Иммунобиологическое бесплодие у КРС

Иммунобиологическое бесплодие у КРС

Канд. биол. наук Н.А.Комбарова,

Порошина Е.С.

Турбина В.В.

АО «Головной центр по воспроизводству сельскохозяйственных животных», Подольск 2021 год

Основными причинами, ведущими к яловости коров, являются гипоовариальные расстройства: гипофункции яичников, персистенция желтых тел, киста, атрофия и склероз яичников, возникающие в результате действия на организм неблагоприятных факторов среды (плохого кормления, содержания, нарушения технологии искусственного осеменения, инфекций, несвоевременной выборки коров в охоте и т.д.). Большинству зооветспециалистов эти причины хорошо известны и после их устранения – проведения профилактических и лечебных мероприятий, как правило, может наступить выздоровление животных.

Вместе с тем существует и ряд других причин, связанных, к примеру, с различного рода иммунобиологическими реакциями, возникающими спонтанно либо в циркулирующей крови, либо в половых путях, а также при нарушении иммунологического и генетического статуса в организме самцов и самок, препятствующего нормальному оплодотворению. Эти причины или совсем не учитываются в практике, либо о них у специалистов имеется весьма смутное представление, хотя по данным различных исследований их доля в снижении воспроизводства стада измеряется не менее чем 20 %.

В молочном скотоводстве с иммунобиологической точки зрения учеными выдвигаются следующие причины эмбриональной гибели зигот и низкой оплодотворяемости маток: наличие в крови спариваемых особей естественных агглютининов и гемоагглютининов; появление в организме коров спермоагглютининов к сперматозоидам быков; высокая гомозиготность родителей по генетически детерминируемым белкам и ферментам, высокое иммуногенетическое сходство или слишком резкие различия; наличие у зародышевой клетки отдельных антигенов, ведущих к быстрому нарастанию губительных для зиготы антител в организме коров.

В целях улучшения воспроизводства стада и повышения оплодотворяемости коров прежде всего необходимо аттестовать стада, в которых длительное время осуществляется чистопородное и тем более линейное разведение на наличие спермоагглютининов у коров к тем быкам, которые назначаются в подбор. Дело в том, что, как показывает практика, до 50 % коров в стадах, особенно высокопродуктивных, перегуливают после отела от 3 до 10 раз и более. Это, как показано в работах И.И.Соколовской, Н.М.Решетниковой (1968), В.Жаркина (1974), В.Столбова и др. (1979), является результатом многократных непреднамеренных иммунизаций маток в ряде течковых циклов спермой одного и того же быка, намеченного планом подбора, что повышает титр антител в крови коров.

В опытах И.И.Соколовской и др. (1973) с использованием иммунофлуоресцентного метода найдено, что фагоцитоз сперматозоидов в половых путях самок после неоднократной их иммунизации может усиливаться до степени, которая ведет к гибели большинства спермиев и препятствует оплодотворению коров.

В этом плане Е.В.Ильинский установил, что у коров с увеличением титра спермоантител свыше 1:32, 1:64 количество коров, оплодотворившихся после первого осеменения, снижалось на 23,5–43 %, а эмбриональная смертность плодов увеличивалась на 5,5–9 %.

В 1900 г. И.И.Мечников установил, что у некоторых животных в сыворотки крови обнаруживаются естественные антитела, вызывающие агглютинацию, иммобилизацию или лизис гомологичных сперматозоидов. Продолжая исследования И.И.Мечникова, ученые установили возможность искусственного индуцирования аутоспермотоксинов. Ими была обнаружена в сыворотке крови иммунизированных животных фагоцитация сперматозоидов. Е.С.Лондон установил, что спермоантитела содержатся в любой нормальной сыворотке самца или самки, но эти антитела имеют низкий титр.

У людей и животных существует несколько различных видов спермоантител, выявляемых различными методами исследования (агглютинация, преципитация, лизис, фиксация комплемента и др.). Однако преципитины встречаются в нормальной сыворотке крови реже, чем агглютины и лизины, которые обнаруживаются значительно чаще.

