Содержание к диссертации
1. Обзор литературы1.1. Репродуктивный статус в молочном скотоводстве
1.1.1. Влияние паратипических факторов на показатели репродуктивной активности коров
1.2 Репродуктивная функция коров; механизмы регуляции, нарушения и пути оптимизации
1.2.1. Регуляторные механизмы овариальной функции
1.2.2. Биорегуляторы репродуктивной функции и методы её направленной коррекции
1.2.3. Нарушения генеративной функции яичников
1.2.4. Нарушения структурно-функциональных процессов в эндометрии
1.2.4.1. Взаимосвязь лактационной активности, овариальной функции и эндометральных процессов
1.3 Активизация воспроизводительной функции у коров в послеродовой период
1.3.1 О целесообразности раннего осеменения коров
1.4 Проблемы эмбриональной смертности в молочном скотоводстве
1.4.1. Причины эмбриональных потерь и возможности их снижения
2. Собственные исследования
2.1. Материал и методика исследований
2.2. Репродуктивная активность поголовья молочных коров при различных условиях содержания, кормления и эксплуатации
2.3. Овариальная функция в норме и нарушения фолликулогенеза
2.3.1. Морфофункциональные аспекты фолликулогенеза и особенности фолликулогенеза у проблемных коров
2.3.2. Причины нарушения и нормализация нарушенного фолликулогенеза
2.3.2.1. Персистентное жёлтое тело
2.3.2.2. Гипофункция яичников
2.3.2.3. Причины персистенции фолликулов и пути нормализации этого нарушения
2.4. Нормализация эндометральных нарушений в системе биотехнических мероприятий
•2.4.1. Нарушение репродуктивной активности коров лактационной функции
2.5. Стимулирование овариальной цикличности в послеродовой период
2.6. Причины, распространение и возможности снижения эмбриональных потерь
2.6.1. Характеристика жизнеспособности эмбрионов в зависимости от физиологического статуса коров
2.6.1.1. Некоторые аспекты эмбриональной смертности и пути профилактики эмбриональных потерь
Введение к работе
Согласно статистическим данным за истекшие 10 лет в сельхозпредприятиях Российской Федерации и постсоветского пространства выход телят на 100 коров снизился с 83-85 до 69-70 гол. Более того, в отдельных хозяйствах выход телят не превышает 60%, а в одной четвёртой хозяйств даже 50% (3; 150), что препятствует расширенному воспроизводству маточного поголовья, следовательно, нараш;иванию генетического потенциала молочной продуктивности (83; 119; 120; 26; 19; 4).
Данная ситуация является следствием нарушения за годы предшествующего десятилетия, сформировавшейся за длительное время, системы непрерывного зооветеринарного образования. Это, наряду с изменившимися социально-экономическими факторами, предопределило значительный разрыв между современным состоянием науки и профессиональным уровнем специалистов сельхозпредприятий и районного звена, задача которых должна заключаться в научно-обоснованной разработке и проведении биотехнических мероприятий по коррекции репродуктивной активности поголовья в соответствие социальноэкономической ситуации и конъюктуре рынка (94; 96). Однако есть и не до конца выясненные объективные причины чисто биологического характера.
Это подтверждает то, что в странах с высокоразвитой технологической культурой молочного скотоводства низкая плодовитость - главная проблема.
Так, эффективность воспроизводства в молочном скотоводстве США за последние 40 лет значительно снизилась: если в штате Нью-Йорк показатели оплодотворения коров после однократного искусственного осеменения в 1951 г. составляли 65%, то к 2000 г. они снизились до 40% (192). Если в целом в США после однократного осеменения молочных коров в 50-е гг.
показатели результативности составляли 55% (268; 295), то в настояш,ее время они упали до 35% или даже ниже (214; 201; 323).
