатым эпителием. Оболочка имеет многочисленные извивающиеся трубочки, называемые маточными железами. Их отверстия можно видеть некоторое время после родов и во время беременности. У коров насчитывается свыше 100 тысяч желез, в основном в рогах. Они выделяют секрет (маточное молочко), который питает зародыш до образования плаценты. У входа в яйцевод (у свиней и овец) слизистая оболочка имеет складки, где спермии могут переживать значительно дольше (36-120 часов), чем в других местах (9-12 часов). У жвачных на слизистой оболочке тела и рогов матки имеются специальные образования - карункулы. В теле матки они расположены беспорядочно, в рогах - в четыре продольных ряда. Каждый карункул имеет углубление - крипту, в которые входят ворсинки сосудистой оболочки плода и через них плод питается. С развитием беременности размеры карункулов и крипт увеличиваются и их можно прощупать через прямую кишку, что имеет практическое значение при диагностике беременности. Слизистая оболочка других животных не имеет карункулов, ее поверхность гладкая. Мышечная оболочка (миометрий) подразделяется на мощный циркулярный и более слабый продольный слои. Между круговыми и продольными мышечными слоями находится богатый сосудами и нервами сосудистый слой. Снаружи матка покрыта серозной оболочкой (периметрий).

Яйцеводы - парные сильно извитые трубочки, расположенные в собственной, образованной брюшиной, складке. Они выполняют несколько функций: перемещают спермии в переднюю часть яйцевода, а яйцеклетки и зиготы в матку, служат местом встречи гамет самца и самки и оплодотворения яйцеклеток, а также развития зиготы и бластоцисты. Различают брюшной и маточный концы. Брюшной конец более широкий и начинается возле яичника расширением - воронкой яйцевода. Неровные зубчатые края воронки получили название бахромки яйцевода. В передней трети яйцевода (ближе к яичнику) происходит слияние яйцеклетки со спермием. Вблизи рога матки яйцевод суживается, выпрямляется и без резких границ открывается в вершину рога матки. В стенке яйцевода различают три оболочки: слизистую, мускульную и серозную. Слизистая оболочка, особенно в ампулах и воронке яйцевода, образует многочисленные, сильно развитые складки, покрытые цилиндрическим мерцательным эпителием, реснички которого направляют ток жидкости с яйцеклеткой в сторону матки, а при перемещении спермиев по яйцеводу они же направляют их в сторону яичников. Слизистая оболочка яйцеводов выделяет муциновый секрет, у коров и свиньи в нем содержится фермент гиалуронидаза, которая принимает участие в процессе оплодотворения.

Яичники - парные органы, в них образуются половые клетки самки - яйцеклетки, а также служащие местом синтеза половых гормонов, которые играют важную роль в развитии и функционировании половой системы, ее подготовки к акту спаривания, процессу оплодотворения, наступлению и сохранению беременности. Яичники располагаются в брюшной полости. Они подвешены на брыжейке яичника и специальных связках, снаружи покрыты однослойным кубическим зачатковым эпителием. Под ним находится белочная оболочка. На разрезе яичника видны две зоны: наружная - корковая (фолликулярная) и внутренняя - мозговая (сосудистая). Корковая зона состоит из нежной соединительной ткани. В этом слое располагаются фолликулы и желтые тела. Мозговой слой обильно пронизан сосудами и нервами. Зрелые фолликулы хорошо заметны на поверхности яичников в виде пузырьков.