Наибольшее количество исследований посвящено вопросам спермоагглютинирующих антител. Тест агглютинации прост, достаточно специфичен, а реакция является высокочувствительной.

Как показали иссследования авторов, в сыворотке крови разновозрастных эмбрионов и плодов спермоагглютинирующие антитела не содержатся. Сперматозоиды в такой сыворотке крови не только не агглютинируются, но и длительное время сохраняют свою первоначальную активность. Впервые (хотя в предельно низком титре) антитела к сперматозоидам некоторых быков обнаруживаются в сыворотке крови новорожденных телят сразу же после рождения. С возрастом, наступлением физиологической зрелости, осемениями и многократными плодоношениями уровень спермоагглютининов в сыворотке крови увеличивается. Например, у половозрелых телок титр спермоагглютининов колеблется в пределах 1:27–29, тогда как у коров титр спермоантител  составляет 1:149–155.

Методы выявления сходства спермальных антигенов у заменяемого и заменяющего быков

Для того чтобы определить, насколько сходный антигенный состав сперматозоидов у двух производителей, необходимо в случайном порядке отобрать кровь от 10–15 % коров из стада, где использовали или предполагают использовать определенных быков. С нативной или разведенной сывороткой крови этих коров и сперматозоидами этих быков ставят реакцию агглютинации.

Если средний титр активности сыворотки коров, взятых для исследования, будет ниже со сперматозоидами заменяющего быка, то такой бык имеет существенные отличия антигенного состава и является полноценным в иммунном отношении заменяющим быком. В тех случаях, когда титр антител в сыворотке крови коров к сперматозоидам заменяемого и заменяющего быков будет одинаковым или выше у последнего, можно сделать заключение о высоком сходстве антигенного состава сперматозоидов и такого быка не следует использовать для закрепления за данным стадом.

Резкое усиление активности агглютинов в сыворотке крови у животных с послеродовыми осложнениями связаны с подъемом общей иммунной реактивности организма. При этом безрезультативное осеменение таких коров может быть следствием внутриматочной иммунизации сперматозоидами, введенными в половой тракт с пораженными слизистыми покровами при очередной течке. Кроме того, усилению этой реакции, возможно, способствуют остатки воспалительного экссудата и детрита, образовавшегося в результате клеточного некроза, которые могут исполнять роль своеобразного адъюванта.

При изучении продолжительности сервис-периода у коров после перенесенных воспалительных процессов в половых органах исследователи обратили внимание на то, что у переболевших животных, несмотря на успешное излечение патологического процесса, сервис-период значительно удлиняется и составляет 140 дней и выше.

Применение на практике.

С целью применения тестов на иммунобиологическое бесплодие на практике  специалистами АО «ГЦВ» были начаты исследования, посвященные этой теме, в хозяйствах. Мы провели гинекологическую диспансеризацию маточного поголовья двух хозяйств в Рязанской области: ООО «СПК им. Куйбышева» Рыбновского района и ОП ООО «Вита» – колхоз «Рассвет» Касимовского района. Цель диспасеризации маточного поголовья состояла в том, чтобы выявить наличие гинекологических патологии у самок КРС. Для этого проводилось ректальное обследование с помощью УЗИ-сканера BCF Easi-Scan трансректально на наличие кист, эндометритов, половой охоты и  стельности.

 В результате гинекологической диспансеризации в ООО «СПК им. Куйбышева» в период 2019-2020 гг. мы выявили, что 24 головы были с фолликулярными кистами яичников, 23 головы – с персистентными жёлтыми телами, 9 голов подозреваются в иммунологическом бесплодии и у этих животных были отобраны образцы крови, 7 голов не имели каких-либо признаков патологий, 2 головы – с эндометритами, 3 головы – с кистами жёлтого тела с лютеиновыми кистами.Гинекологическая диспансеризация в ОП ООО «Вита» – колхоз «Рассвет» показала, что из 187 голов дойного поголовья выявлены 35 голов с признаками эндометрита, а 23 головы не имели патологий репродуктивных органов и полноценно приходили в охоту, но осеменения не происходило. Кратность искусственных осеменений варьировалась от 3 до 8 раз. Также сотрудники хозяйства обращали внимание, что многие коровы после отёлов имели эндометриты.