Неудовлетворительное состояние воспроизводства крупного рогатого скота характерно для сельхозпредприятии всех форм собственности и типично для всех современных технологий содержания и эксплуатации животных (96;281). Экономический ущерб, наносимый бесплодием коров, превышает потери, наносимые скотоводству всеми остальными нерешёнными проблемами (22). Технология воспроизводства в скотоводстве приобретает устойчивую экстенсивную форму. В создавшихся условиях, когда традиционные методы организации воспроизводства не позволяют в оптимальные сроки преодолевать негативное положение, особую значимость придают мероприятиям, направленным на применение современных биотехнических средств, базирующихся на физиологических закономерностях гормональной регуляции репродуктивной функции (141;
61; 144; 139). В настоящее время в Российской Федерации, ближнем и дальнем зарубежье интенсивно проводимые исследования по биотехнологии воспроизводства связывают, прежде всего, с реализацией их результатов в практических условиях: в условиях тяжелого положения с воспроизводством в распоряжение специалистов необходимо предоставить методы, позволяющие в достаточной мере и быстро выправлять ситуацию. Комплекс реализованных в этом направлении мер гарантирует достижение экономически целесообразных показателей плодовитости. Достигнутые в этом направлении успехи прогнозируют возможность получения оплодотворяемости у 80% коров не позднее 60-ти дней после отёла, равномерное распределение отёлов, получение не менее 95 телят на 100 коров в год, снижение выбраковки коров из-за бесплодия в 3-5 раз (150; 94; Теоретические принципы биотехники воспроизводства впервые были разработаны отечественными учёными (71; 34; 36; 35). Считают, что методы гормональной регуляции воспроизводства в значительной мере себя уже оправдали и в обозримом будущем для скотоводства значения не потеряют.
Причём, создания принципиально новых методов регуляции репродуктивной функции в обозримом будущем ожидать не приходится (314). В настоящее время разработаны технологии отечественного производства гонадотропинов, синтетических простагландинов, гонадолиберинов, прогестагенов и ряда других препаратов, не уступающих по качеству препаратам зарубежного производства, и доступных для практикующих специалистов. Однако исследований по определению их эффективности и разносторонних свойств в достаточной мере не проведено. В этой связи необходимо продолжить их испытание и совершенствование методов применения. Следует учитывать, что большинство рекомендаций по применению биорегуляторов было разработано в условиях технологий эксплуатации животных, которые к настоящему времени претерпевают значительные изменения, что требует их корректировки и физиологического обоснования (94), Направленная регуляция генеративной функции яичников на основе применения гормональных средств не дает на практике прогнозируемой эффективности из-за широкого распространения у коров нарушений родовой деятельности и осложнений послеродового периода. Число таких коров достигает 70-80%(39). В этой связи, применение средств локального воздействия на матку, рассматривают как неотъемлемый элемент биотехнических мероприятий. Однако этому вопросу внимания уделяют недостаточно. Широко практикуемые методики применения антимикробных препаратов, в том числе антибиотиков, для проведения биотехнических мероприятий не всегда приемлемы. Например, не рекомендуют утероинфузии растворов антибиотиков и других антимикробных препаратов в ранний послеродовой период. Применение большинства антимикробных препаратов на лактирующих коровах влечет за собой экологическую нагрузку. Традиционно используемые антибиотики и химиопрепараты экологически небезопасны. При этом ограничивается использование мяса и молока в период проведения мероприятий и после него. Присутствие ингибиторов в молоке приводит к большим материальным потерям на предприятиях перерабатывающей промышленности вследствие ухудшения его качества, выбраковки сборного молока, потерь при производстве кисломолочной продукции (сыров, творога и т.д.), к снижению сортности молока и продуктов его переработки. Если сложить перечисленные убытки и ущерб от временного недополучения продукции, расходов на медикаменты при традиционных методах проведения мероприятий, то получается значительная сумма потерь (1). Это диктует необходимость поиска новых экологически безопасных средств (151). Достаточное решение этих проблем в применении низкоэнергетического лазерного излучения. В 90-х годах лазерная техника стала применяться в животноводстве. Существует множество модификаций лазерной аппаратуры как отечественного, так и зарубежного производства, начиная от простых лазерных аппаратов для облучения биологически активных точек на теле коров до сложных аппаратов, с помощью которых можно коагулировать ткани.