Рис. 5. - Схематический разрез яичника самки млекопитающего

Цифрами обозначены:

1 - Однослойный кубический зачатковый эпителий. Является источником пополнения пула примордиальных фолликулов;

2 - Строма яичника;

3 - Первичный (примордиальный) фолликул. Характеризуется наличием вокруг ооцита (ооцита первого порядка) только одного слоя фолликулярных клеток;

4, 5, 10, 11 - Вторичные фолликулы. Характеризуются наличием вокруг ооцита (ооцита первого порядка) более чем одного слоя фолликулярных клеток и отсутствием антральной полости;

6 - Третичный (антральный) фолликул. Характеризуется наличием антральной полости (показана черным цветом), заполненной фолликулярной жидкостью. Содержащийся в фолликуле ооцит - ооцит первого порядка;

7 - Предовуляторный фолликул;

4-5-6-7 - Путь развития фолликула от примордиального до предовуляторного;

8 - Показан момент овуляции фолликула и выхода яйцеклетки (ооцита второго порядка);

9 - Желтое тело, образующееся на месте овулировавшего фолликула;

14 - Атретическое (т.н. белое) тело. Развивается на месте неовулировавшего фолликула;

10-11-12-13-14 - Атретический путь развития фолликула.

Рис. 6. - Половые органы коровы

1. Отверстия вентральных и дорсальных преддверных желез

2. Половые губы

3. Клитор

4. Отверстие мочеиспускательного канала

5. Влагалище: длиной до 30 см, и преддверие влагалища: длиной 8-12 см

6. Яичник: элипсоидной или круглой формы, плотной консистенции, весом - 14-20 г, длиной 3,5-5 см, шириной 2-2,8 см, толщиной 1,5-2 см. Располагаются в брюшной полости под 5-6 поясничным позвонком.

7. Тело матки: не является плодовместилещем, поэтому слабо выражено, длиной 2-3 см и шейка матки: у коров - длиной 8-12 см, диаметром 3-6 см; у телок - длиной 5-7 см, диаметром 2,5-3 см

8. Рог матки: является плодовместилещем, длиной 16-20 см диаметром у основания 3-4 см

9. Яйцевод: длиной 20-30 см

10. Влагалищное отверстие шейки матки

Рис. 7. - Половые органы овцы

1. Отверстие мочеиспускательного канала

2. Отверстия вентральных и дорсальных преддверных желез

3. Клитор

4. Влагалище: длиной до 12 см, и преддверие влагалища: длиной 4-5 см

5. Тело матки: не является плодовместилещем, поэтому слабо выражено, длиной 2-3 см и шейка матки: длиной 5-7 см и диаметром 1,3-1,8 см

6. Яичник: округлой формы, весом - 3-10 г, размерами 1,5х1х1 см

7. Рог матки: является плодовместилещем, длиной 10-15 см с диаметром у основания 1,5-2 см

8. Яйцевод: длиной 10-15 см

9. Влагалищное отверстие шейки матки

10. Мочевой пузырь

Рис. 7 - Половые органы свиньи

1. Отверстие мочеиспускательного канала

2. Отверстия вентральных и дорсальных преддверных желез

3. Клитор

4. Влагалище длиной до 18 см, и преддверие влагалища: длиной 5-10 см. Влагалищный свод практически отсутствует.

5. Яичник: гроздевидной формы, весом - 5-9 г, длиной 2,5-3,5 см, шириной 1,5-2 см, толщиной 0,9-1,3 см. Из-за наличия большого количества фолликулов и желтых тел размеры и вес сильно варьируют.

6. Тело матки: не является плодовместилещем, поэтому слабо выражено, находится в тазовой полости, длиной 2-3 см и шейка матки длиной 12-20 см и узкая, выполняет роль совокупительного органа.

7. Влагалищная часть у шейки отсутствует: полость влагалища в переднем отделе уменьшается и без резких границ переходит в шейку. Слизистая оболочка шейки имеет многочисленные сильно развитие, притупленные выступы, расположенные главным образом с боковых сторон. Выступы одной стороны входят в свободные пространства между выступами другой стороны, благодаря чему просвет канала шейки матки становится штопорообразным. Такое строение позволяет прочно фиксировать спиралевидную головку пениса хряка при коитусе и вводить сперму прямо в матку.