Оценка результатов реакции на иммунобиологическое бесплодие основана на визуальной оценке спермоагглютинации в каждой лунки планшетки. Сверху-вниз возрастает количественный титр спермоантител.

В таблице  представлены результаты реакции на сыворотках коров из ООО «СПК им. Куйбышева» Рыбновского района. Реакция с семенем быка Нефрит 516, где отмечено уменьшение титра спермоантител в сыворотках крови коров. Коровы Фламинго 472 и Пипетка 34 показали самый высокий титр спермоантител на протяжении всего опыта. На контрольную сперму Медка 314 прореагировало высоким титром спермоантител четыре коровы: барабанщица 626, Свобода 245, Фифа 504, Фламинго 472. Про последних животных можно подтвердить явное иммунологическое бесплодие.

Результаты иммунобиологического теста с сыворотками крови коров из ООО «СПК им.Куйбышева

Опыт применения всего выше сказанного на примере хозяйства «Рассвет» Касимовского района Рязанской области показал следующее. После гинекологической диспансеризации принадлежащих хозяйству 187 голов коров черно-пестрой голштинизированной породы методом ректального исследования было выявлено, что у 23 (12 % от общего поголовья) коров нет явных патологий репродуктивной системы, требующих медикаментозной или гормональной коррекции со стороны зооветспециалистов. У этих животных половой цикл вписывался в физиологическую норму 18–24 дня, был регулярным, охота яркой. Но плодотворного осеменения так и не наступало. При этом кратность осеменения этих животных варьировалась от 3 до 8. При анализе работы персонала было установлено, что все животные в анамнезе имели послеотельные осложнения в виде эндометрита и в свое время подвергались лечению. Кроме того, за коровами данного стада на тот момент более полутора лет были закреплены быки черно-пестрой голштинизированной породы Багет 1997 в качестве основного и Молодой 2129 в качестве заменяющего. От 23 коров была отобрана сыворотка крови для исследования на спермоагглютины. Исследования проводились также  на базе АО «ГЦВ».

По итогам исследования было выявлено, что во всех пробах сыворотки крови от коров из ОП ООО «ВИТА» – хозяйство «Рассвет» наблюдаются высокие титры антител (не менее +++ или 75 % агглютинированных сперматозоидов при учете реакции агглютинации) к сперме быков Багет 1997 и Молодой 2129, что указывало на невозможность использования этих производителей на данной группе коров. Затем, используя эти же методы, были подобраны быки Бархат 38 и Гир 1883, титр антител к сперме которых при учете реакции был минимальны

Спермой этих быков было осеменено 20 коров из проблемной группы (три коровы на момент осеменения выбыли на мясокомбинат по причинам, не связанным с гинекологическими заболеваниями). Из 20 коров 18 стали стельными: 6 после первого же осеменения, 2 после повторного осеменения, 2 коровы так и остались яловыми с последующим выбытием на мясокомбинат

Таким образом, целесообразно использовать данный способ для повышения воспроизводительной функции коров, которые в ином случае подверглись бы выбраковке. А перед этим зачастую бы еще бесполезной и дорогостоящей гормональной обработке, как это принято сейчас на большинстве сельскохозяйственных предприятий.

      Подводя итоги, мы сделали ряд выводов

  • в сыворотках крови коров присутствует титр спермоантител и по мере его возрастания снижается фертильность самок КРС. Титр спермоантител от 1:64 приводит к яловости;
  • для воспроизводства КРС существенное место занимает генеалогия маточного поголовья, так как пересечение одинаковых предков со стороны коров-матерей и быков-отцов накладывает отпечаток на иммунологические свойства репродуктивной системы;
  • при искусственном осеменении коров играет существенную роль кратность осеменения конкретной спермой быка-производителя. При осеменении спермой одного и того же быка более трёх раз увеличивается риск иммунологического бесплодия;
  • возникновение эндометритов и их неполное излечение способствует повышению титра спермоантител и эмбриональной смертности.