Лазерные комплексы «Зорька» и электролазер «Ключ», разработанные в НПО «Петролазер», а также аппараты для проведения квантовой профилактики, производимые другими фирмами, открывают новые перспективы для биотехники воспроизводства (126).
Исследования последних лет показали, что при современных технологиях эксплуатации коров, при значительно возросшей их генетически запрограммированной молочной продуктивности, происходит увеличение случаев эмбриональных потерь. Сообщают, что от 7,0 до 38,0% потерь стельностей происходит между 28 и 98-м днями эмбрионального развития (369; 396; 263; 365; 312; 319). Вместе с тем, наибольшее число эмбриональных потерь происходит спустя 6-7 дней после осеменения. В этой связи большой объем исследований посвящают изучению причин ранней эмбриональной смертности, происходящей перед периодом материнского распознавания беременности, и несколько меньше современных работ рассматривают проблему поздней эмбриональной и ранней фетальной гибели. Во многих исследованиях акцентировали внимание на эмбриональной смертности у повторно осеменённых коров; исследованы и описаны потенциальные факторы и возможные причины ранней эмбриональной смертности у субфертильных молочных коров. Поэтому считают: для выполнения программ по воспроизводству поголовья главное внимание должно быть сфокусировано на решении задач по проблемам эмбриональной смертности (163; 375). В этом отношении ультрасонография, как новый метод исследований заслуживает самого пристального внимания (266). Ультразвуковая технология исследований оказалась нужной почти в каждом аспекте репродуктивной физиологии животных. Использованием ультрасонографии можно диагностировать стельность на самых ранних этапах развития, т.е. намного раньше используемого ранее и в настоящее время ректального исследования. Стало возможным наблюдать процесс эмбриогенеза и развитие плода в динамике, вести и анализировать иллюстративные записи или изображения всего процесса беременности.
Визуализация фолликулярных и оогенетических процессов в яичнике, запечатленная в видеозаписи или электронных изображениях, стала мощным инструментом в исследованиях для понимания процессов, протекающих циклично, функций яичников в норме и при нарушениях у коров и др. видов животных (229).
Основополагающий методологический принцип физиологии: неразрывное единство организма и внешней среды. Поэтому для повышения эффективности биотехнических мероприятий по регуляции репродуктивной функции необходим постоянный учёт состояния воспроизводительной активности поголовья, но главное - специфики причин, лежащих в основе снижения репродуктивного статуса. Учитывая, что на каждый период развития отрасли скотоводства репродуктивный статус и характер причин его снижения не одинаковы, исследования в этом направлении всегда актуальны и являются первоочередными. В противном случае разработка и планирование концептуально направленной и физиологически обоснованной работы по оптимизации репродуктивной активности совокупного стада не представляется возможной (64; 45).
Для отечественного скотоводства являются актуальными исследования, которые направлены одновременно, как на совершенствование норм кормления, содержания и эксплуатации коров, так и на совершенствование воздействий гормональными регуляторами с целью нормализации нарушений обменных процессов и репродуктивной функции. Причём, особую актуальность приобретают вопросы разработки и производства новых комплексных препаратов и методик их применения в послеродовой период при параллельном проведении исследований физиологии нормы воспроизводительного статуса, а также изучение влияния факторов внешней среды (с учётом зональных особенностей) на получаемые в ходе исследований показатели.
Следует констатировать, что до настоящего времени, наука не дала исчерпывающих ответов на вопросы о биологических основах плодовитости.