8. Рог матки: является плодовместилещем ,кишкообразный, длиной 100-200 см с диаметром у основания 2-3 см.

9. Яйцевод: длиной 20-30 см, возле воронки имеет сильно выраженное расширение (ампулу)

искусственный осеменение зоотехнический

2. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСЕМЕНЕНИЕ И ЕГО ТИПЫ

Процесс оплодотворения - это процесс соединения (слияния) воедино женской (яйцеклетки) и мужской (спермия) половых клеток.

Появление оплодотворения, вероятно, следует отнести ко времени появления полового размножения, хотя у некоторых бактерий им можно условно считать процесс конъюгации - обмен между клетками участками наследственной информации.

По месту, где происходит слияние мужской и женской половых клеток оплодотворение делят на внешнее и внутреннее.

При внешнем оплодотворении зародышевые клетки самца и самки выделяются во внешнюю среду, где и происходит их соединение (оплодотворение). При таком типе оплодотворения развитие полученной зиготы (одноклеточного зародыша - результата соединения яйцеклетки и спермия) продолжается чаще всего во внешней среде.

При простейшем типе внешнего оплодотворения участие родительских организмов сводится только к производству гамет и выбрасыванию их во внешнюю среду. При таком типе оплодотворения у животных (пресноводных гидр, морских гидромедуз, иглокожих, круглых и кольчатых червей, многих моллюсков) отсутствуют специальные органы и приспособления организма, способствующие встрече половых клеток, не наблюдается нервно-гуморальная регуляция поведения животных, а также отсутствует явление осеменения.

Первым этапом становления процесса осеменения как такового можно считать рефлекс массового скопления самцов и самок в ограниченном пространстве перед выделением их половых продуктов. Яркий пример такого процесса наблюдается у костистых рыб - самки мечут икру, которую самцы "поливают" спермой. Некоторые круглые черви отличаются еще более тесным массовым осеменением, когда десятки особей свиваются в тугой клубок и смешивают свои половые продукты. Но при этом еще отсутствует спаривание, а имеет место массовое смешение половых продуктов многих особей. Следующим этапом в развитии осеменения следует считать появление спаривания. Примитивная форма спаривания - без совокупления - наблюдается при сближении самца и самки после сложных и длительных рефлексов ("игры"), после чего самка откладывает икру, а самец тут же поливает ее продуктами молок.

Но уже у рыб и амфибий наблюдаются переходы к наиболее сложным и совершенным формам осеменения, как например, сближение анальных плавников самца и самки и образование осеменительной камеры, и даже введение спермы в половые пути самки, т.е. совокупление.

Еще совершеннее этот процесс у акуловых рыб, некоторые из которых после внутреннего оплодотворения вынашивают детенышей наподобие млекопитающих с образованием плаценты и желтых тел в яичниках. Это развитие усложненных форм осеменения сделало возможным расселение животных в воздушной среде, ибо только непосредственное соединение половых отверстий самца и самки и переход спермиев непосредственно из организма самца в организм самки сделал возможным размножение животных вне водной среды.

У млекопитающих, в связи с эволюцией внутреннего осеменения, выработались специальные органы, обслуживающие процесс осеменения.

У самцов такими органами являются придаток семенника, служащий местом накопления спермиев, придаточные половые железы (предстательная, луковичные и пузырьковые), секреты которых увеличивают живучесть спермиев и облегчают процесс совокупления, и пенис, представляющий собой канал для прохождения спермиев.

У самок к таким органам относятся матка, рога матки, шейка матка, влагалище, преддверие влагалища и клитор.