 

Список литературы

Павличенко, В.П. Выявление и предупреждение иммунного бесплодия у коров / Павличенко В.П., Дорожилов А.Е., Сираждинов Р.С. – Л.: ВНИИ разведения и генетики сельскохозяйственных животных. 1977. С. 10–11, 16, 25, 36–37.

Быковченко, Ю.Г. Улучшение репродуктивной функции крупного рогатого скота с использованием генетических маркеров / Ю.Г.Быковченко [и др.] // Фрунзе: Киргизский ордена Трудового Красного Знамени НИИ животноводства, 1989. С. 4, 6–7.

Георгиевский, В.И. Физиология сельскохозяйственных животных / В.И.Георгиевский. – М.: Агропромиздат, 1990. С. 231–237, 237–245.

  1. Орлянкин, Б.Г. Основы противовирусного иммунитета / Б.Г.Орлянкин, Е.А.Непоклонов, Т.И.Алипер. – М.: «Орбис Пиктус», 2011. С. 100–111. Абилов А.И. – «Разработка методов оценки и регуляции иммунного состояния организма в связи с совершенствованием технологии искусственного осеменения в скотоводстве»/ автореф. дис. … доктора биологических наук: 03.00.13/ Абилов Ахмедага Имаш оглы; [Место защиты: Место защиты: Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства] – Подольск, 1996 – 324 с.;
  2. Абилов А.И., Племяшов К.В., Комбарова Н.А., Пыжова Е.А., Решетникова Н.М. – «Некоторые аспекты воспроизводства крупного рогатого скота»/ Под общей ред. д-ра биол. Наук, проф. А.И. Абилова, Изд. «Проспект науки», Санкт-Петербург, 2019 – 299 с.;
  3. Амерханов Х.А., Абилов А.И., Ескин Г.В., Виноградов В.Н., Дунин И.М., Чомаев А.М., Решетникова Н.М., Комбарова Н.А., Корниенко-Шиляева Л.В., Фёдорова Е.В., Турбина И.С. – «Альбом по искусственному осеменению крупного рогатого скота»/ М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2011. – 172 с.;
  4. Богданова М.А. – «Разработка технологии изготовления и применения иммунологического теста для диагностики беременности и бесплодия коров»/ автореф. дисс. … кандидата биологических наук: 03.00.23/ Богданова Марина Анатольевна; [Место защиты: Ульян. гос. с.-х. акад.]. – Ульяновск, 2008. – 111 с.: ил.;
  5. Васильев И.К. – «Влияние иммунных факторов в воспроизводстве крупного рогатого скота»/ автореф. дисс. … кандидата биологических наук: 06.02.01. – Тверь, 2006. – 109 с.: ил.;
  6. Лимонов В.И., Лимонов В.В. – «Иммунообусловленная ранняя эмбриональная смертность у плацентарных на примере крупного рогатого скота»/ В. И. Лимонов, В. В. Лимонов [Текст] // Зоотехния, № 5, 2012. – 26-28 с.;
  7. Kawase Osamu, Jimbo Mitsuru – «Detection of sperm-reactive antibodies in wild sika deer and identification of the sperm antigens»/ The Journal of Veterinary Medicine Science, Vol. 80(5): 802-809, 2018;
  8. Lander M., Hansen P., Drost M. – «Antisperm antibodies in cows after subcutaneous and intra-uterine immunization»/ Veterinary Record 126, 1990. – 461-462 p.;
  9. Wilson Blake – «Effects of antisperm antibodies on gametes»/ Biographical References «Immunology of Animal Reproduction», UK, 2018 – 275 p.;
  10. Yitbarek M.B., Regaza F. – «Reproductive Immunization Of Domestic And Wild Animals: Review»/ International journal of scientific & technology research, Vol. 3, Issue 4, 2014