Не ясны физиологические механизмы снижения репродуктивной активности коров под влиянием факторов высокой молочной продуктивности, кормления, содержания, эксплуатации и др. Лишь на базе ответов на эти вопросы возможно дальнейшее совершенствование методов биотехники размножения, их физиологическое обоснование и реализация полученных знаний в условиях практики. Это даст возможность повысить результативность искусственного осеменения, в том числе и за счет снижения эмбриональной смертности.
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось изучение биологических основ разработки биотехнических методов интесификации репродуктивной функции молочных коров и их физиологическое обоснование.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:
•изучить показатели плодовитости молочных коров в условиях ряда регионов Российской Федерации, определяющие общее снижение репродуктивного статуса;
•изучить уровень кормления коров в условиях различных предприятий, оценить его биологическую значимость путём определения некоторых биохимических показателей крови и в этой связи дать характеристику процессам восстановления репродуктивной функции у коров после отёла;
•провести анализ взаимосвязи показателей обмена веществ, уровня стероидных гормонов в крови с характером течения воспроизводительного цикла;
•выяснить влияние возраста и сезонных факторов на показатели репродуктивной функции коров: продолжительность стельности с учётом срока последующего восстановления нормоциклической активности яичников и плодотворности осеменений;
•исследовать эндокринные аспекты, лежащие в основе биотехнических методов воспроизводства крупного рогатого скота;
•изучить эндокринные профили, определяющие нормализацию функциональной активности яичников при проведении биотехнических мероприятий;
•оценить эффективность методов коррекции фолликулогенеза при различных изменениях генеративной функции яичников у коров;
•изучить характер взаимообусловленности функциональных, процессов в эндометрии и молочной железе с функциональной активностью яичников;
•в сравнительном аспекте оценить эффективность методов применения антимикробных препаратов и биофизических воздействий для профилактики и нормализации эндометральных изменений при проведении биотехнических мероприятий;
•определить влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на иммунобиологический статус организма коров;
•изучить возможности и целесообразность направленной стимуляции возобновления овариальной цикличности у коров в послеотёльный период;
•детализировать проблему выживаемости ранних эмбрионов у коров молочных пород и разработать пути снижения эмбриональной потерь.
Научная новизна работы. Дана характеристика воспроизводительного статуса поголовья молочных коров ряда сельхозпредприятий в условиях различных регионов РФ и структура нарушений репродуктивной функции, обусловливающая снижение репродуктивного статуса в целом. Изучены эндокринные профили у коров при различном функциональном состоянии яичников на протяжении спонтанного и индуцированного полового цикла, а так же эндокринный статус при гипофункции яичников. Исследованы и изучены с применением ультрасонографии морфо-функциональные предпосылки, определяющие эффективность воздействий гормональными препаратами при использовании биотехнических методов воспроизводства проблемных коров. Определена методическая основа корректировки фолликулогенеза с целью его оптимизации. Обоснована необходимость комплексного подхода к методам управления репродуктивной функцией коров путём одновременного воздействия гормональными регуляторами и методами квантовых излучений с целью профилактики и устранения, возможных, эндометральных нарушений. Изучением параметров биохимических показателей крови после применения НИЛИ в комплексе с гормональными воздействиями подтверждены безопасность и позитивные биологические свойства квантовых методов и, таким образом, физиологически обосновано его применение как элемента биотехнологии регуляции репродуктивной функции. Взаимообусловленность функциональных процессов в системе «матка-яичники-молочная железа» дают физиологическое обоснование биотехники комплексной квантовой и гормональной оптимизации репродуктивной функции при её депрессии, а также стимулирования нормоциклической овариальной активности в ранний послеотёльный период.
Констатировано, что достигаемая за счёт овариостимуляции стабилизация функциональной активности яичников после отела ускоряет восстановительные процессы в матке. Детализированы причины и определеныи определены пути снижения эмбриональных потерь у коров.
Практическая значимость работы. Собственными исследованиями определены факторы, лежащие в основе эффективного применения биорегуляторов с целью интенсификации репродуктивной активности коров.