При внутреннем оплодотворении соединение половых клеток происходит внутри специального органа самки (у млекопитающих в яйцеводе). Дальнейшее развитие полученной зиготы происходит либо во внешней среде (птицы), либо внутри самки, чаще внутри специального органа - матки (у млекопитающих). Во втором случае зиготе совсем не обязательно накапливать в цитоплазме большое количество питательных и пластических веществ, которые он может потреблять из внутренней среды матки, или через специальное образование - плаценту. Они же могут поставлять зародышу на определенных этапах и часть регуляторных веществ, необходимых для правильного формирования зародыша. В таких условиях эмбрион становится зависимым от условий внутренней среды матки.

Все сельскохозяйственные животные имеют внутреннее оплодотворение и требуют осуществления полового акта, или совокупления (копуляции, коитуса) - сложного физиологического процесса взаимодействия двух разнополых организмов, при котором половой член самца вводится в половые пути самки. Характер полового акта определяется физиологическими особенностями строения полового аппарата самки и самца. Особенности строения половых аппаратов самца и самки определяют также место излития спермы в половых путях самки, определяя, таким образом, тип естественного осеменения самок.

Коровы, овцы и козы характеризуются относительно малыми размерами матки, свиньи и кобылы - объемной маткой и длинными рогами матки. Это определяет то, что коровы, овцы и козы имеют влагалищный тип естественного осеменения, т.е. сперма вводится в области свода влагалища, как можно ближе к шейке матки. Шейка матки при этом выполняет всасывающую роль, а также служит местом промежуточного хранения спермиев. Общий объем семени у самцов этих животных невелик (3-10 мл у быка, 1-2,5 мл у барана), но характеризуется высокой концентрацией спермиев (0,8-1,3 млрд. сп/мл у быка, 2-6 млрд. сп/мл). У быков, баранов и козлов из-за отсутствия необходимости в больших объемах спермы придаточные половые железы развиты недостаточно. Продолжительность полового акта короткая: у крупного рогатого скота - 4-8 сек, у мелкого рогатого скота - 2-5 сек.

Свиньи и кобылы имеют маточный тип естественного осеменения, т.е. сперма вводится непосредственно в матку. Шейка матки у самок при этом не обладает всасывающими функциями, но имеет складки для продолжительной фиксации пениса самца. Общий объем спермы при этом достигает у хряка 150-500 мл, а концентрация низкая (у хряка - 0,1-0,4 сп/мл). Такие животные имеют хорошо развитые придаточные железы, продукты которых "застывают" в виде саговых зерен, закупоривая, таким образом, шейку матки. Продолжительность полового акта, из-за больших объемов изливающейся спермы, значительно увеличена - у хряка 7-12 минут.

Знание особенностей типа естественного осеменения позволяет правильно выбрать методику и способ искусственного осеменения. У взрослых коров сперму вводят непосредственно в шейку матки, направляя пипетку или катетер для искусственного осеменения в ее канал. У телок сперму вводят как можно ближе к влагалищному отверстию шейки матки. У овец и коз, из-за узкого строения шейки и наличия множества "кармашков" в шейке сперму вводят во влагалищную часть шейки матки на возможно доступную глубину погружения пипетки, контролируя этот процесс с помощью влагалищного зеркала.

У свиней катетер для искусственного осеменения вводят непосредственно в матку, а сперму вводят путем естественного ее истечения из флакончика.

2.1 Половой цикл

Самкам большинства видов сельскохозяйственных животных свойственен циклический характер половой активности. Это свойство развилось как результат развития у них внутреннего оплодотворения и вынашивания потомства. Это, в свою очередь, предопределило то, что половые органы самки должны обеспечить условия для таких взаимоисключающих событий, как встреча половых клеток в половых путях самки с сохранением их жизнеспособности, оплодотворение яйцеклеток и развитие беременности. Это требует создания неодинаковых условий маточной среды для каждого из этих событий. Смена этих условий и имеет место при половом цикле, и что отображается в характере поведения животных.

У некоторых животных половые циклы ритмичны (коровы, кобылы, свиньи), повторяются с момента наступления половой зрелости до климактерического периода и отсутствуют только в период беременности. Животных, у которых в течение года половой цикл повторяется много раз и в определенном ритме, называют полицикличными .