Прежде всего, это реализуется благодаря возможности вызывать полноценную охоту у больших групп здоровых и проблемных коров и их результативно осеменять в запрограммированное время. Данное обстоятельство позволяет значительно снижать трудоёмкость технологии осеменения и в широких пределах планировать процесс воспроизводства в целом. Применение аппаратов - источников низкоинтенсивного лазерного излучения с целью воздействия на эндометральные ткани, как неотъемлемого элемента биотехнических методов воспроизводства, в том числе и при активизации овариальной функции в послеродовой период, значительно повышают эффективность проведения биотехнических мероприятий. Определены и обоснованы методы и пути снижения эмбриональных потерь. Вышеуказанные аспекты дают реальную возможность снижать стоимость и значительно повышать экономическую эффективность биотехнических мероприятий. Достигаемое при этом снижение уровня выбраковки высокопродуктивных коров вследствие потери плодовитости и интенсификация репродуктивной активности, в свою очередь, значительно ускоряют накопление и реализацию ценного селекционно-генетического потенциала коров молочных пород.
Реализация результатов исследований и апробация работы.
Материалы диссертации доложены и одобрены на заседаниях ученых советов БНИИСХ, СЗНИИМЛПХ, ВИЭВ, ВГНИИЖ, НГСХА,(2000-2006 гг.); на международных, всероссийских, зональных и республиканских конференциях (Москва, Дубровицы, Уфа, Оренбург, Нижний Новгород, Вологда, Екатеринбург, Воронеж, 2000-2006 гг.). Материалы исследований вошли в следующие нормативные документы, утверждённые Департаментом ветеринарии Минсельхоза Российской Федерации: Наставление по применению магнито-инфракрасного лазерного аппарата «Рикта-МВ» в ветеринарии.-М.-1999 и Методические указания по диагностике, терапии и профилактике болезней органов размножения у коров и тёлок.-М.-2000.-39 с , а также Методические рекомендации: «Регуляция полового цикла и профилактика нарушений репродуктивной функции». Вологда, 2006.-32 с ; «Нормализация воспроизводительной функции у коров», Вологда, 2007.-64 с.
Элементы новизны подтверждены авторским свидетельством: Способ электрорефлексотерапии функциональных нарушений у коров. Авторское свидетельство №1264941.- 1991.-6 с. Материалы исследовательской работы вошли в учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальностям 11041 «Ветеринария» и 11201 «Зоотехния»: Биотехника интенсификации репродуктивной активности молочных коров. Вологда, 2008.-451 с. Часть материалов отражена в электронном учебном пособии для студентов высших учебных заведений по специальностям 11041 «Ветеринария» и 11201 «Зоотехния»: Кормление сельскохозяйственных животных. Вологда, 2007, а также в монографии: Проблемы физиологии и патологии репродуктивной функции коров. - Дубровицы. - 2004. - 202 с.
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 43 работы, в том числе 13 работ в изданиях, рецензируемых Объем и структура. Диссертация изложена на 306 страницах компьютерного набора. Содержит 60 таблиц, 41 рисунок. Состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной материалам и методам исследований, четырех глав, посвященных собственным исследованиям, обсуждения, выводов, практических предложений, библиографического списка и приложений.
Список литературы включает 410 источников, в том числе 259 иностранных.
Основные положения, выносимые на защиту:
•показатели репродуктивного статуса, структура нарушений репродуктивной функции у коров в условиях ряда регионов РФ с учетом климатических особенностей и факторы, приводящие к снижению репродуктивной активности поголовья;
•разработка критериев с целью дифференциации овариальных нарушений;
•физиологическое обоснование унифицированного метода регуляции репродуктивной функции коров с применением отечественных биорегуляторов;
•физиологическое обоснование активизации послеродового анэстрального состояния с использованием гормональных регуляторов и физиотерапевтических средств;
•разработка НИЛИ-воздействий на матку и молочную железу, как элемента биотехнических методов воспроизводства и отсутствие негативного влияния НИЛИ на организм коров.