У некоторых видов животных (собаки, кошки и большинство диких животных) в течение года наблюдается один или два, редко три половых цикла. Таких животных называют моно- , ди- , реже трицикличными.

У других видов животных (овцы, козы, верблюды, буйволицы) ритмичность полового цикла отмечается только в течение определенного периода времени. Между периодами половой активности наблюдается длительный период полового покоя. Такие животные относятся к полицикличным, но с половым сезоном.

Основываясь на характере нервных реакций и морфофункциональных изменениях, имеющих место в репродуктивных органах, А.П. Студенцов (1953) разделил половой цикл на три стадии:

- стадию возбуждения;

- стадию торможения;

- стадию уравновешивания.

Стадия возбуждения характеризуется последовательным вовлечением в цепь физиологических процессов течки, общей половой реакции и охоты при наличии в яичниках созревающих фолликулов. За проявление стадии возбуждения ответственны эстрогены, уровень которых в крови с развитием признаков течки и охоты увеличивается и источником которых являются предовуляторные фолликулы.

Стадия возбуждения начинается, как правило, с течки. На фоне нарастания признаков течки на нее наслаиваются общая половая реакция и охота.

Течка - характеризуется набуханием и покраснением слизистых преддверия влагалища, влагалища и шейки матки. Канал шейки матки приоткрыт, из половых органов выделяется слизь. В начале течки слизь стекловидно-прозрачная, в середине она тянущаяся, к концу течки слизь становится мутной и густой. Длительность течки - 2-6 суток.

Общая половая реакция наступает через 24-36 часа после начала течки и внешне проявляется изменениями поведения животного, которое становится беспокойным, у него уменьшается аппетит, снижается удой, корова или телка прыгает на других самок и допускает прыжки на себя.

Охота - кульминационный момент стадии возбуждения. Половая охота у самок проявляется в виде готовности к спариванию. Животные стоят спокойно и допускают садку или прыжки на себя других коров и телок. В 60-70% случаев половая охота начинается утром и длится 12-18 часов. В конце ее происходит овуляция, при которой зрелый (предовуляторный) фолликул лопается, яйцеклетка попадает в яйцевод, где становится доступной для спермиев.

Овуляция - процесс выделения яйцеклетки из фолликула. Происходит она у здоровых коров через 10-15 часов после окончания или через 24-30 часов от начала охоты.

Вслед за овуляцией резко падает уровень эстрогенов в крови, что обуславливает переход в стадию торможения. Последняя характеризуется угасанием признаков стадии возбуждения. Одновременно овуляция дает начало переходу гранулезных клеток лопнувшего фолликула в лютеиновые и секреции последними гормона прогестерона.

Стадия уравновешивания - период относительной стабильности физиологических процессов в половых органах самки. В этот период внутренняя среда матки обеспечивает максимально удобные условия для развития образовавшегося (если имело место оплодотворение) зародыша и его имплантации. Поведение самки характеризуется индифферентным отношением к самцу. В яичниках отмечается наличие хорошо развитых желтых тел. Общая продолжительность полового цикла зависит от длительности функционирования желтых тел.

Таблица 3. - Продолжительность и время наступления различных стадий полового цикла у разных животных

Стадия или фаза полового цикла	коровы	овцы	свиньи
Общая продолжительность полового цикла	17-24 (в среднем 21) суток	14-19 суток	17-23 суток
Стадия возбуждения	3-5 суток	не проявляется	5-6 суток
Течка	3-5 суток	не проявляется	5-6 суток
Общая половая реакция	через 1-2 суток после начала течки	не проявляется	3-10 часов, через 30 часов после начала течки
Охота	8-20 часов, через 6-12 часов после начала общей половой реакции	22-48 часов	30-100 часов, через 12-24 часа после начала общей половой реакции
Овуляция	через 10-12 часов после окончания охоты	через 25-36 часов после начала охоты	3-10 часов, через 30 часов после начала охоты
Стадия торможения	3-4 суток	3 суток	1-3 суток
Стадия уравновешивания	12-17 суток	9-14 суток	10-16 суток

По характеру функционального состояния яичников половой цикл делится на четыре фазы:

- проэструс;

- эструс;

- метаэструс;

- диэструс.

Проэструс - (перед охотой). В эту фазу имеет место быстрая регрессия желтого тела предыдущего цикла или предыдущей беременности. Это вызывает снижение в крови концентрации гормона прогестерона, повышение чувствительности яичников к действию ФСГ, повышение секреции ФСГ передней долей гипофиза. Выделившийся ФСГ вызывает усиленную пролиферацию гранулезных клеток и рост антральных фолликулов, которые начинают увеличиваться в диаметре и к концу фазы достигают предовуляторных размеров (у коров и овец количество таких фолликулов один, реже два, у свиней 9-12). С увеличением диаметра предовуляторных фолликулов нарастает синтез и секреция гранулезными клетками эстрогенных гормонов, которые обуславливают нарастание признаков полового возбуждения, течки и охоты.

Эструс - кульминационный период развития предовуляторного фолликула, который заканчивается его овуляцией. Овуляция у сельскохозяйственных животных происходит спонтанно, то есть независимо от встречи самки с самцом.

Метаэструс - в эту фазу на месте разрыва предовуляторного фолликула происходит кровоизлияние в опустевшую полость. Вещества крови провоцируют переход гранулезных клеток в лютеиновые - они перестают синтезировать эстрогены и начинают синтезировать прогестерон, биологическая роль которого состоит в поддержании беременности. Продолжительность метаэструса определяется временем развития желтого тела до его полной функциональной активности. В этот период желтое тело нечувствительно к лютеолитическим веществам, типа простагландина Ф2-альфа. По характеру поведения животных эта фаза совпадает со стадией уравновешивания.

Диэструс - фаза покоя. Характеризуется наличием в яичниках максимально функционирующего желтого тела, секретирующего гормон прогестерон. В эту фазу слизистая матки секретирует в полость матки вещества для питания возможного зародыша. Если зачатие не произошло, клетки желтого тела начинают регрессировать, давая начало новому половому циклу. Диэструс совпадает со стадией уравновешивания.

2.2 Оплодотворение и раннее развитие эмбрионов

Оплодотворение - слияние половой клетки самца (спермия) со половой клеткой самки (яйцеклеткой) у сельскохозяйственных животных происходит в яйцеводах. Для достижения яйцеклеткой зоны оплодотворения требуется 10-45 минут.

Во время продвижения по половым путям самки половые клетки претерпевают морфологические и функциональные изменения: спермий подвергается капацитации, в яйцеклетке проходит этап постовуляторного созревания.

Продолжительность жизни яйцеклеток после овуляции невелика - 5-6 часов. Но задолго до гибели в яйцеклетках начинается процесс постовуляторного старения, ведущий к нарушениям оплодотворения и развития зародышей.

Процессу старения подвержены не только яйцеклетки, но и спермии. Оплодотворение "старой" яйцеклетки или "старым" спермием в принципе возможно, но увеличивает вероятность развития уродств, абортов, эмбриональной смертности.

Вероятность запоздалого осеменения у коров невелика, так как у них овуляция происходит уже после окончания охоты. У свиней старение яйцеклеток - один из основных факторов эмбриональных потерь.

Яйцеклетка достигает места слияния, будучи окружена клетками лучистого венца и яйценосного бугорка. Клетки лучистого венца (или кумулюса) прилегают непосредственно к зоне пеллюцида яйцеклетки и наблюдаются как несколько упорядоченных клеточных слоев. Клетки яйценосного бугорка имеют разрыхленный вид с большим расстоянием между собой.